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TWI470832B - 發光裝置 - Google Patents

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TWI470832B
TWI470832B TW100105924A TW100105924A TWI470832B TW I470832 B TWI470832 B TW I470832B TW 100105924 A TW100105924 A TW 100105924A TW 100105924 A TW100105924 A TW 100105924A TW I470832 B TWI470832 B TW I470832B
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electrode
semiconductor layer
light emitting
hole
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TW100105924A
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TW201145589A (en
Inventor
Kyoung Woo Jo
Sung Min Hwang
Original Assignee
Lg Innotek Co Ltd
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Priority claimed from KR1020100021089A external-priority patent/KR101021005B1/ko
Application filed by Lg Innotek Co Ltd filed Critical Lg Innotek Co Ltd
Publication of TW201145589A publication Critical patent/TW201145589A/zh
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Description

發光裝置
本發明係主張關於2010年03月08日申請之韓國專利案號10-2010-0020416之優先權與2010年03月10日申請之韓國專利案號10-2010-0021089之優先權，藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於一種發光裝置。
發光裝置(LED)包括一p-n接面二極體，其具有轉換電能成為光能的特性。p-n接面二極體能夠藉由結合週期表的III族和V族元素的來形成。LED可藉由調整化合物半導體的組成比而呈現出各種顏色。
當順向電壓施加至LED時，n層的電子係與p層的電洞結合，因此對應傳導帶(conduction band)和價能帶(valance band)之間能間隙(energy gap)的能量可能產生。
用於LED的氮化物半導體表現優越的熱穩定性(thermal stability)和寬的帶隙能量(bandgap energy)，因此氮化物半導體在光學裝置和高功率電子裝置的領域上被高度關注。特別是採用氮化物半導體的藍、綠、和紫外光發光裝置已被發展和廣泛地使用。
本發明實施例提供一種具有新型結構的發光裝置。
本發明實施例提供一種能夠改善散熱特性的發光裝置。
本發明實施例提供一種發光裝置，其能容易封裝。
本發明實施例提供一種能夠降低光損耗(light loss)的發光裝置。
本發明實施例提供一種能夠防止因靜電放電(ESD)造成損害的發光裝置。
本發明實施例提供一種發光裝置能夠改善發光效率。
本發明實施例提供一種發光裝置能夠獲得均勻的發光效率。
本發明實施例提供一種發光裝置能夠改善取光效率。
根據實施例的一發光裝置可包括一發光結構其包括一第一半導體層、一主動層、和一第二半導體層；一第一孔洞穿越該第一半導體層和該主動層以暴露出該第二半導體層；一第一電極從在該第一孔洞中的該第二半導體層延伸至該第一孔洞的外部；一第二電極設置在該第一半導體層底面的一外周邊區域且與該第一電極間隔開並同時環繞該第一電極的一側邊；以及一第一絕緣層於該第一電極和該發光結構之間。
根據實施例，一發光裝置可包括一發光結構其包括一第一半導體層、一主動層、一第二半導體層、以及一孔洞穿越該第一半導體層和該主動層以暴露出該第二半導體層；一第一電極從在該孔洞中的該第二半導體層延伸至該孔洞的外部；一第二電極設置在該第一半導體層底面的一外周邊區域且與該第一電極間隔開並同時環繞該第一電極的側邊；一絕緣層於該第一電極和該發光結構；以及一傳導件經由該第二半導體層從該第二半導體層的上表面延伸以接觸該第一電極。
根據實施例，一發光裝置可包括一發光結構其包括一第一半導體層、一主動層、一第二半導體層、和一貫孔穿越該第一半導體層、該主動層、和該第二半導體層；一第一電極從該貫孔的內部延伸至該貫孔的外部；一第二電極設置在該第一半導體層底面的一外周邊區域且與該第一電極間隔開並同時環繞該第一電極的側邊；一傳導件從該第一電極延伸至該第二半導體層；以及一絕緣件接觸在該貫孔中的該第一電極。
在實施例的描述中，應被理解，當提及一層(或膜)、一區域、一圖案、或一結構是在另一基板、另一層(或膜)、另一區域、另一墊、或另一圖案「上」或「下方」，則其可以是直接或間接地在其它基板、層(或膜)、區域、墊或圖案之上或「之上方/下方」，或者存在一個或多個中間層。層的位置將參照附圖進行說明。
在下文中，實施例將伴隨圖示進行說明。為清楚與方便說明，每一層的厚度與尺寸可能被加以誇大、省略或示意性繪示。此外，元件的尺寸亦不完全反映實際元件之大小。
圖1為根據第一實施例顯示一發光裝置的剖視圖。圖2為圖1中沿著線A-A’的剖視圖。圖3為圖1所示之發光裝置的仰視圖。
參閱圖1至圖3，根據第一實施例，一發光裝置100包括一第一電極141、一第二電極142、絕緣件120、125、一反射元件130以及一發光結構110。
發光結構110可包括III-V族化合物半導體，例如GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、AlInN、AlInGaN、GaAs、GaAsP、或GaP。
發光結構110包括一第一導電型半導體層112、一主動層114和一第二導電型半導體層116。從第一和第二導電型半導體層112、116的電子和電洞被注入到主動層114，而主動層114經由電洞和電子的再結合而發射出光。
第一導電型半導體層112包括摻雜有p型摻雜物的III-V族化合物半導體。舉例而言，第一導電型半導體層112可包括選自由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、和AlGaInP所組成之群組其中至少一者。該p型摻雜物包括Mg或Zn。第一導電型半導體層112可為單層或多層，但並非限制於此。
主動層114可形成在第一導電型半導體層112上。主動層114經由第一導電型半導體層112注入的電子和第二導電型半導體層116注入的電洞的再結合而射出具有對應主動層114能帶隙(energy band gap)之波長的光。
主動層114可包括單量子井結構、多重量子井(MQW)結構、量子線結構或量子點結構的其中一者。主動層114可使用III-V族化合物半導體材料而具有井層/障壁層的一堆疊結構。
舉例而言，主動層114可有InGaN井層/GaN障壁層、InGaN井層/AlGaN障壁層、或InGaN井層/InGaN障壁層的堆疊結構，其中障壁層的能帶隙高於井層的能帶隙。
一導電包覆層可形成在主動層114上及/或下方。該導電包覆層可包括一GaN類(GaN-based)化合物半導體。該導電包覆層可具有高於障壁層的能帶隙。
第二導電型半導體層116可包括摻雜有n型摻雜物的III-V族化合物半導體材料。舉例而言，第二導電型半導體層116可包括選自由GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、和AlGaInP所組成之群組其中至少一者。該n型摻雜物可包括Si、Ge、Sn、Se或Te。第二導電型半導體層116能夠製備成單層或多層，但並非限制於此。
根據實施例，第一導電型半導體層112可包括摻雜有n型摻雜物的一n型半導體層而第二導電型半導體層116可包括摻雜有p型摻雜物的一p型半導體層。此外，發光結構110可包括N-P接面結構、P-N接面結構、N-P-N接面結構、和P-N-P接面結構其中至少一者。
一孔洞118係形成在發光結構110中。孔洞118係穿越第一導電型半導體層112和主動層114而形成，因此第二導電型半導體層116能夠經由孔洞118而部份地暴露出。
第一電極141可被掩藏在孔洞118中，因此第一電極141與第二導電型半導體層116經由孔洞118而接觸。當以俯視觀之時，第一電極141可具有圓形或多角形，但並非限制於此。
第一電極141可具有一多層結構。舉例而言，第一電極141的第一層形成在第一電極141的上部，該第一層可包括可對第二導電型半導體層116形成歐姆接觸的材料，而第一電極141的第三層形成在第一電極141的下部可包括具有優越黏著性的材料，因此，第一電極141可容易地連結至一外部電極，例如一發光裝置封裝件的引線電極(lead electrode)。第一電極141的第二層插入在第一電極141的第一層和第三層之間，該第二層可包括擴散障壁層金屬(diffusion barrier metal)的至少一者，例如Ni、以及具有高導電性的一導電金屬，例如Cu。
第一電極141，舉例而言，可包括選自由Cu、Ag、Al、Ni、Ti、Cr、Pd、Au、和Sn所組成之群組其中至少一者且可為單層或多層，但並非限制於此。
第二電極142與第一電極141間隔開，且與第一導電型半導體層112接觸。
第二電極142可電性連接至第一導電型半導體層112且可與第一電極141一起提供電力至發光結構110。
由於第二電極142與第一電極141間隔開，因此可防止第二電極142與第一電極141之間的電氣短路。舉例而言，第二電極142與第一電極141可間隔開約10 μm至約50 μm的距離，但並非限制於此。
如圖2所示，第二電極142與第一電極141的側邊間隔開，並同時環繞第一電極141的側邊，但並非限制於此。一第二絕緣層125係形成在第一和第二電極141、142之間的一第二反射層130b上。因此，得以藉由第二絕緣層125防止第一和第二電極141、142之間的電氣短路。
第二電極142的底面係設置在與第一電極141底面相同的平面上。亦即，當從第一導電型半導體層112的底面量測時，第一和第二電極141、142具有相同的高度。因此，發光裝置100可透過晶片接合法(chip bonding sheme)被安裝(mounted)在外部電極上，例如發光裝置封裝件的引線電極。
根據晶片接合法，在當第一和第二電極141、142抵靠設置於發光裝置封裝件的引線電極時，第一和第二電極141、142係藉由使用焊接材料或結合金屬材料與發光裝置封裝件的引線電極結合。由於不需要導線結合製程(wire bonding process)，當封裝發光裝置100時，可改善生產率和效率。
第二電極142可具有一多層結構。舉例而言，第二電極142的第一層形成在第二電極142的上部，該第一層可包括可對第一導電型半導體層112形成歐姆接觸的材料，而第二電極142的第三層形成在第二電極142的下部，該第三層可包括具有優越黏著性的材料，因此第二電極142可容易地連結至發光裝置封裝件的引線電極。第二電極142的第二層插入在第二電極142的第一層和第三層之間，該第二層可包括擴散障壁層金屬的至少一者，例如Ni、以及具有高導電性的一導電金屬，例如Cu。
第二電極142，舉例而言，可包括選自由Cu、Ag、Al、Ni、Ti、Cr、Pd、Au和Sn所組成之群組其中至少一者且能夠製備為單層或多層，但並非限制於此。
如圖3所示，第一和第二電極141、142可形成在發光裝置100底面的主要區域的上面。亦即，第一和第二電極141、142係相互間隔開以防止電氣短路，且第一和第二電極141、142形成在發光裝置100底面除了間隔開第一和第二電極141、142之間的一間隙(gap)之外的全部區域。然而，實施例並非限定第一和第二電極141、142的結構。
由於並沒有任何電極形成在發光裝置100的上表面和側面上，經由發光裝置100上表面和側邊所發射出的光不會被電極所吸收，因此可防止光損耗。
由於第一和第二電極141、142係形成在發光裝置100底面的主要區域上面，因此，藉由發光裝置封裝件之引線電極的路徑(way)經由第一和第二電極141、142，從發光結構110產生的熱可立即地被傳送至發光裝置100的本體，因此發光裝置100的散熱效能得以改善。
第一和第二電極141、142可支撐該發光結構110。
第一和第二電極141、142接收來自外部電源的電力並供應該電力至發光結構110的第一和第二導電型半導體層112、116。
第一和第二電極141、142係設置在相同的平面上且突起至外部於相同的高度。因此，經由晶片接合法，發光裝置100可安裝在發光裝置封裝件的引線電極上。根據實施例，並不需要導線結合製程，因此發光裝置100的製程效率得以改善。
此外，第一和第二電極141、142可具有相互不同的厚度。
由於第一和第二電極141、142係僅形成在發光結構110的底面而沒有形成在發光結構110的上表面和側邊，因此，得以防止因形成在發光結構110表面和側邊的電極所造成的光損耗。
熱係為當光從發光結構110發射出時所產生的。根據實施例，第一和第二電極141、142係形成在發光結構110的底面上，且電性連接至提供在該發光裝置封裝件本體中的該引線電極，因此，經由第一和第二電極141、142，從發光結構110產生的熱可立即地被傳送至該本體。如此，發光裝置100的散熱效可得以改善。
反射層130可包括一第一反射層130a和一第二反射層130b。
第一反射層130a可形成在發光結構110的孔洞118內底面上。亦即，第一反射層130a可形成於設置在孔洞118中的第二導電型半導體層116底面和第一電極141的上表面之間。
第二反射層130b可形成在發光結構110的孔洞118內側邊上。亦即，第二反射層130b可形成在第一導電型半導體層112側邊、主動層114、和在孔洞118中的第二導電型半導體層116之間以及第一導電型半導體層112底面之間和第二電極142上表面之間。
詳細而言，第二反射層130b係形成在第一導電型半導體層112的底面同時朝向在孔洞118中的第一導電型半導體層112側邊延伸、在孔洞118中的主動層114以及第二導電型半導體層116的側邊上。
若第二導電型半導體層116和第一電極141之間未形成歐姆接觸，則第一反射層130a可包括能對第一導電型半導體層112形成歐姆接觸的材料。
若第一導電型半導體層112和第二電極142之間未形成歐姆接觸，則第二反射層130b可包括能對第一導電型半導體層112形成歐姆接觸的材料。
舉例而言，第一和第二反射層130a、130b可包括一金屬或一金屬合金，其包括選自由Ag、Ni、Al、Rh、Pd、Ir、Ru、Mg、Zn、Pt、Au、和Hf所組成之群組其中至少一者。此外，第一和第二反射層130a、130b可使用一金屬或一合金以及一透光材料製備成一多層。該透光材料可包括選自由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化銦鋅錫(indium zinc tin oxide,IZTO)、氧化銦鋁鋅(indium aluminum zinc oxide,IAZO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,IGZO)、氧化銦鎵錫(indium gallium tin oxide,IGTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化銻錫(antimony tin oxide,ATO)、氧化鋅鎵(gallium zinc oxide,GZO)所組成之群組其中至少一者。若第一和第二反射層130a、130b分別製備成多層，每一第一反射層130a和每一第二反射層130b可包括IZO/Ni、AZO/Ag、IZO/Ag/Ni、或AZO/Ag/Ni。
第一和第二反射層130a、130b可使用相同材料或不同材料來形成，但並非限制於此。
為了減少在第一和第二電極141、142被吸收的光，第二反射層130b係形成第一和第二電極141、142周圍。所以，從發光結構110發射出的光可被儘可能的被反射，因此發光裝置的取光效率得以改善。
絕緣件可包括第一和第二絕緣層120、125。
第一絕緣層120可形成在第二反射層130b的一側邊(a laterail side)和第一導電型半導體層112的側邊(laterial sides)之間、主動層114以及在孔洞118中的第二導電型半導體層。
第二絕緣層125可形成在介於第一電極141的一側邊和在孔洞118中的第二反射層130b的一側邊之間，以及在孔洞118中介於第一電極141和的第二電極142之間的第一導電型半導體層112的底面上。
第一和第二絕緣層120、125係在孔洞118中的第二導電型半導體層116之底面相互連接。
第一和第二絕緣層120、125可環繞在孔洞118中第二反射層130b雙側邊和上表面。詳細而言，第二反射層130b係形成在第一導電型半導體層112的上表面且延伸至在孔洞118中的第一和第二絕緣層120、125之間。
第一絕緣層120防止因在孔洞118中的第二反射層130b造成在第一導電型半導體層112、主動層114和第二導電型半導體層116中的電氣短路的問題發生。
第二絕緣層125防止第一和第二電極141、142之間和第一電極141和第二反射層130b之間的電氣短路。
第一和第二絕緣層120、125可包括具有透光和電性絕緣性質的材料。舉例而言，第一和第二絕緣層120、125可包括選自由SiO2 、SiOx、SiOxNy、Si3 N4 、Al2 O3 和TiOx所組成之群組其中至少一者，但並非限制於此。
第一和第二絕緣層120、125可使用相同材料或不同材料形成。
第一和第二絕緣層120、125可作為包括導電材料的發光結構110和第一電極141之間的介電物質，因此可能形成一電容CD (請見圖1)。
該電容CD 可具有耐電壓效應以保護發光結構100於當靜電放電(ESD)發生時作為一逆向電壓施加至發光裝置110。
在後文中，將詳細描述該電容CD 。
圖4係為根據實施例之發光裝置的等效電路圖(equivalent circuit)。
參閱圖4，該電容CD 係與發光結構110並聯連接。該電容CD 可能出現在發光結構110和第二反射層130b之間的第一絕緣層120和在第二反射層130b和第一電極141之間的第二絕緣層125。發光結構110的第一導電型半導體層112和第二反射層130b係相互電性連接，因此等電位(equipotential)可發生在發光結構110和第二反射層130b之間。因此，該電容CD 可能不會出現在第一絕緣層120。事實上，該電容CD 係出現在第二反射層130b和第一電極141之間的第二絕緣層125。
若一順向電壓施加至發光裝置100時，則電流將施加至發光裝置110，因此發光裝置110發射出光。然而，若由於ESD而使一逆向電壓施加至發光裝置100時，則部份的電流經由第一電極141而施加至發光結構110的第二導電型半導體層116，而剩餘的電流則經由該電容CD 而施加至發光結構110的第一導電型半導體層112。因此，經第二導電型半導體層116和主動層114而施加至第一導電型半導體層112的電流係藉由經第一導電型半導體層112和主動層114而施加至第二導電型半導體層116的電流而被補償(offset)，因此施加至主動層114的電流量係儘可能地被減少，藉以防止發光結構110的主動層114因崩潰電壓而遭損壞。
此時，當由於ESD而施加逆向電壓時，施加至發光結構110的主動層114的電流量可隨著總電容量(total capacitance)CTot 增加而減少，藉以衰減因ESD所造成的影響。
上述能以下列表示：
QDis =CESD VESD (QDis 為在ESD的電荷量，而CESD 係在ESD時的電容量)
I=dQ/dt=ΔQ/τ=QDis /(RCTot )∴CTot ↑->I
亦即，當由於ESD而施加逆向電壓時，電流I流經發光結構110的主動層114可當總電容量CTot 增加時而減少，亦即，形成在第一電極141和第二反射層130b之間的第二絕緣層125的電容量係為增加，因此影響可被減少。
在此方面，第一和第二絕緣層120、125可包括絕緣材料具有高的電氣常數(electric constant)ε以增加電容量。舉例而言，第一和第二絕緣層120、125可包括TiO2 、BaTiO3 或SrTiO3 ，但並非限制於此。
圖5為根據實施例顯示一發光裝置之靜電放電的波形示意圖。
如圖5所示，經由傅立葉轉換(Fourier transform)，脈波波形可具有高頻分量。此外，高頻分量的強度可隨上昇時間(rising period)(t)陡峭時而增加。上述可以下列表示：
阻抗(Impedance): Z=ZR +jZIm (ZR 係為實際阻抗，j係為虛線部份的因子(factor)，而ZIm 係為電容造成的阻抗)，
ZIm,C =1/(jωC),(ω=2πf)
基於上述公式，可理解當逆向電壓由於ESD而過度地施加至發光裝置100時，電容量將增加，因此發光裝置100的耐電壓特性得以改善。亦即，本發明可提供發光裝置100具有優越的耐電壓特性以對抗過電流。
在後文中，將詳細描述根據實施例的發光裝置100製造方法。在後續的描述中，與前述描述中的元件和結構將被省略或簡化以避免贅述。
圖6A到圖6H為根據實施例顯示發光裝置製造方法的剖視圖。
參閱圖6A，發光結構110係形成於一基板101上。
基板101可包括選自由Al2 O3 、SiC、GaN、Si、ZnO、AlN、GaAs、β-Ga2 O3 、GaP、InP、和Ge所組成之群組其中至少一者。
發光結構110可藉由依序沉積第二導電型半導體層116、主動層114、和第一導電型半導體層112於基板101上而形成。第二導電型半導體層116係為包括n型摻雜物的一n型半導體層而第一導電型半導體層112係為包括p型摻雜物的一p型半導體層，但並非限制於此。
發光結構110使用金屬有機化學氣相沈積(MOCVD)、化學氣相沈積法(CVD)、電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)、分子束磊晶法(MBE)、或氫化物氣相磊晶法(HVPE)等而形成，但並非限制於此。
一緩衝層(未繪示)或一未摻雜半導體層(未繪示)可形成在基板101和第二導電型半導體層116之間以減少基板101和第二導電型半導體層116之間的晶格失配(lattice mismatch)以及熱係數差異(difference of thermal coefficient)以改善發光結構110的晶體特性(crystalline property)。
參閱圖6B，發光結構110的中央區域係選擇性地移除，因此第二導電型半導體層116的上表面可部份地暴露出，藉以形成孔洞118。第二導電型半導體層116上表面的一部份、主動層114的一側邊、以及第一導電型半導體層112的一側邊透過孔洞118而暴露出。
可使用濕蝕刻、乾蝕刻或雷射處理來形成孔洞118。但並非限制於此。孔洞118的內壁經由蝕刻製程或雷射處理可形成傾斜狀或垂直於第二導電型半導體層116的上表面，但並非限制於此。
孔洞118可藉由穿越第一導電型半導體層112和主動層114而形成，因此可暴露出第二導電型半導體層116。
參閱圖6C，第一絕緣層120係形成在孔洞118中。詳細而言，第一絕緣層120藉由穿越第二導電型半導體層116、主動層114和第一導電型半導體層112的側邊，而從第二導電型半導體層116上表面的一部份延伸至第一導電型半導體層112上表面的一部份。
第一絕緣層120可使用沉積製程，例如電子束蒸鍍(E-beam evaporation)、濺鍍、以及電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)而形成，但並非限制於此。
舉例而言，第一絕緣層120可在形成一光罩(未繪示)於孔洞118上之後，藉由執行沉積製程而形成。因此，第一絕緣層120的形狀可依據光罩的形狀而改變，但實施例並不限定第一絕緣層120的形狀。
參閱圖6D，第一和第二反射層130a、130b係同時或個別形成。
第一反射層130a可形成在第二導電型半導體層116的上表面除了用於形成第一絕緣層120以外的區域。詳細而言，第一反射層130a係形成在介於第一絕緣層120之間暴露出的第二導電型半導體層116的上表面上。
第二反射層130b可形成在孔洞118中的第一絕緣層120的上表面，在第一導電型半導體層112上表面一部份的第一絕緣層的上表面、以及第一導電型半導體層112的上表面上。詳細而言，第二反射層130b可從在孔洞118中的第一絕緣層120上表面延伸至第一導電型半導體層112的全部區域之上。形成在第二導電型半導體層116上表面一部份的第一絕緣層120的一端部，其在水平方向的突起多過於在孔洞118中的第二反射層130b的端部。因此，於後續的製程中，第二絕緣層125可連接至第一絕緣層120。
第一絕緣層120防止因在孔洞118的第二反射層130b造成在在發光結構110中的第一導電型半導體層112、主動層114和第二導電型半導體層116的電氣短路問題的發生。
第一和第二反射層130a、130b可使用電鍍(plating)製程或沉積製程，例如電子束蒸鍍、濺鍍、以及電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)而形成，但並非限制於此。舉例而言，第一和第二反射層130a、130b可在形成一光罩(未繪示)於孔洞118上之後，藉由執行沉積製程而形成。因此，第一和第二反射層130a、130b的形狀可依據光罩的形狀而改變，但實施例並不限定第一和第二反射層130a、130b的形狀。
參閱圖6E，第二絕緣層125之形成方式為將第二絕緣層125連接至第一絕緣層120，其係形成第二導電型半導體層116的上表面上。亦即，孔洞118的底面，同時延伸至在孔洞118中形成在第一導電型半導體層112上表面的第二反射層130b的一部份。
第二絕緣層125封閉在孔洞118中的第二反射層130b整個表面。因此，第二絕緣層可防止第一電極141和第二反射層130b之間的電氣短路。
第二絕緣層125可從在孔洞118中的第二絕緣層125延伸至形成在第一導電型半導體層112上表面上的第二反射層130b的一部份。因此，第二絕緣層125可防止第一和第二電極141、142之間的電氣短路。
相同於第一絕緣層120，第二絕緣層125可使用沉積製程，例如電子束蒸鍍、濺鍍、以及電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)而形成。
參閱圖6F，一金屬層140可形成在包括孔洞118的發光結構110的整個上表面上，以此方式可使至少孔洞118填充有金屬層140。詳細而言，金屬層140可形成第二絕緣層125和第二反射層130b的上表面上同時填充孔洞118。在孔洞118中，金屬層140與在孔洞118底面上的第一反射層130a上表面和在孔洞118內側壁上的第二絕緣層125上表面接觸。
金屬層140係主要被填充在孔洞118中，然後形成在發光結構上表面上的第二絕緣層125和第二反射層130b的上表面上，因此金屬層140具有一預定厚度。金屬層140的厚度可依據發光裝置封裝件的封裝結構而改變，所以實施例可不限定金屬層140的厚度。
金屬層140可使用電鍍(plating)製程，例如一電鍍(electroplating)或無電電鍍(electroless plating)，或沉積製程而形成，但並非限制於此。
參閱圖6G，金屬層140係選擇性地被移除，因此形成在發光結構110上表面的第二絕緣層125上表面得以被暴露出，藉以形成第一和第二電極141、142。一間隙(gap)係形成在第一和第二電極141、142之間以防止第一和第二電極141、142之間的電氣短路問題的發生。該間隙可具有一約10 μm至約50 μm的尺寸，但並非限制於此。若該間隙的尺寸係小於10 μm，電氣短路可能會在第一和第二電極141、142之間發生。若間隙的尺寸超過50 μm，則介於發光結構110和第一和第二電極141、142之間的電氣特性和介面特性(interfacial characteristics)將可能降低。第一和第二電極141、142可藉由沿著形成在金屬層140上的一光罩(未繪示)執行濕蝕刻或乾蝕刻而形成，但並非限制於此。
參閱圖6H，基板101係移除，因此可製造出根據實施例的發光裝置100。
基板101可經由雷射剝離法(laser lift off)、化學剝離法(chemical lift off)和物理研磨(physical polishing)的至少一者而被移除，但並非限制於此。
為了確保製造流程的可靠度，基板101係最好在形成第一和第二電極141、142之後被移除，但實施例並不限定製造流程的順序。
在基板101被移除之後，可執行蝕刻製程以從發光結構110的上表面移除基板101上的殘留物(residues)及形成粗糙結構(roughness)或一凹凸形狀(concave-convex shape)以改善取光效率。
圖7A和圖7B為根據第二實施例顯示一發光裝置的視圖，其中圖7A係為圖1中A-A’線的放大剖視圖，而圖7B係為圖1顯示之發光裝置的放大仰視圖。
參閱圖7A和7B，根據第二實施例，發光裝置100A包括複數個第一電極141形成為一陣列(matrix)型式。第二絕緣層125係形成在第一電極141周圍。
第二電極142係形成在發光裝置100A的底面，除了用於形成第一電極141和第二絕緣層125之外的區域。
根據第二實施例，發光裝置100A可包括複數個發光裝置100具有與如圖1所示之發光裝置100相同的結構。
僅該些第一電極141中的一者提供給每一發光裝置100。
第二電極142係提供給每一發光裝置100且從發光結構延伸，因此該些第二電極142可相互連接。
否則，第二電極142係被提供給每一發光裝置100以此方式使第二電極142可與提供在另一發光結構的另一第二電極142間隔開。第二電極142的結構可根據發光裝置封裝件的結構而改變，因此實施例並不限定第二電極142的結構。
根據第二實施例，發光裝置100A的發光結構110可相互連接。詳細而言，根據第二實施例，發光裝置100A包括一大尺寸的發光結構110、複數個第一電極141以一陣列型式排列(arranged)在發光結構110的底面上、複數個第二絕緣層125圍繞該些第一電極141、以及一第二電極142形成在發光結構110的底面，除了用於形成第一電極141和第二絕緣層125之外的區域。
因此，即使發光結構110具有一大尺寸，電力仍可輕易地經由形成在發光結構底面的該些第一電極141和該大尺寸的第二電極142而被供應，因此電流可均勻地散佈在該大尺寸發光結構110的全部區域，藉以顯著地改善產品可靠度。
該些第一電極141可排列成如圖7A和7B所示一陣列型式或可排列成各種配置，而實施例並不限定第一電極141的配置。
圖8為根據第三實施例顯示一發光裝置的剖視圖。
根據第三實施例的發光裝置100B係與根據第一實施例的發光裝置100相同，除了粗糙結構或凹凸形狀係形成在發光結構的上表面上之外。因此，在後文的第三實施例描述中，具有與第一實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖8，根據第三實施例，發光裝置100B包括粗糙結構或凹凸結構111形成在發光結構110的上表面上。詳細而言，粗糙結構或凹凸結構111係形成在發光結構110的第二導電型半導體層116上表面上的全部區域上方。
粗糙結構或凹凸結構111係使用濕蝕刻製程或乾蝕刻製程來形成，因此粗糙結構或凹凸結構111可包括隨機圖案或規則圖案，但並非限制於此。
粗糙結構或凹凸結構111可具有一預定周期(period)，其可根據從發光結構110發射出的光的波長所決定。舉例而言，粗糙結構或凹凸結構111可包括一光子晶體結構其具有200nm至300nm的周期(period)。
由於粗糙結構或凹凸結構111，在發光結構110的光可經由全反射(total reflection)而發射至外部，因此發光裝置100B的取光效率得以改善。
圖9為根據第四實施例顯示一發光裝置的剖視圖。
根據第四實施例的發光裝置100C係與根據第一實施例的發光裝置100相同，除了孔洞118的內壁相對於孔洞的底面呈傾斜之外。因此，在後文的第四實施例描述中，具有與第一實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖9，根據第四實施例，發光裝置100C包括孔洞118形成於發光結構110中。孔洞118可藉由選擇性地移除發光結構110而形成。第一導電型半導體層112的側邊、主動層114的側邊以及第二導電型半導體層116的側邊和底面係經由孔洞118的內側壁暴露至外部。
孔洞118的內側壁係相對於孔洞118的底面呈傾斜，也就是第二導電型半導體層116的底面。詳細而言，孔洞118的內側壁係相對於第二導電型半導體層116底面呈傾斜，以此方式可使孔洞118的寬度從發光結構110的上面至底面逐漸擴大。
在孔洞118中的第二反射層130b也相對於第二導電型半導體層116的底面呈傾斜。
因此，從主動層114產生的光係藉由傾斜的第二反射層130b而向上反射，所以發光裝置100C的取光效率得以改善。
孔洞118可使用乾蝕刻、濕蝕刻、或雷射處理而形成。
圖10為根據第五實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第五實施例的發光裝置100D係與根據第一實施例的發光裝置100相同，除了一傳導件150係形成在發光結構110的上表面之外。因此，在後文的第五實施例描述中，具有與第一實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖10，根據第五實施例，發光裝置100D包括傳導件150形成在發光結構110的一第二孔洞155和發光結構110的上表面上。
第一孔洞118係形成發光結構110的下部。由於已描述過第一孔洞118，因此其描述將被省略。
第二孔洞155可藉由從發光結構110的上部選擇性地移除發光結構110直至第一反射層130a暴露出為止而形成。第二導電型半導體層116上表面的一部份係經由第二孔洞155的底面而暴露出。第二孔洞155可藉由穿越第二導電型半導體層116而形成。因此，第二孔洞155係形成在第二導電型半導體層116中。
傳導件150從形成在發光結構110中的第二孔洞內部155延伸，因此傳導件150可形成在發光結構110的整個上表面上。詳細而言，傳導件150從形成在發光結構110的第二導電型半導體層116之上方的第二孔洞155的內部延伸。因此，傳導件150可形成在第二導電型半導體層116的整個上表面上。
傳導件150可包括第一和第二導電層151、152。
第一導電層151係形成在第二導電型半導體層116的上表面上，而第二導電層152從第一導電層151延伸至形成在第二導電型半導體層116中的第二孔洞155內部以與第一反射層130a接觸。若第一反射層130a係未形成，則第二導電層152係直接電性連接至第一電極141。由於第一反射層130a具有導電性，第二導電層152可經由第一反射層130a而電性連接至第一電極141。
第二導電層152可形成在絕緣件120、125與第一反射層130a上。實施例並不限定第二導電層152的直徑(diameter)。
傳導件150可包括一具有透光和導電特性的材料。詳細而言，傳導件150可製備成單層或多層，並藉由使用選自由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)、氧化銦鋅(indium zinc oxide,IZO)、氧化銦鋅錫(indium zinc tin oxide,IZTO)、氧化銦鋁鋅(indium aluminum zinc oxide,IAZO)、氧化銦鎵鋅(indium gallium zinc oxide,IGZO)、氧化銦鎵錫(indium gallium tin oxide,IGTO)、氧化鋁鋅(aluminum zinc oxide,AZO)、氧化銻錫(antimony tin oxide,ATO)、氧化鋅鎵(gallium zinc oxide,GZO)、IrOx、RuOx、Ni、Ag和Au所組成之群組其中至少一者。
第一導電層151係形成在發光結構110的上表面上。詳細而言，第一導電層151係形成在第二導電型半導體層116的上表面上，且具有約100nm至約500nm的厚度。傳導件150包括第一和第二導電層151、152可經由電鍍(plating)製程或沉積製程，例如電子束蒸鍍、濺鍍、和電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)而形成有一均勻厚度。
供應到第一電極141的電流可藉由包括第一和第二導電層151、152的傳導件150而散佈在第二導電型半導體層116的全部區域，因此光得以均勻地從發光結構110的主動層114全部區域產生。藉此，發光裝置100D的發光效率得以改善。
根據習知技藝，電極係局部形成在發光結構的上表面，所以電流係集中在發光結構的一預定區域。為此理由，光可從主動層的一部份產生。
然而，根據實施例，供應到第一電極141的電流係經由第二導電層152而散佈在第一導電層151的全部區域。因此電流可均勻地從第一導電層151的全部區域供應至第二導電型半導體層116。據此，光得以均勻地從主動層114的全部區域產生。
在後文中，將根據第五實施例詳細描述發光裝置的製造方法。在後文的描述中，以於上述描述過的元件和結構將被省略或簡化以避免贅述。
圖11A至11J為根據第五實施例一發光裝置的製造程序剖視圖。
顯示在圖11A至圖11H的製造程序係大致與圖6A至圖6H的製造程序相同。在這方面上，主要的描述將會針對圖11A至圖11H來進行。
參閱圖11A，發光結構110係形成在基板101上。
發光結構110可藉由依序地沉積第二導電型半導體層116、主動層114、以及第一導電型半導體層112於基板101上而形成。第二導電型半導體層116係一包括n型摻雜物的n型半導體層而第一導電型半導體層112係一包括p型摻雜物的p型半導體層，但並非限制於此。
參閱圖11B，發光結構110的中央區域係被選擇性地移除，因此第二導電型半導體層116的上表面得以部份地暴露出，藉以形成孔洞118。
參閱圖11C，第一絕緣層120係形成在孔洞118的內壁。詳細而言，第一絕緣層120藉由穿越第二導電型半導體層116、主動層114、和第一導電型半導體層112的側邊，從第二導電型半導體層116上表面的一部份延伸至第一導電型半導體層112上表面的一部份。
參閱圖11D，第一和第二反射層130a、130b係同時地或個別形成。
第一反射層130a可形成在第二導電型半導體層116的上表面上，除了用來形成第一絕緣層120之外的區域。詳細而言，第一反射層130a係形成在暴露在該些第一絕緣層120之間的第二導電型半導體層116的上表面上。
第一絕緣層120防止因在孔洞118中的第二反射層130b造成在第一導電型半導體層112、主動層114和第二導電型半導體層116中發生電氣短路問題的發生。
參閱圖11E，第二絕緣層125係以此方式形成使第二絕緣層125連接至第一絕緣層120，其係形成在第二導電型半導體層116的上表面上，也就是孔洞118的底面，同時延伸至在孔洞118中的第一導電型半導體層112上表面上的第二反射層130b的一部份。
第二絕緣層125封閉在孔洞118中的第二反射層130b的整個表面。因此，第二絕緣層得以防止介於第一電極141和第二反射層130b之間的電氣短路。
第二絕緣層125可從在孔洞118中的第二絕緣層125延伸至形成在第一導電型半導體層112上表面上的第二反射層130b的一部份。因此，第二絕緣層125得以防止第一和第二電極141、142之間的電氣短路。
參閱圖11F，金屬層140可形成在包括孔洞118的發光結構110的整個上表面上，以此方式可使至少該孔洞118填充金屬層140。詳細而言，金屬層140可形成在第二絕緣層125和第二反射層130b的上表面上，同時填充孔洞118。在孔洞118中，金屬層140與形成在孔洞118底面的第一反射層130a上表面和形成在孔洞118內側壁上的第二絕緣層125上表面接觸。
參閱圖11G，金屬層140係被選擇性地移除，因此可暴露出形成在發光結構110上表面上的第二絕緣層125上表面，藉以形成第一和第二電極141、142。一間隙係形成於第一和第二電極141、142之間以防止第一和第二電極141、142之間的電氣短路問題的發生。該間隙可具有一約10 μm至約50 μm的尺寸，但並非限制於此。
參閱圖11H，基板101可經由雷射剝離法(laser lift off)、化學剝離法(chemical lift off)和物理研磨(physical polishing)其中至少一者而被移除，但並非限制於此。
參閱圖11I，第二導電型半導體層116係被選擇性地移除以形成第二孔洞155。第二孔洞155係藉由穿越第二導電型半導體層116而形成，因此第一反射層130a係經由第二孔洞155而部份地暴露出。
舉例而言，第二孔洞155可使用蝕刻製程和雷射鑽孔(laser drilling)製程其中至少一者來形成，但並非限制於此。
第二孔洞55的內壁可經由蝕刻或雷射鑽孔製程以垂直第一反射層130a而形成，但並非限制於此。
參閱圖11J，導電層150係形成在第二孔洞155中和在第二導電型半導體層116的整個上表面上，藉以製造出發光裝置100D。
導電層150可包括形成在第二導電型半導體層116上表面的第一導電層151和從第一導電層151延伸至第二孔洞155內部的第二導電層152以與暴露在第二孔洞155中的第一反射層130a接觸。
由於第一反射層130a具有導電性，第二導電層152可經由第一反射層130a而電性連接至第一電極141。
第一導電層151係形成在發光結構110的上表面上。詳細而言，第一導電層151係形成第二導電型半導體層116的上表面且具有約100nm至約500nm的厚度。包括第一和第二導電層151、152的傳導件150可經由電鍍(plating)製程或沉積製程，例如電子束蒸鍍、濺鍍、和電漿輔助化學氣相沈積法(PECVD)而形成有一均勻厚度。
供應到第一電極141的電流可藉由包括第一和第二導電層151、152的傳導件150而散佈在第二導電型半導體層116的全部區域，因此光可均勻地從發光結構110的主動層114全部區域產生。據此，發光裝置100D的發光效率得以改善。
在根據第五實施例的發光裝置製造流程中，第一和第二電極141、142係形成在形成傳導件150之前。然而，根據另一實施例，傳導件150可形成在形成第一和第二電極141、142之前，而實施例並不限定製造流程的順序。
圖12為根據第六實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第六實施例的發光裝置100E係與根據第一實施例的發光裝置100相同，除了粗糙結構或凹凸形狀119形成在發光結構的上表面之外。因此，在後文的第六實施例描述中，具有與第一實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖12，根據第六實施例的發光裝置100E包括形成在傳導件150的上表面上的粗糙結構或凹凸結構119，也就是在第一導電層151的整個上表面上。該粗糙結構或該凹凸結構119可以不形成在第二導電型半導體層116的上表面上。
舉例而言，粗糙結構或凹凸結構119可包括一光子晶體結構具有200nm至300nm的周期(period)。
由於形成在第一導電層151的上表面上的粗糙結構或凹凸結構119，在發光結構110中的光可透過總反射(total reflection)而發射至外部，因此發光裝置100E的取光效率得以改善。
圖13為根據第七實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第七實施例的發光裝置100F係與根據第三實施例(圖8)的發光裝置100B相同，除了傳導件150係形成在發光結構110的上表面或發光結構110中之外，且與根據第五實施例的發光裝置100D相同，除了第一粗糙結構或第一凹凸形狀111係形成在第二導電型半導體層的上表面上及第二凹凸形狀119係形成在傳導件150上表面之外。因此，在後文的第七實施例描述中，具有與第三和第五實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖13，根據第七實施例的發光裝置100F包括第一粗糙結構或第一凹凸結構111形成在第二導電型半導體層116的整個上表面上，而第二粗糙結構或第二凹凸形狀119形成在傳導件150的上表面。亦即，形成在第一導電層151的整個上表面上。
第一導電層151係形成在第二導電型半導體層116上。
由於第二粗糙結構或第二凹凸形狀119形成在第二導電型半導體層116上，因此第二粗糙結構或第二凹凸形狀119可形成在第二導電型半導體層的上表面上而無需再執行一額外製程。第二粗糙結構或第二凹凸形狀119可以在形成第一導電層151於第二導電型半導體層116之後，藉由執行一分開的圖案化製程而形成，但並非限制於此。
舉例而言，第二粗糙結構或第二凹凸結構119可包括一光子晶體結構具有一200nm至300nm的週期(period)。
圖14為根據第八實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第八實施例的發光裝置100G係與根據第五實施例的發光裝置100D相同，除了第二孔洞155的內壁相對於第二導電型半導體層116呈傾斜之外。因此，在後文的第八實施例描述中，具有與第五實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖14，根據第八實施例的發光裝置100G包括第二孔洞155其經由穿越第二導電型半導體層116而形成，因此第一反射層130a得以透過第二孔洞155而暴露出。如果省略了第一反射層130a，則第一電極141可被暴露出。
第二孔洞155可相對於第二導電型半導體層116的上表面呈傾斜。舉例而言，第二孔洞155的一傾斜面158可具有相對於第二導電型半導體層116上表面的一約30°至約80°的傾斜角(θ)。換言之，傾斜角(θ)係定義在傾斜面158和第二導電型半導體層116上表面之間。
傳導件150係形成在第二導電型半導體層116的上表面上和第二孔洞155的內側壁上。
傳導件150包括第一導電層151其形成在第二導電型半導體層116的上表面而第二導電層152從第一導電層151延伸至第二孔洞155內部以與第一反射層130a接觸。
因此，與第二孔洞155傾斜面158接觸的第二導電層152側邊亦可具有一相對於第二導電型半導體層116上表面至第一導電層151上表面約30°至約80°的一傾斜角(θ)。
若第二導電層152的側邊為傾斜，介於第二導電層152和主動層114之間的距離得以縮短。因此，電流可容易地流動且從主動層114發射出的光量能夠增加，所以發光裝置100G的發光效率得以改善。
圖15為根據第九實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第九實施例的發光裝置100H係與根據第一實施例的發光裝置100相同，除了粗糙結構或凹凸形狀170係形成在第一和第二導電型半導體層112、116的底面之外。因此，在後文的第九實施例描述中，具有與第一實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖15，根據第九實施例的發光裝置100B包括粗糙結構或凹凸結構170其形成在第一和第二導電型半導體層112、116的底面上。
詳細而言，粗糙結構或凹凸結構170與第一和第二反射層130a、130b接觸。因此，從第二導電型半導體層116入射到第一反射層130a和從主動層114入射到第二反射層130b的光在前面(front)方向(或向上(upward)方向)或側面(lateral)方向可藉由第一和第二反射層130a、130b而被反射。在此情況下，光可能在前面或側邊方向被隨機散佈，因此發光裝置100H的發光效率得以更加改善。
圖16為根據第十實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第十實施例的發光裝置100I係與根據第一實施例的發光裝置100相同，除了一鈍化層172係形成在發光結構110的側邊之外。因此，在後文的第十實施例描述中，具有與第一實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖16，根據第十實施例的發光裝置100I包括鈍化層172形成在發光結構110的側邊。
鈍化層172可形成在第一導電型半導體層112、主動層114和第二導電型半導體層116的側邊以保護第一導電型半導體層112、主動層114和第二導電型半導體層116。
由於鈍化層172，其可保護發光結構110免除外來雜質影響。因此，因外部雜質所造成第一導電型半導體層112和第二導電型半導體層116之間的電氣短路將不會發生。
鈍化層172可形成在第二反射層130b的側邊和發光結構110的側邊。
鈍化層172可包括無機絕緣材料，例如SiOx或SiNx，或有機絕緣材料。
鈍化層172可包括一透明絕緣材料。在此情況下，從主動層114發射出光在側面方向藉由穿越鈍化層172而可被引導。
圖17為根據第十一實施例顯示一發光裝置的側剖視圖。
根據第十一實施例的發光裝置100J係與根據第五實施例的發光裝置100D相同，除了第一電極141和傳導件150係藉由相同材料所形成之外。因此，在後文的第十一實施例描述中，具有與第五實施例相同的元件和結構的描述將被省略以避免贅述，而相同的元件符號將被用來代表相同的元件。
參閱圖17，根據第十一實施例，發光裝置100J包括延伸穿過發光結構110的第一電極141和從第一電極141延伸並形成在發光結構110上的傳導件150。
傳導件150係形成在發光結構110的整個上表面上。亦即，在第二導電型半導體層116的整個上表面上。
一通道(through path)可從發光結構110上表面至其底面而形成。亦即，從第二導電型半導體層116的上表面至第一導電型半導體層112的底面。
第一電極141從傳導件150延伸至形成於第二導電型半導體層116上表面和第一導電型半導體層112底面之間的貫孔，且突起至一高度，其對應第二電極142底面的高度。
第一電極141與第二絕緣層125透過該通道而接觸。
第一電極141和傳導件150係使用相同的材料形成。
第一電極141和傳導件150可同時或個別地形成。
第一電極141和傳導件150可包括具有透光和導電特性的材料。舉例而言，第一電極141和傳導件150可包括選自由ITO(indium tin oxide)、IZO(indium zinc oxide)、IZTO(indium zinc tin oxide)、IAZO(indium aluminum zinc oxide)、IGZO(indium gallium zinc oxide)、IGTO(indium gallium tin oxide)、AZO(aluminum zinc oxide)、ATO(antimony tin oxide)、GZO(gallium zinc oxide)、IrOx、RuOx、Ni、Ag和Au所組成之群組其中至少一者。
第一電極141和傳導件150可為單層或多層並使用至少一具有透光和導電特性的材料。
因此，第一電極141具有一電極的功能用以提供電流。
從第一電極141供應到傳導件150的電流可立即地散佈至傳導件150的全部區域，該傳導件150具有對應第二導電型半導體層116全部區域的區域，因此該散佈電流可均勻地從傳導件150供應至第二導電型半導體層116的全部區域。
此外，傳導件150可具有透光功能以允許從主動層114產生的光經由傳導件150而被發射至外部。
圖18顯示根據實施例一包括發光裝置的發光裝置封裝件剖視圖。
參閱圖18，根據實施例，發光裝置封裝件30包括一封裝體20、一第一和一第二引線電極31、32形成在封裝體20的至少一上表面和一側邊上、該發光裝置100於封裝體20上且電性連接至第一和第二引線電極31、32、以及一模製件40封閉發光裝置100。
封裝體20可包括矽、合成樹脂、或金屬材料。當俯視時，封裝體20具有一孔洞50其形成有一傾斜內壁53。
第一和第二引線電極31、32係彼此電性絕緣及提供電力至發光裝置100。第一和第二引線電極31、32可作為一反射板(reflective plate)，其藉由反射從發光裝置100發射出的光以改善光效率。再者，第一和第二引線電極31、32可作為一散熱板以排散從發光裝置100產生的熱至外部。
第二引線電極32藉由穿越封裝體20而延伸。雖然圖18顯示第二引線電極32藉由穿越封裝體20而延伸，第一引線電極31可藉由穿越封裝體20取代第二引線電極32而延伸。此係根據發光裝置100的電極結構而改變，但並非限制於此。
發光裝置100可安裝在本體20上或第一和第二引線電極31、32中的其中一者上。
發光裝置100可經由一導線法(wiring scheme)、一覆晶法(flip chip scheme)或一晶片結合法(die bonding scheme)而電性連接至第一和第二引線電極31、32中的一者。舉例而言，發光裝置100的第一電極141係電性連接至第二引線電極32，而發光裝置100的第二電極142係電性連接至第一引線電極31。
模製件40封閉發光裝置100以保護發光裝置100。此外，模製件40可包括螢光體以改變從發光裝置100射出之光的波長。
發光裝置封裝件可包括根據實施例的至少一發光裝置，但不限定於此。
發光裝置封裝件可包括一打線封裝(chip on board)型發光裝置封裝件，其中封裝體20具有一平坦上表面和複數個發光裝置100安裝在封裝體20上。
根據實施例，發光裝置或發光裝置封裝件可應用至照明單元。該照明單元包括一結構其配置有複數個發光裝置或複數個發光裝置封裝件。該照明單元可包括如圖19所示之顯示裝置20和如圖21所示之照明裝置。此外，該照明單元可包括發光體(lighting lamp)、指示燈(signal lamp)、交通工具頭燈、以及電子式招牌。
圖19顯示根據實施例一顯示裝置的分解示意圖。
參閱圖19，顯示裝置1000包括一導光板1041、一發光模組1031用以提供光至導光板1041、一反射元件1022提供在導光板1041之下、一光學片1051提供在導光板1041之上方、一顯示面板1061提供在光學片1051之上方、以及一底蓋1011用以容納導光板1041、發光模組1031、以及反射元件1022。然而，實施例並非僅限於上述結構。
底蓋1011、反射元件1022、導光板1041和光學片1051可構成一照明單元1050。
導光板1041擴散(diffuse)從發光模組1031提供的光成為表面光(surface light)。導光板1041可包括透明材料。舉例而言，導光板1041可包括丙烯醯基類(Acryl-based)樹脂，例如聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate;PMMA)、聚對苯二甲酸二乙酯(polyethylene terephthalate;PET)、聚碳酸酯(polycarbonate;PC)、環狀烯烴共聚物(COC)、及聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate;PEN)樹脂其中一者。
發光模組1031係設置在導光板1041的至少一側上以供應光至導光板1041的至少一側。發光模組1031作為顯示裝置的光源。
提供至少一發光模組1031以直接或間接供應來自導光板1041一側的光。發光模組1031可包括一基板1033和根據實施例的多個發光裝置封裝件30。發光裝置封裝件30係排列在基板1033上同時彼此以一預定間距間隔開。基板1033可包括一印刷電路板(PCB)，但並非限制於此。此外，基板1033亦可包括一金屬核心印刷電路板(MCPCB)或一軟式印刷電路板(FPCB)，但並非限制於此。若多個發光裝置封裝件30安裝在底蓋1011的側邊或在一散熱板上時，則可省略該基板1033。該散熱板部份地與底蓋1011上表面接觸。因此，從該些發光裝置封裝件30產生的熱得以經由該散熱板而發散至底蓋1011。
此外，該些發光裝置封裝件30可如此排列以使該些發光裝置封裝件30的出光面(light exit surface)與導光板1041以一預定距離而間隔開，但並非限制於此。該些發光裝置封裝件30可直接或間接供應光至入射光面(light incident surface)，其係為導光板1041的一側，但並非限制於此。
反射元件1022係設置在導光板1041之下。反射元件1022反射經由導光板1041底面向下傳輸並朝向顯示面板1061的光，藉以改善顯示面板1061的亮度。舉例而言，反射元件1022可包括聚對苯二甲酸二乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、或聚氯乙烯(PVC)樹脂，但並非限制於此。反射元件1022可作為底蓋1011的上表面，但並非限制於此。
底蓋1011可容納導光板1041、發光模組1031、以及反射元件1022於其中。為此，底蓋1011具有一容納部1012其具有一開放上表面的盒狀，但並非限制於此。底蓋1011可與一上蓋(未繪示)連接，但並非限制於此。
底蓋1011可經由沖壓製程(press process)或壓擠製程(extrusion press)並使用金屬材料或樹脂材料來製造。此外，底蓋1011可包括具有優越熱傳導性(thermal conductive)的金屬或非金屬材料，但並非限制於此。
顯示面板1061，舉例而言，係為一LCD面板其包括彼此對應的(opposite to)的第一和第二透明基板，以及一液晶層插入在第一和第二透明基板之間。一偏光板(polarizing plate)可附著到至顯示面板1061的少一表面，但並非限制於此。顯示面板1061藉由阻擋從發光模組1031產生的光或允許該光通過而顯示資訊。顯示裝置1000可應用至各種可攜式終端，筆記型電腦的監視器、膝上型電腦的監視器、以及電視機。
光學片1051係設置在顯示面板1061和導光板1041之間且包括至少一透射片(transmittive sheet)。舉例而言，光學片1051可具有至少以下一者：一擴散片、一水平及垂直稜鏡片、及一增光片。該擴散片係可擴散(diffuse)入射光，該水平及/或垂直稜鏡片係可集中該入射光至顯示面板1061，而該增光片係可重新使用逸失的光以改善亮度。此外，一保護片可提供在顯示面板1061上，但並非限制於此。
導光板1041和光學片1051可提供在發光模組1031的光路徑中作為光學元件，但並非限制於此。
圖20顯示根據實施例一顯示裝置的剖視圖。
參閱圖20，顯示裝置1100包括一底蓋1152、一基板1120安裝有多個發光裝置封裝件30、一光學元件1154、以及一顯示面板1155。
基板1120和該些發光裝置封裝件30可構成發光模組1060。此外，底蓋1152、至少一發光模組1060、以及光學元件1154可構成照明單元。
底蓋1151可提供有一容納部1153，但並非限制於此。
光學元件1154可包括至少以下一者：一透鏡、一導光板、一擴散片、一水平及垂直稜鏡片、以及一增光片。導光板可包括聚碳酸酯(PC)或聚甲基丙烯酸甲酯(Poly methyl methacrylate,PMMA)。導光板可被省略。該擴散片擴散(diffuse)入射光，該水平及垂直稜鏡片集中入射光至顯示面板1155，而該增光片使用失逸的光來改善亮度。
光學元件1154係設置在發光模組1060之上方以將從發光模組1060發射出的光轉換為平面光(surface light)。此外，光學元件1154可擴散或集中光。
圖21顯示根據實施例一照明裝置的透視圖。
參閱圖21，發光裝置1500包括一殼體1510、一發光模組1530安裝在殼體1510中、以及一連接端部1520安裝在殼體1510中以接收來自一外部電源的電力。
較佳地，殼體1510係以具有良好散熱性之材料製成。舉例而言，外殼1510可以一金屬材料或一樹脂材料所製成。
發光模組1530可包括有一基板1532及安裝於基板1532上之多個發光裝置封裝件30。該些發光裝置封裝件30彼此相隔而設或一矩陣形式配置。
基板1532可包括有一絕緣體其印刷有一電路圖案。舉例而言，基板1532係包括有一印刷電路板(PCB)、一金屬核心印刷電路板(MCPCB)、一軟性印刷電路板(FPCB)、一陶瓷電路板、以及一FR-4基板。
另外，基板1532可包括可有效反射光線之材料。一塗覆層(coating layer)可形成於基板1532表面上。在此情形下，該塗覆層係為一白色或銀色以有效反射光線。
至少一發光裝置封裝件30係安裝於基板1532上。各個發光裝置封裝件30可包括有至少一發光二極體(LED)晶片。該發光二極體(LED)晶片係可包括有一可發出光的發光二極體，該發光二極體可射出可見光帶的光，如紅光、綠光、藍光、或白光；以及一紫外光(ultraviolet,UV)發光二極體，其係可發出紫外光。
發光模組1530之發光裝置封裝件30可為多種不同的設置，以提供不同顏色及亮度。舉例而言，一白光發光二極體、一紅光發光二極體、以及一綠光發光二極體可被結合設置以得到高顯色性指數(color rendering index,CRI)。
連接端部1520係與發光模組1530電性連接，以提供電力給發光模組1530。連接端部1520具有牙槽(socket)的形狀以螺接(screw-coupled)至外部電源，但並非限制於此。舉例而言，連接端部1520可為一插銷形狀(pin shape)，以將連接端部1520插入該外部電源內或利用一導線連接至該外部電源。
根據實施例，第一和第二電極係設置在相同的平面，因此發光裝置可容易封裝而成為發光裝置封裝件，且在封裝製程中不需要導線，因此製程效率得以改善。
根據實施例，第一和第二電極係形成在發光結構的底面，所以因形成在發光結構的上表面和側邊的電極所造成的光損耗得以減少。
根據實施例，第一和第二電極係直接封裝以作為散熱板，因此散熱特性得以改善。
根據實施例，反射元件係提供在發光結構底面上的第一和第二電極的周圍，因此光得以被儘可能地被反射，藉以改善取光效率。
根據實施例，電容係由於形成在p型半導體層和第一電極之間的絕緣層而產生，因此在ESD下，僅有一最小量(a least amount)的電流施加至發光結構，藉以防止發光結構因ESD而受損壞。
根據實施例，發光裝置包括複數個電極，因此電流得以充份地被提供即使發光裝置是大尺寸。
根據實施例，用以形成第一電極的孔洞具有傾斜內壁，且形成在孔洞內的反射元件係也為傾斜，因此光係儘可能向上反射，藉以改善取光效率。
根據實施例，絕緣件係形成在孔洞中第一和第二半導體層的和主動層的側邊，因此得以防止介於第一電極和第一半導體層之間以及反射層、第一電極和第二半導體層中的電氣短路發生。
根據實施例，該凹凸形狀係形成第二半導體層的上表面上，因此，在發光結構中的光，由於該凹凸形狀而得以經由全反射(total reflection)發射至外部，藉以改善取光效率。
根據實施例，連接至第一電極的傳導件係形成在第二導電層的全部區域上，因此供應至第一電極的電流得以散佈至第二導電型半導體層的全部區域。此外，電流得以從傳導件的全部區域供應至第二半導體層，因此光得以均勻地從主動層的全部區域產生，藉以達成均勻的發光效率。
根據實施例，形成在第二半導體層上的傳導件具有透光特性(transmittive property)，因此從發光結構產生的光得以在無光損耗的情況下發射至外部。
根據實施例，由於形成在第二半導體層中的孔洞具有傾斜內壁，因此形成在孔洞中的傳導件也傾斜，因此介於傳導件和主動層的距離得以縮短。藉此，從主動層發射出的光量能夠增加，因此發光效率得以改善。
根據實施例，該凹凸形狀係形成在傳導件的上表面上，且在發光結構中的光，由於該凹凸形狀而得以經由全反射(total reflection)發射至外部，藉以改善取光效率。
同時，根據實施例的發光裝置製造方法包括以下步驟：形成發光結構，其包括第一半導體層、主動層和第二半導體層；藉由選擇性移除發光結構直至暴露出第二半導體層來形成孔洞；形成絕緣層於第一半導體層的上表面和孔洞的內壁上除了第一半導體層底面的外周邊區域之外；形成金屬層於孔洞中和第一半導體層的整個底面；以及選擇性移除金屬層以形成藉由絕緣層而彼此電性絕緣的第一和第二電極。
根據實施例的發光裝置封裝件包括一本體、一第一和一第二引線電極於本體上、以及一發光裝置電性連接至於本體上的第一和第二引線電極，其中發光裝置包括發光結構，其具有第一半導體層、主動層、第二半導體層，和孔洞，該孔洞係藉由穿越第一半導體層和主動層以暴露出第二半導體層而形成，第一電極從在孔洞中的第二半導體層延伸出孔洞外，第二電極設置在第一半導體層底面的外周邊區域且與第一電極的側邊間隔開，並同時環繞第一電極的側邊，而第一絕緣層插入在介於第一電極的側邊和發光結構之間。
在本說明書中所提及的“一實施例”、“實施例”、“範例實施例”等任何的引用，代表本發明之至少一實施例中包括關於該實施例的一特定特徵、結構或特性。此類用語出現在文中多處但不盡然要參考相同的實施例。此外，在特定特徵、結構或特性的描述關係到任何實施例中，皆認為在熟習此技藝者之智識範圍內其利用如此的其他特徵、結構或特徵來實現其它實施例。
雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技藝者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發明、圖式及所附申請專利範圍之範疇內，所主張組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。對於熟悉此項技術者而言，除了零部件及/或配置之變化及修改外，替代用途亦將顯而易見。
20．．．封裝體
30．．．發光裝置封裝件
31．．．第一引線電極
32．．．第二引線電極
40．．．模製件
50．．．孔洞
53．．．傾斜內壁
100．．．發光裝置
100A．．．發光裝置
100B‧‧‧發光裝置
100C‧‧‧發光裝置
100D‧‧‧發光裝置
100E‧‧‧發光裝置
100F‧‧‧發光裝置
100G‧‧‧發光裝置
100H‧‧‧發光裝置
100I‧‧‧發光裝置
100J‧‧‧發光裝置
101‧‧‧基板
110‧‧‧發光結構
111‧‧‧凹凸結構
112‧‧‧第一導電型半導體層
114‧‧‧主動層
116‧‧‧第二導電型半導體層
118‧‧‧孔洞
119‧‧‧凹凸形狀
120‧‧‧第一絕緣層
125‧‧‧第二絕緣層
130‧‧‧反射元件
130a‧‧‧第一反射層
130b‧‧‧第二反射層
140‧‧‧金屬層
141‧‧‧第一電極
142‧‧‧第二電極
150‧‧‧傳導件
151‧‧‧第一導電層
152‧‧‧第二導電層
155‧‧‧第二孔洞
158‧‧‧傾斜面
170‧‧‧凹凸形狀
172‧‧‧鈍化層
1000‧‧‧顯示裝置
1011‧‧‧底蓋
1012‧‧‧容納部
1022‧‧‧反射元件
1031‧‧‧發光模組
1033‧‧‧基板
1041‧‧‧導光板
1050‧‧‧照明單元
1051．．．光學片
1061．．．顯示面板
1100．．．顯示裝置
1120．．．基板
1152．．．底蓋
1153．．．容納部
1154．．．光學元件
1155．．．顯示面板
1500．．．發光裝置
1510．．．殼體
1520．．．連接端部
1530．．．發光模組
1532．．．基板
Cd．．．電容
T．．．時間
t．．．時間
圖1為根據第一實施例顯示一發光裝置的剖視圖；
圖2為圖1中沿著線A-A’的剖視圖；
圖3為圖1所示之發光裝置的仰視圖；
圖4為根據實施例顯示一發光裝置的等效電路圖；
圖5為根據實施例顯示一發光裝置之靜電放電的波形示意圖；
圖6A到圖6H為根據實施例顯示一發光裝置製造方法的剖視圖；
圖7A和圖7B為根據第二實施例顯示一發光裝置的視圖；
圖8為根據第三實施例顯示一發光裝置的剖視圖；
圖9為根據第四實施例顯示一發光裝置的剖視圖；
圖10為根據第五實施例顯示一發光裝置的剖視圖；
圖11A至11J為根據第五實施例一發光裝置的製造程序剖視圖；
圖12為根據第六實施例顯示一發光裝置的側剖視圖；
圖13為根據第七實施例顯示一發光裝置的側剖視圖；
圖14為根據第八實施例顯示一發光裝置的側剖視圖；
圖15為根據第九實施例顯示一發光裝置的側剖視；
圖16為根據第十實施例顯示一發光裝置的側剖視；
圖17為根據第十一實施例顯示一發光裝置的側剖視；
圖18顯示根據實施例一包括發光裝置的發光裝置封裝件剖視圖；
圖19顯示根據實施例一顯示裝置的分解示意圖；
圖20顯示根據實施例一顯示裝置的剖視圖；以及
圖21顯示根據實施例一照明裝置的透視圖。
100‧‧‧發光裝置
110‧‧‧發光結構
112‧‧‧第一導電型半導體層
114‧‧‧主動層
116‧‧‧第二導電型半導體層
118‧‧‧孔洞
120‧‧‧第一絕緣層
125‧‧‧第二絕緣層
130‧‧‧反射元件
130a‧‧‧第一反射層
130b‧‧‧第二反射層
141‧‧‧第一電極
142‧‧‧第二電極
Cd‧‧‧電容

Claims (16)

  1. 一種發光裝置，包括：一發光結構包括一第一半導體層、一主動層和一第二半導體層；一第一孔洞穿越該第一半導體層和該主動層以暴露出該第二半導體層；一第一電極從在該第一孔洞中的該第二半導體層延伸至該第一孔洞的外部；一第二電極設置在該第一半導體層之底面的外周邊區域且與該第一電極間隔開，並同時環繞該第一電極的側邊；一第一絕緣層位於該第一電極和該發光結構之間；一第一反射層位於該第一電極及該第二半導體層之間；一第二反射層位於該第一半導體層及該第二電極之間，且該第二反射層的一部份在該第一電極及該第一絕緣層之間延伸；以及一第二絕緣層位於該第一電極及該第二反射層之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一半導體層係為一p型半導體層而該第二半導體層係為一n型半導體層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一電極之底面具有與該第二電極之底面相同的高度。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中提供有複數個該第一孔洞而複數個該第一電極係分別設置在該些第一孔洞中。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一孔洞具有傾斜面，該傾斜面係相對於該第二半導體層之底面傾斜。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第一絕緣層係設置在該第一孔洞的內壁以將該第一電極與該第一半導體層和該主動層絕緣。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第二絕緣層係設置於該第一電極和該第二電極之間的該第二反射層的底面上。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，其中該第二絕緣層係連接至在該第一孔洞中的該第一絕緣層，而該第二反射層介於該第二絕緣層和該第一絕緣層之間。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之發光裝置，更包括一凹凸形狀於該第二半導體層的上表面。
  10. 一種發光裝置，包括：一發光結構，包括一第一半導體層、一主動層及一第二半導體層；一第一孔洞穿過該第一半導體層及該主動層以暴露出該第二半導體層； 一第一電極從在該第一孔洞中的該第二半導體層延伸至該第一孔洞的外部；一第二電極位於該第一半導體層之一底面的外周邊區域，且與該第一電極間隔開，並同時環繞該第一電極的側邊；一第一絕緣層位於該第一電極及該發光結構之間；一第二孔洞與該第一孔洞相對設置且穿越該第二半導體層以暴露出該第一電極；一第一導電層位於該第二半導體層的上表面上；以及一第二導電層從該第一導電層延伸至該第二孔洞中以接觸該第一電極，其中該第一導電層及該第二導電層包括含有透光和導電特性的材料。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該第一導電層從該第二半導體層的該上表面具有100nm至500nm的厚度。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該第二導電層的側邊係相對於該第一導電層的上表面傾斜30°至80°的傾斜角。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之發光裝置，其中該第二半導體層包括一第一凹凸形狀且該第一導電層包括一第二凹凸形狀。
  14. 一種發光裝置，包括： 一發光結構，包含一第一半導體層、一主動層及一第二半導體層；一第一孔洞穿越該第一半導體層及該主動層以暴露該第二半導體層；一第一電極從在該第一孔洞中的該第二半導體層延伸至該第一孔洞的外部；一第二電極位於該第一半導體層之一底面的外周邊區域，且與該第一電極間隔開，並同時環繞該第一電極的側邊；一第一絕緣層位於該第一電極及該發光結構之間，其中該第一絕緣層包括一介電材料以形成電容。
  15. 一種發光裝置，包括：一發光結構包括一第一半導體層、一主動層、一第二半導體層、和一貫孔穿越該第一半導體層、該主動層和該第二半導體層；一第一電極從該貫孔的內部延伸至該貫孔的外部；一第二電極設置在該第一半導體層之底面的外周邊區域且與該第一電極間隔開，並同時環繞該第一電極的側邊；一傳導件從該第一電極延伸至該第二半導體層；以及一絕緣件與該第一電極在該貫孔中接觸，其中該第一電極及該傳導件包括具有透光和導電特性的 材料。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之發光裝置，其中該第一電極包括與該傳導件相同的材料。
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