[发明专利]发光器件及其制造方法

说明书

技术领域

本专利申请涉及一种发光器件。

背景技术

与如白炽照明或荧光照明等其它形式的照明相比，如发光 二极管(LED)和固体激光器等固态光源能够提供显著的优势。 例如，当将LED或固体激光器布置成红色、绿色和蓝色元件的 阵列时，它们可以用作白光光源或用作多色显示。在这样的配 置中，固态光源通常比传统的白炽光或荧光更高效，并且产生 更少的热量。尽管固态照明提供了一定优势，但是用于固态照 明的传统半导体结构和器件相对昂贵。与传统固态发光器件有 关的成本之一涉及传统固态发光器件相对低的制造吞吐量。

参照图1，传统的LED结构100包括衬底105，例如，该衬底 105可以由蓝宝石、碳化硅或尖晶石形成。在衬底105上形成缓 冲层(过渡层)110。缓冲层110主要用作浸润层，从而促进蓝宝 石衬底的平滑、均匀的覆盖。缓冲层110一般由GaN、InGaN、 AlN或AlGaN形成，并且厚度约为100到500(埃)。通常使用金 属有机化学气相沉积(MOCVD)，来将缓冲层110沉积为薄的非 晶层。

在缓冲层110上形成p型掺杂的III-V族化合物层120。p型掺 杂的III-V族化合物层120一般由GaN制成。在p型掺杂的III-V族 化合物层120上形成InGaN量子阱层130。然后，在InGaN量子阱 层130上形成有源III-V族化合物层140。在层140上形成n型掺杂 的III-V族化合物层150。p型掺杂的III-V族化合物层120可以是n 型掺杂的。在n型掺杂的III-V族化合物层150上形成p型电极 160。在第一III-V族化合物层120上形成n型电极170。

传统LED结构100的一个缺点是与小的衬底尺寸相关的低 的制造吞吐量。例如，提供的蓝宝石或碳化硅衬底的直径一般 为2到4英寸。传统LED结构100的另一个缺点是其层状结构经常 发生断裂。一般难以获得单晶形态的如蓝宝石或碳化硅等合适 的衬底。即使存在缓冲层110，p型掺杂的III-V族化合物层120 也可能由于p型掺杂的III-V族化合物层和衬底之间的不同的热 膨胀和晶格失配而发生断裂或分层。不同的热膨胀和晶格失配 还可能引起LED结构中的弯曲变形(即，卷曲)。结果，可能损 害了LED结构100的发光性能。

因此，需要一种能够克服传统发光系统中的一些或全部缺 点的发光器件。

发明内容

在一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：衬底，其具 有第一表面和第二表面；以及布置在所述第二表面上的、用以 发光的发光层，所述发光层具有不平行于所述第一表面的发光 表面。

在另一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：衬底；以 及布置在所述衬底上的、用以发光的发光层，所述发光层具有 封装区域并且具有大于所述封装区域的发光表面区域。

在另一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：衬底，其 具有第一表面；布置在所述衬底的至少一部分上的发光层，所 述发光层具有不平行于所述第一表面的发光表面；以及布置在 所述发光层的至少一部分下的反射缓冲层，用于反射从所述发 光层发射的光，其中所述反射缓冲层在由所述发光层发射的光 的光谱范围内具有高于30％的反射系数。

在另一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：衬底，其 具有第一表面和在所述第一表面中形成的沟槽；以及布置在所 述沟槽内的、用以发光的发光层，所述发光层具有不平行于所 述第一表面的发光表面，其中所述沟槽外部的所述第一表面包 括至少一个窄于1000微米的宽度尺寸。

在另一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：衬底，其 具有第一表面和在所述第一表面上形成的突起；以及布置在所 述突起上的、用以发光的发光层，所述发光层具有不平行于所 述第一表面的发光表面。

在另一方面，本发明涉及一种发光器件，包括：衬底，其 具有第一表面；在所述衬底中形成的沟槽，其中所述沟槽一部 分由不平行于所述第一表面的多个第一沟槽表面限定；所述第 一表面的至少一部分和所述多个第一沟槽表面上的反射缓冲 层；以及所述反射缓冲层上的发光层，其中所述发光层被配置 为以使光离开所述反射缓冲层的方式发射光，其中所发射的光 被限制在小于180度的立体角内。