发光器件制造技术

一种发光器件，包括：具有第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的发光结构；在所述发光结构上的第一光子晶体结构；在所述第一光子晶体结构上的下部密封物；在所述下部密封物上的第二光子晶体结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光器件及制造发光器件的相应方法。
技术介绍
氮化物半导体由于它们表现出高的热稳定性和宽的带隙而用于光学器件和高功率电子器件中。然而，氮化物半导体发光器件的发光效率需要改善。
技术实现思路
因此，本专利技术的ー个目的是提供具有优异光提取效率的发光器件。本专利技术的另一目的是提供其中发光图案是垂直可调的发光器件及其制造方法。为实现这些及其他优点并且根据本专利技术的目的，如本文所包含并且广泛描述的那样，本专利技术一方面提供一种发光器件，包括包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的发光结构。在所述发光器件中还包括在所述发光结构上的第一光子晶体结构、在所述第一光子晶体结构上的下部密封物和在所述下部密封物上的第二光子晶体结构。通过以下给出的详细说明，将使得其它本专利技术的可应用范围变得显而易见。然而，应理解，详细描述和具体的实例表示本专利技术的优选实施方案，但是给出仅仅作为示例性的，这是因为对于本领域技术人员来说，通过这些详细的描述，可在本专利技术的精神和范围内显而易见地做出各种改变和变化。附图说明通过以下给出的详细描述和附图，可更完全地理解本专利技术，所述附图仅仅通过示例性地给出，因此本专利技术不限于此，其中图I是根据本专利技术ー个实施方案的发光器件的垂直截面图；图2是根据本专利技术ー个实施方案的发光器件的水平截面图；图3 8是说明制造根据本专利技术一个实施方案的发光器件的方法的截面图；图9是根据本专利技术另一个实施方案的发光器件的垂直截面图；和图10 15是说明制造根据本专利技术另ー个实施方案的发光器件的方法的截面图。具体实施方式以下，将參考附图描述根据实施方案的发光器件。在以下描述中，当层(或膜)称为在另ー层或者衬底‘上’时，其可直接在所述另ー层或者衬底上，或者也可存在中间层。此外，当层称为在另ー层‘下’时，其可直接在所述另ー层下，或者也可存在一个或更多个中间层。此外，当层称为在两层‘之间’时，其可以是所述两层之间仅有的层，或者也可存在一个或更多个中间层。图I是根据本专利技术ー个实施方案的发光器件的垂直截面图。如图所示，发光器件包括发光结构100、第一光子晶体结构101、下部密封物A和第二光子晶体结构162。此外，发光结构100包括第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电型半导体层130(见图3)。如图I所示，在发光结构100上设置第一光子晶体结构101，在第一光子晶体结构101上设置下部密封物A，在下部密封物A上设置第二光子晶体结构162。此外，第二光子晶体结构162可包括周期或者非周期性的图案以提高光提取效率，以下将对此更详细地进行描述。此外，在图I所示的实施方案中，下部密封物A设置于第一光子晶体结构101和第 ニ光子晶体结构162之间。此外，在第二光子晶体结构162上设置上部密封物B。下部密封物A或上部密封物B可还包括空气或者环氧树脂，但是不限于此。此外，第一层150保留在发光结构100的边缘处，并且可由与发光结构100相同材料族(类型)的半导体材料形成或者可包括介电层，但是不限于此。保留的第一层150因此支撑第二光子晶体结构162。此外，图2是沿线1-1’的水平截面图，更详细地说明图I中发光器件的第二光子晶体结构162。此外，根据图I和2中的实施方案中显示的发光器件的结构，通过调整第一和第二光子晶体结构101和162的图案的周期和位置，可在垂直方向上聚光。特别地，其设置在发光结构100上的第一光子晶体结构101用作改善光提取效率的结构，第二光子晶体结构162用作垂直调整光的发光图案的结构。因此，第一和第二光子晶体结构101和162优选设定为具有不同的结构因子，例如图案周期。更具体地，以纳米频率发出的光(例如，460nm处的蓝色光)未高效地从发光结构发出。因此，本专利技术提供纳米结构例如第一和第二光子晶体结构101和162，具有选择的预定纳米图案周期以从发光结构有利地提取更多光。周期指的是两个相邻纳米结构之间的距离。以下将更详细地描述这些特征。而且，如图I所示，第一和第二光子晶体结构101和162彼此在空间上垂直地相对应。或者，第一和第二光子晶体结构101和162可彼此交叉,或者一部分第一光子晶体结构101可交叠第二光子晶体结构162。而且，因为第一和第二光子晶体结构101和162设置在发光结构100上，二者之间设置有密封物，所以光提取效率得到改善，发光图案可垂直地调整。即，光提取效率由于第一和第二光子晶体结构101和162而显著改善。此外，因为设置在第二光子晶体结构162上的密封物B由折射率小于发光结构100的空气或者材料形成，所以发光图案垂直地调整。以下，将參考图3 8描述制造根据本专利技术一个实施方案的发光器件的方法。如图3所不,在第一衬底50上形成发光结构100,并然后移除第一衬底50,如图5所不。然而，所述方法不限于该结构。例如，发光结构100可在导电衬底例如第二电极层140上形成，如图6所示。再次參考图3，在第一衬底50上形成包括第一导电型半导体层110、有源层120和第二导电型半导体层130的发光结构100。在第一衬底50和第一导电型半导体层110之间可还形成未掺杂的半导体层。而且，发光结构100可包括AlGaInN半导体层，但是不限于此。此外，第一衬底50可为蓝宝石(Al2O3)单晶衬底，但是不限于此。还可实施湿清洗エ艺以从第一衬底50的表面移除杂质。然后可在第一衬底50上形成第一导电型半导体层110。此外,在第一衬底50上可形成未掺杂的半导体层,然后在未掺杂的半导体层上可形成第一导电型半导体层110。第一导电型半导体层110也可使用化学气相沉积(CVD)エ艺、分子束外延(MBE)エ艺、溅射エ艺或者氢化物气相外延エ艺形成。而且，包含η型杂质的硅烷气体(SiH4)例如三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)和硅(Si)可注入腔室，以形成第一导电型半导体层110。然后在第一导电型半导体层110上形成有源层120。此外，有源层120用作其中通过第一导电型半导体层110注入的电子与通过第二导电型半导体层130注入的电子空穴进行复合的层，以发出具有由有源层(发光层)材料的合适能带所确定的能量的光。有源层120可还具有其中具有不同能带的氮化物半导体薄膜交替堆叠一次或若干次的量子阱结构。例如，在有源层中，三甲基镓(TMGa)气体、氨气(順3)、氮气(N2)和三甲基铟(TMIn)气体可注入以形成具有InGaN/GaN结构的多量子阱结构，但是不限于此。然后在有源层120上形成第二导电型半导体层130。例如，包含P型杂质的双(こ基环戊ニ烯)镁例如三甲基镓(TMGa)气体、氨气(NH3)、氮气(N2)和镁(Mg)气体可注入腔室，以形成第二导电型半导体层130，但是不限于此。如图4所示，在第二导电型半导体层130上形成第二电极层140。第二电极层140可包括其中注入钛(Ti)、铬(Cr)、镍(Ni)、铝(Al)、钼(Pt)、金(Au)、钨(W)或者杂质的半导体衬底中的至少ー种。第二电极层140可还包括欧姆层、反射层、粘合层和第二衬底。而且，可多重堆叠单一金属或者金属合金和金属氧化物以提高电子空穴注入效率。此外，欧姆层可由 ITO、IZO(In-ZnO)、GZO(Ga-ZnO)、AZO(Al-ZnO)、AGZO(Al-G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件，包括：包括第一导电型半导体层、有源层和第二导电型半导体层的发光结构；在所述发光结构上的第一光子晶体结构；在所述第一光子晶体结构上的下部密封物；和在所述下部密封物上的第二光子晶体结构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金鲜京，宋炫暾，李镇旭，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]