发光器件制造技术

本发明专利技术涉及一种发光器件，包括：第一发光结构，包括第二导电类型的第二半导体图案、第一有源图案和第一导电类型的第一半导体图案，并且根据施加到第二半导体图案和第一半导体图案的偏压而开启或关闭；第二发光结构，包括第二导电类型的第四半导体图案、第二有源图案和第一导电类型的第三半导体图案，并且根据施加到第四半导体图案和第三半导体图案的偏压而开启或关闭；倾斜侧壁表面；绝缘图案；中间材料层；以及阻挡层，其中第一至第四半导体图案及第一和第二有源图案中的至少一个包括InxAlyGa(1-x-y)N，0≤x≤1,0≤y≤1，连接到第一导电类型的第一半导体图案的第一电极由含有高反射率的Al和Ag中至少一个的材料形成，并且具有碗形和倾斜侧壁。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种发光器件及其形成方法，更具体地，涉及包括至少两个堆叠的发光二极管芯片的发光器件及其形成方法。
技术介绍
发光二极管(LED)是P — η结二极管，该发光二极管因过量电子一空穴对的直接辐射复合而发光。当LED被正向偏置时，电子能够与空穴复合，且能量以光的形式释放。发出的光的颜色基于形成P - η结的材料的带隙能量。LED能以直流电(DC)或交流电(AC)工作。AC LED每单位面积的发光效率是DCLED的一半，因为在交流电操作中当两个二极管被并联时，交替开启两个二极管中的一个。因此，增加AC操作LED的发光效率的一种方法是将一个LED芯片堆叠另一个LED芯片上。这样会表现出LED总是开启的，因为两个堆叠的LED芯片中的一个是开启的。传统地，LED芯片堆叠成在一个在另一个上并被绝缘层分开。为了将堆叠的LED芯片连接到交流电，需要围绕绝缘体的外部导线。因此，需要具有高的每单位面积发光效率的交流电操作的发光器件。
技术实现思路
本专利技术的示范性实施例提供一种具有至少两个LED芯片的发光器件，其中一个LED堆叠在另一个上方。发光器件能以交流电工作。两个LED芯片通过设置在它们之间的导电材料而电连接。这样，能够最小化连接两个LED芯片的电极和导线的数量。根据本专利技术的不范性实施例，半导体器件包括第一发光芯片，该第一发光芯片具有第一半导体层、第二半导体层以及设置在第一半导体层和第二半导体层之间的第一有源层；设置在第一发光芯片上的第二发光芯片，该第二发光芯片具有第三半导体层、第四半导体层以及设置在第三半导体层和第四半导体层之间的第二有源层；和设置在第一半导体层和第四半导体层之间的导电层，第一半导体层和第四半导体层具有不同的导电类型。半导体器件可还包括设置在导电层上的第一电极、设置在第三半导体层上的第二电极以及设置在第二半导体层上的第三电极。第二电极和第三电极能被电连接。半导体器件可还包括设置在第二半导体层上的基板。 基板可包括半导体材料和导电材料的至少一种。导电层能是透明的。导电层能是反射的。 第三电极能是反射的。第三电极可包括反射的侧壁。第三电极能是平的。半导体器件可还包括设置在第四半导体层和导电层之间的通路。第二发光芯片能是竖直型发光芯片。半导体器件还可包括第三发光芯片，该第三发光芯片包括第五半导体层，该第五半导体层设置在第三半导体层上，第五半导体层和第三半导体层具有不同的导电类型。半导体器件还可包括第三发光芯片，该第三发光芯片包括第五半导体层，该第五半导体层设置在第三半导体层上，第五半导体层和第三半导体层具有相同的导电类型。第一发光芯片和第二发光芯片能配置为交替地在交流电波形的各个交替的半周激励，从而发光。与第二发光芯片交叠的第一发光芯片的轮廓与第二发光芯片的轮廓基本相同。根据本专利技术的示范性实施例，半导体封装包括设置在第一基板的第一表面上的第一导电垫和第二导电垫；设置在第一基板的第一表面上的第一发光芯片，第一发光芯片具有第一半导体层、电连接到第二导电垫的第二半导体层以及设置在第一半导体层和第二半导体层之间的第一有源层；设置在第一发光芯片上的第二发光芯片，该第二发光芯片具有第三半导体层、第四半导体层以及设置在第三半导体层和第四半导体层之间的第二有源层；设置在第一半导体层和第四半导体层之间的导电层，第一半导体层和第四半导体层具有不同的导电类型；第一导线，其连接第一导电垫与设置在导电层上的第一电极；和第二导线，其连接第二导电垫与设置在第三半导体层上的第二电极。半导体器件还可包括设 置在第二半导体层上的第三电极。半导体器件还可包括在第二半导体层上的第二基板，第二基板包括半导体材料。导电层能是透明的。导电层能是反射的。第二发光芯片能是竖直型(vertical type)发光芯片。第一发光芯片和第二发光芯片能配置为交替地在交流电波形的各个交替的半周激励，从而发光。半导体器件还可包括密封剂,该密封剂密封第一发光芯片和第二发光芯片。半导体器件还可包括设置在密封剂中的光转换材料。半导体器件还可包括设置在第一基板的第二表面上的第三导电垫和第四导电垫，其中第三导电垫电连接到第二导电垫，第四导电垫电连接到第一导电垫。半导体器件还可包括设置在第三导电垫和第二导电垫之间的第一通路，设置在第一导电垫和第四导电垫之间的第二通路。根据本专利技术的示范性实施例，半导体器件的形成方法包括:形成第一半导体层、第二半导体层以及设置在第一半导体层和第二半导体层之间的第一有源层；在第二半导体层上设置第二基板；去除第一基板；在第三基板上形成第三半导体层、第四半导体层以及设置在第三半导体层和第四半导体层之间的第二有源层；在第四半导体层上设置第一半导体层；和去除第二基板。该方法还可包括在第一半导体层上形成导电层。该方法还可包括在导电层和第四半导体层之间形成接合。该方法还可包括在导电层上形成第一电极、在第三半导体层上形成第二电极和在第二半导体层上形成第三电极。第三电极能是反射的。导电层能是透明的。根据本专利技术的示范性实施例，半导体封装的形成方法包括:制备第一发光芯片，该第一发光芯片具有第一半导体层、第二半导体层以及设置在第一半导体层和第二半导体之间的第一有源层；制备第二发光芯片，该第二发光芯片具有第三半导体层、第四半导体层以及设置在第三半导体层和第四半导体层之间的第二有源层；和在第四半导体层上设置第一半导体层，该第四半导体层即将与第一半导体层相互电连接，第一半导体层和第四半导体层具有不同的导电类型。该方法还可包括设置在第一半导体层上的导电层。该方法还可包括在导电层上形成第一电极、在第三半导体层上形成第二电极和在第二半导体层上形成第三电极。第三电极能是反射的。导电层能是透明的。该方法还可包括制备具有第一导电垫和第二导电垫的第一基板，和连接第二电极和第二导电垫以及连接第一电极和第一导电垫。该方法还可包括在密封剂中密封第一发光芯片和第二发光芯片。 该方法还可包括在密封剂中设置光转换材料。根据本专利技术的不范性实施例，一种发光器件，包括:第一发光结构，包括第二导电类型的第二半导体图案、第一有源图案和第一导电类型的第一半导体图案，并且根据施加到第二半导体图案和第一半导体图案的偏压而开启或关闭；第二发光结构，包括第二导电类型的第四半导体图案、第二有源图案和第一导电类型的第三半导体图案，并且根据施加到第四半导体图案和第三半导体图案的偏压而开启或关闭；倾斜侧壁表面，形成在至少一个发光结构中以允许由有源图案产生的光从发光结构发出；绝缘图案，形成在第一电极和第一发光结构之间并且包括沿着第一发光结构的内壁共形地形成的以下中的至少一个:氧化物膜、氮化物膜、氮氧化物膜、Al2O3和AlN ;中间材料层，包括包含Au、Ag、Pt、N1、Cu、Sn、Al、Pb、Cr和Ti中至少一个的单层、叠层及其组合，以将第一电极接合到基板；以及阻挡层，形成在第一电极和中间材料层之间，并且包括包含Pt、N1、Cu、Al、Cr、Ti和W中至少一个的单层、叠层及其组合，其中第一至第四半导体图案和第一和第二有源图案中的至少一个包括InxAlyGa(1_x_y)N，0 ^χ^Ι,Ο^γ^ I，连接到第一导电类型的第一半导体图案的第一电极由含有高反射率的Al和Ag中至少一个的材料形成，并且具有碗形和倾斜侧壁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光器件，包括：第一发光结构，包括第二导电类型的第二半导体图案、第一有源图案和第一导电类型的第一半导体图案，并且根据施加到所述第二半导体图案和所述第一半导体图案的偏压而开启或关闭；第二发光结构，包括第二导电类型的第四半导体图案、第二有源图案和第一导电类型的第三半导体图案，并且根据施加到所述第四半导体图案和所述第三半导体图案的偏压而开启或关闭；倾斜侧壁表面，形成在至少一个所述发光结构中以允许由所述有源图案产生的光从所述发光结构发出；绝缘图案，形成在第一电极和所述第一发光结构之间并且包括沿着所述第一发光结构的内壁共形地形成的以下中的至少一个：氧化物膜、氮化物膜、氮氧化物膜、Al2O3和AlN；中间材料层，包括包含Au、Ag、Pt、Ni、Cu、Sn、Al、Pb、Cr和Ti中至少一个的单层、叠层及其组合，以将所述第一电极接合到基板；以及阻挡层，形成在所述第一电极和所述中间材料层之间，并且包括包含Pt、Ni、Cu、Al、Cr、Ti和W中至少一个的单层、叠层及其组合，其中所述第一至第四半导体图案和所述第一和第二有源图案中的至少一个包括InxAlyGa(1?x?y)N，0≤x≤1,0≤y≤1，连接到所述第一导电类型的所述第一半导体图案的所述第一电极由含有高反射率的Al和Ag中至少一个的材料形成，并且具有碗形和倾斜侧壁。...

【技术特征摘要】
2008.08.05 KR 76549/08;2009.05.01 US 12/434,3581.一种发光器件，包括: 第一发光结构，包括第二导电类型的第二半导体图案、第一有源图案和第一导电类型的第一半导体图案，并且根据施加到所述第二半导体图案和所述第一半导体图案的偏压而开启或关闭； 第二发光结构，包括第二导电类型的第四半导体图案、第二有源图案和第一导电类型的第三半导体图案，并且根据施加到所述第四半导体图案和所述第三半导体图案的偏压而开启或关闭； 倾斜侧壁表面，形成在至少一个所述发光结构中以允许由所述有源图案产生的光从所述发光结构发出； 绝缘图案，形成在第一电极和所述第一发光结构之间并且包括沿着所述第一发光结构的内壁共形地形成的以下中的至少一个:氧化物膜、氮化物膜、氮氧化物膜、Al2O3和AlN; 中间材料层，包括包含Au、Ag、Pt、N1、Cu、Sn、Al、Pb、Cr和Ti中至少一个的单层、叠层及其组合，以将所述第一电极接合到基板；以及 阻挡层，形成在所述第一电极和所述中间材料层之间，并且包括包含Pt、N1、Cu、Al、Cr、Ti和W中至少一个的单层、叠层及其组合， 其中所述第一至第四半导体图案和所述第一和第二有源图案中的至少一个包括InxAlyGa(1_x_y) Ν，0<χ< 1，1，连接到所述第一导电类型的所述第一半导体图案的所述第一电极由含有高反射率的Al和Ag中至少一个的材料形成，并且具有碗形和倾斜侧壁。2.如权利要求1所述的发光器件，其中所述第一发光结构和所述第二发光结构被连续堆叠。3.如权利要求1所述的发光器件，其中当交流电源施加到所述第一发光结构和所述第二发光结构时，所述第一发光结构和所述第二发光结构之一被开启，另一个被关闭。4.如权利要求1所述的发光器件，其中所述第一和第三半导体图案中至少一个包括η型 InxAlyGa(卜x_y)N，O 彡 x 彡 1，0 彡 y 彡 I。5.如权利要求1所述的发光器件，其中所述基板是绝缘基板，其包括电连接到所述半导体图案之一的通路。6.如权利要求1所述的发光器件，其中所述基板是导电基板，并且包括S1、应变S1、Si合金、SO1、SiC、SiGe, SiGeC, S1-Al, Ge、Ge 合金、GaAs、InAsJI1- V半导体和 I1-VI 半导体中的一个。7.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：金维植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
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