发光器件、发光器件封装以及照明系统技术方案

本发明专利技术提供一种发光器件、发光器件封装以及照明系统。发光器件包括第一导电类型半导体层；第一导电类型半导体层上的包括多个阱层和多个势垒层的有源层；以及有源层上的第二导电类型半导体层。势垒层当中的至少第一势垒层的上表面包括不平坦表面。第一势垒层被布置为距离第二导电类型半导体层比距离第一导电类型半导体层更近。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及发光器件、发光器件封装、以及照明系统。
技术介绍
在物理和化学特性方面，III-V族氮化物半导体已经被广泛地用作诸如发光二 极管(LED)和激光二极管(LD)的发光器件的核心材料。III-V族氮化物半导体由具有 InxAlyGai_x_yN(其中0彡χ彡1，0彡y彡1，并且0彡x+y彡1)的组成式的半导体材料组成。LED是下述半导体器件，其通过使用化合物半导体的特性将电变成红外线或者光 以输入/输出信号或者用作光源。具有氮化物半导体材料的LED或LD被应用于用于获得光的发光器件。例如，LED 或LD被用作诸如蜂窝电话的键区的发光部分、电子标识牌、以及照明装置的各种产品的光源。
技术实现思路
实施例提供高效率的发光器件。实施例提供其有源层和第二导电类型半导体层之间的界面具有不平坦表面的发 光器件。实施例提供其有源层的最上边的势垒层的面积大于其它势垒层的面积的发光器 件。实施例提供具有其内量子效率得以提高的发光器件的照明系统和发光器件封装。在一个实施例中，发光器件包括第一导电类型半导体层；在第一导电类型半导 体层上的包括多个阱层和多个势垒层的有源层；以及在有源层上的第二导电类型半导体 层；其中势垒层之间的至少第一势垒层的上表面包括不平坦表面，并且所述第一势垒层被 布置为比离第一导电类型半导体层更接近所述第二导电类型半导体层。在另一实施例中，发光器件包括第一导电类型半导体层；在第一导电类型半导 体层上的包括阱层和势垒层的有源层；以及在有源层上的第二导电类型半导体层，其中在 所述有源层和第一导电类型半导体层之间的接触界面的面积小于在所述有源层和第二导 电类型半导体层之间的接触界面的面积。附图说明图1是示出根据第一实施例的发光器件的侧截面图。图2是示出根据实施例的图1的有源层的能带结构的图。图3是示出根据第二实施例的发光器件的图。 图4是示出根据第三实施例的发光器件的侧截面图。图5是示出根据第四实施例的发光器件的侧截面图。图6是示出具有横向电极结构并且使用图3中所示的实施例的发光器件的侧截面图。图7是示出具有垂直电极结构并且使用图3中所示的实施例的发光器件的侧截面 图。图8是示出根据实施例的发光器件封装的横截面图。图9是示出根据实施例的显示装置的图。图10是示出根据实施例的另一显示装置的图。图11是示出根据实施例的照明装置的图。具体实施例方式在实施例的描述中，将理解的是，当层(或膜)、区域、图案或结构被称为在基板、 每层(或膜)、区域、垫或图案“上”时，它能够“直接”在基板、每层(或膜)、区域、垫或图 案上，或者也可以存在中间层。此外，将理解的是，当层被称为在每层(膜)、区域、垫或结 构“下”时，它能够直接在另一层(膜)、另一区域、另一垫、或者另一图案下，或者也可以存 在一个或者多个中间层。为了示出的清楚，每个元件的尺寸可以被夸大，并且每个元件的尺寸可以不同于 每个元件的实际尺寸。在下文中，将会参考附图描述实施例。图1是示出根据第一实施例的发光器件的侧截面图。参考图1，发光器件100包括衬底110、缓冲层120、第一导电类型半导体层130、有 源层140、以及第二导电类型半导体层150。绝缘衬底或者导电衬底可以被用于衬底110。例如，可以使用蓝宝石(Al2O3)、SiC、 Si、GaAs、GaN、ZnO、Si、GaP、InP、W&Ge中的至少一个。在衬底110的上表面上，可以形成 不平坦图案或者粗糙。在此，不平坦图案可以与衬底110形成为一体或者可以单独地形成。 不平坦图案通过更改入射角的临界角可以提高光提取效率。化合物半导体层可以形成在衬底110上。通过诸如电子束蒸镀器、物理气相沉 积(PVD)、化学气相沉积(CVD)、等离子体激光沉积(PLD)、复合型热蒸镀器溅射、金属有机 化学气相沉积(MOCVD)等等的设备可以生长化合物半导体层，并且设备不限于所列出的设 备。化合物半导体层可以使用II至VI族化合物半导体形成为层或者图案，并且化合物半 导体层可以形成为多层。缓冲层120形成在衬底110上。缓冲层120可以使用II至IV族化合物半导体形成 为层或者图案。缓冲层120可以包括例如InxAlyGai_x_yN (0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1) 的组成式的例如使用III-V族化合物半导体的半导体层。缓冲层120 可以包括从 GaN、AlN、AlGaN、InGaN、InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、 GaAs, GaAsP,以及AlGaInP的组中选择的至少一个。缓冲层120可以形成有诸如ZnO层的 氧化物，并且不限于此。可以不形成缓冲层120，并且不限制是否形成缓冲层。未掺杂的半导体层可以形成在衬底110或者缓冲层120上。未掺杂的半导体层可 以被实施为使用III-V族化合物半导体的GaN基半导体。即使未掺杂的半导体层没有被有 意地掺杂有导电掺杂物，这样的未掺杂的半导体层也可以包括η型掺杂物。未掺杂的半导 体层可以形成为其掺杂物浓度低于第一导电类型半导体层130的掺杂物浓度，并且与第一导电类型半导体层130相比较，可以形成为低导电层或者高电阻层；然而，未掺杂的半导体 层不限于此。第一导电类型半导体层130可以形成在衬底110或者缓冲层120上。可以利用 例如InxAlyGai_x_yN(0彡χ彡1，0彡y彡1，0彡x+y彡1)的组成式的掺杂有第一导电掺杂 物的III-V族化合物半导体形成第一导电类型半导体层130。第一导电类型半导体层130 可以包括从 GaN、AlN、AlGaN、InGaN, InN、InAlGaN、AlInN、AlGaAs、GaP、GaAs、GaAsP、以及 AlGaInP的组中选择的至少一个。在第一导电类型半导体层130是N型半导体层的情况下， 第一导电掺杂物包括Si、Ge、Sn、Se、以及Te作为N型掺杂物。第一导电类型包覆层可以形成在第一导电类型半导体层130和有源层140之间。 第一导电类型包覆层可以形成有GaN基半导体并且其带隙大于有源层40内的势垒层的带 隙。第一导电类型包覆层用于限制载流子(carrier)。有源层140形成在第一导电类型半导体层130上。有源层140可以形成为单量子 阱、多量子阱(MQW)、量子线、以及量子点的结构当中的至少一种结构。可以使用III-V族 化合物半导体的材料为有源层140形成阱层和势垒层。在下文中，为了便于解释，假定有源 层140具有其中交替地布置阱层141、143、以及145和势垒层142、144、以及146的多量子 阱结构。有源层140的阱层/势垒层对可以是InGaN阱层/GaN势垒层、GaN阱层/AlGaN势 垒层、InGaN阱层/AlGaN势垒层、以及InGaN阱层/InGaN势垒层。有源层140可以形成有 2至30的周期，并且势垒层142、144、以及146中的至少一个可以被掺杂有诸如铟或者硅的 掺杂物或者可以不被掺杂；然而，它们不限于此。势垒层142、144、以及146的带隙可以形 成为高于阱层141、143、以及145的带隙。阱层141可以被布置为有源层140的最下层，并且势垒层146可以被布置为最上 层。替代阱层141，势垒层可以被布置为最下层。在实施例中，有源层本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光器件，包括：第一导电类型半导体层；在所述第一导电类型半导体层上的包括多个阱层和多个势垒层的有源层；以及在所述有源层上的第二导电类型半导体层，其中在所述势垒层中的至少第一势垒层的上表面包括不平坦表面，并且所述第一势垒层被布置为比离所述第一导电类型半导体层更接近所述第二导电类型半导体层。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：权五敏，丁钟弼，
申请(专利权)人：LG伊诺特有限公司，
类型：发明
国别省市：KR