发光器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种发光器件及其制造方法。发光器件包括：有源层；在所述有源层上的第一导电半导体层；在所述有源层上的第二导电半导体层，使得所述有源层设置于所述第一和第二导电半导体层之间；和光子晶体结构，所述光子晶体结构包括：具有第一周期的在所述第一导电半导体层上的第一光提取图案和具有第二周期的在所述第一导电半导体层上的第二光提取图案，所述第一周期大于λ／ｎ，所述第二周期等于或小于λ／ｎ，其中ｎ是所述第一导电半导体层的折射率，λ是由所述有源层发射的光的波长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方案涉及。
技术介绍
由发光二极管发射的光的波长取决于用于制造发光二极管的半导体材料。这是因为发射的光的波长取决于半导体材料的表示价带电子和导带电子之间能差的带隙。 近来随着发光二极管亮度的增加，发光二极管正用作显示器、车辆和照明装置的光源。而且，发出高效白色光的发光二极管可以通过使用荧光物质或者通过将各种颜色的发光二极管进行组合来实现。 另一方面，发光二极管的亮度取决于不同条件，例如有源层的结构、将光提取到外 部的光提取结构、芯片尺寸和包围发光二极管的模制构件的类型。
技术实现思路
本专利技术的实施方案提供具有新型光提取结构的。 本专利技术的实施方案还提供具有改善的光提取效率的。 在一个实施方案中，发光器件包括有源层；在所述有源层上的第一导电半导体 层；在所述有源层上的第二导电半导体层，使得所述有源层设置于所述第一和第二导电半 导体层之间；和光子晶体结构，所述光子晶体结构包括具有第一周期的在所述第一导电半 导体层上的第一光提取图案和具有第二周期的在所述第一导电半导体层上的第二光提取 图案，所述第一周期大于入/n，所述第二周期等于或小于A/n，其中n是所述第一导电半导体层的折射率，A是由所述有源层发射的光的波长。 在另一个实施方案中，发光器件包括有源层；在所述有源层上的第一导电半导 体层；在所述有源层上的第二导电半导体层，使得所述有源层设置于所述第一和第二导电 半导体层之间；在所述第一导电半导体层上的非导电半导体层；和光子晶体结构，所述光 子晶体结构包括具有第一周期的在所述非导电半导体层上的第一光提取图案和具有第二 周期的在所述非导电半导体层上的第二光提取图案，所述第一周期大于入/n，所述第二周 期等于或小于A/n，其中n是所述非导电半导体层的折射率，A是由所述有源层发射的光 的波长。 在另一个实施方案中，发光器件包括发光半导体层；在所述发光半导体层上的 第一电极层；在所述发光半导体层上的第二电极层，使得所述发光半导体层设置于所述第 一和第二电极层之间；和光子晶体结构，所述光子晶体结构包括沿由所述发光半导体层发 射的光的传播方向平均具有第一周期的第一光提取图案和平均具有第二周期的第二光提 取图案，所述第一周期大于入/n，所述第二周期等于或小于A/n，其中n是包括所述光子晶体结构的材料的折射率，A是由所述发光半导体层发射的光的波长。附图说明 图1是说明根据本专利技术第一实施方案的发光器件的视图。 图2 5是说明根据本专利技术第二实施方案的的视图。 图6是说明图1的发光器件的视图。 图7是说明入射至根据本专利技术一个实施方案的发光器件中的光子晶体的光的入 射角和透光率的图。 图8是说明在根据本专利技术一个实施方案的发光器件中光功率相对于电流强度的 变化的图。具体实施例方式在实施方案的描述中，应理解，当层(或膜)、区域、图案或者结构称为在另一层 (或膜)、区域、垫或者图案"上/上方"或者"下/下方"时，表述"上/上方"和"下/下方" 包括"直接地"和"间接地"两种含义。此外，可在附图的基础上参阅每层的"上/上方"和 "下/下方"。 在附图中，各层的厚度或者尺寸进行放大、省略或者示意地说明，以使得描述方便和清楚。并且，各元件的尺寸未必反映其实际尺寸。 以下，将参考附图详细地描述。图1是说明根据本专利技术第一实施方案的发光器件的视图。 参考图1，发光器件包括第二电极层50、发光半导体层20和第一电极层60。发 光半导体层20在第二电极层50上形成。第一电极层60在发光半导体层20上形成。 第二电极层50可包括欧姆接触层51、反射层52和导电衬底53。例如，导电衬底 53可由选自Cu、Ti、Cr、Ni、Al、Pt、Au、W和导电半导体材料中的至少一种形成。反射层52 可由具有高反射性的Ag、Al、Cu和Ni中的至少一种形成。欧姆接触层51可由透明电极层 例如ITO、 ZnO、 RuOx、 TiOx和IrOx中的至少一种形成。 发光半导体层20包括第一导电半导体层23、有源层22和第二导电半导体层21 。 发光半导体层20可由GaN-基半导体层形成。这里，当第一导电半导体层23是N-型半导 体层时，第二导电半导体层21可为P-型半导体层。当第一导电半导体层23为P-型半导 体层时，第二导电半导体层21可为N-型半导体层。 第一电极层60在第一导电半导体层23上形成。第一电极层60和第二电极层50 一起为有源层22供电。 另一方面，光子晶体(或者光子晶体结构)在第一导电半导体层23上形成以提高 光提取效率。 光子晶体包括包括以(或具有)第一周期在第一导电半导体层23中形成的多个 孔41的第一光提取图案40和包括以(或具有)第二周期在第一导电半导体层23上形成 的多个微突起71的第二光提取图案70。 虽然在图1中示例性地描述了通过蚀刻第一导电半导体层23，在第一光提取图案 40和第二光提取图案70中周期性地分别形成孔41和微突起71，但是不限于此，可形成突 起作为第一光提取图案40，或者可形成微孔作为第二光提取图案70。 在实施方案中，孔41的深度为约225nm，但是不限于此，孔41可具有根据设计而改变的深度或者其它的深度。 可通过湿蚀刻或者干蚀刻其中形成有第一光提取图案40的第一导电半导体层23 来形成多个微突起71，或者可通过涂敷、气相沉积、生长工艺或者另外的工艺来形成多个微 突起71。 使用Ag在图1的第二光提取图案70中形成多个微突起71。例如，多个微突起71 可通过使用Ag作为掩模蚀刻第一导电半导体层23来形成。此处，当Ag沉积为约10nm的 薄的厚度时，Ag(例如Ag原子或者颗粒)变得彼此部分附着。这称为团簇效应。 图6是说明图1的发光器件的平面图。 如图6所示，第一光提取图案40包括多个孔41，平均以(或具有)第一周期来设 置所述多个孔41，第二光提取图案70包括多个微突起71，平均以(或具有)第二周期来设 置所述多个微突起71。第一周期(或平均第一周期)指的是相邻的多个孔41的中心之间 距离的平均值。第二周期(或平均第二周期)指的是相邻的多个微突起71中心之间距离 的平均值。在其它的一些实施方案中，可预先确定第一周期和/或第二周期。类似地，可以 指的是平均值。第一光提取图案40可规则地设置(或者规则地形成)，第二光提取图案70 可不规则地设置(或者不规则地形成)。 在实施方案中，第一周期设定为大于入/n，第二周期设定为等于或小于A/n。此 处，n是第一导电半导体层23的折射率，A是由有源层22发射的光的波长。通过第一导电 半导体层23提取至外部的由有源层22发射的光的光提取效率可取决于光子晶体。例如， 当光子晶体的光提取图案周期大于A/n时，可更高效地提取入射角大于临界角的光。当光 子晶体的光提取图案周期等于或小于A/n时，可更高效地提取入射角小于临界角的光。 根据实施方案的发光器件可通过包括以(或具有)第一周期形成的第一光提取图 案40和以(或具有)第二周期形成的第二光提取图案70，使得光提取效率最大化。 具体地，其中光子晶体的光提取图案周期等于或小于A /n的第二光提取图案70， 对具有临界角或者更小角度的入射光具有抗反射涂层效果，使得可有效地提取由有源层22 发射的光。 在本专利技术的一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件，包括：有源层；在所述有源层上的第一导电半导体层；第二导电半导体层，所述第二导电半导体层在所述有源层上以使得所述有源层设置于所述第一导电半导体层和所述第二导电半导体层之间；和光子晶体结构，所述光子晶体结构包括具有第一周期的在所述第一导电半导体层上的第一光提取图案和具有第二周期的在所述第一导电半导体层上的第二光提取图案，所述第一周期大于λ／ｎ，所述第二周期等于或者小于λ／ｎ，其中ｎ是所述第一导电半导体层的折射率，λ是由所述有源层发射的光的波长。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金鲜京，李镇旭，曹贤敬，
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]