[发明专利]紫外线发射装置及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光装置领域。

背景技术

相关技术描述

包含(Al，Ga，In)—N及其合金的III族氮化物材料的带隙从InN(0.7eV)的非常窄的间隙延伸到AlN(6.2eV)的非常宽的间隙，使得III族氮化物材料非常适合于光电子应用，例如从近红外线延伸到深紫外线的广泛光谱范围内的发光二极管(LED)、激光二极管、光学调制器及检测器。可使用有源层中的InGaN获得可见光LED及激光器，而紫外线LED(UVLED)及激光器需要较大的AlGaN带隙。

预期发现发射波长在230到350nm范围内的UVLED的各种各样的应用，其中大多数是基于UV辐射与生物材料之间的相互作用。典型应用包含表面灭菌、空气消毒、水消毒、医疗装置及生物化学，用于超高密度光学记录的光源、白光照明、荧光分析、感测及零排放汽车。

来自此类UVLED的提取效率通常是不合需要地低。

发明内容

一方面，本发明提供一种装置，所述装置包括：发光二极管(UVLED)，其包括半导体结构，所述半导体结构包括安置在n型区域与p型区域之间的有源层，其中所述有源层发射紫外线辐射；支架，其中所述UVLED安置在所述支架上；以及反射层，其安置在环绕所述UVLED的所述支架的表面上。

另一方面，本发明提供一种方法，所述装置包括：将第一及第二电气垫安置在支架上；安置上覆于所述第一及第二电气垫的第一部分的反射层；图案化所述反射层以形成暴露所述第一及第二电气垫的第二部分的开口；以及将发光二极管(UVLED)电及物理地连接到所述第一及第二电气垫，所述发光二极管包括半导体结构，所述半导体结构包括安置在n型区域与p型区域之间的有源层，其中所述有源层发射紫外线辐射。

附图说明

图1是两个封装的紫外线发射装置(UVLED)的横截面图。

图2是倒装芯片UVLED中的多个像素的平面图。

图3是UVLED中的一个像素的横截面图。

图4说明大面积UVLED中的辐射功率的吸收。

图5说明小面积UVLED中的辐射功率的提取。

图6是图1中所说明的装置中的一者的俯视图。

图7、8、9、10及11说明形成图1中所说明的装置的一种方法。

图12说明包含与接合垫及支架接触的反射层的封装UVLED。

图13、14及15说明上面可安装有封装装置的三个结构。

具体实施方式

虽然本文所描述的装置是III族氮化物装置，但是由例如其它III-V族材料、II-VI族材料、Si的其它材料形成的装置在本发明的实施例的范围内。本文描述的装置可经配置以发射可见的UV A(340nm与400nm之间的峰值波长)、UV B(290nm与340nm之间的峰值波长)或UV C(210nm及290nm之间的峰值波长)辐射。由本文描述的UVLED发射的辐射功率为节约语言可被描述为“光”。

本发明的实施例针对用于增加从UVLED的提取效率的结构及技术。

图1说明根据本发明的实施例的安置在支架上的UVLED。在图1的结构中，两个UVLED 1附接到支架40。下文在伴随图2及3的文本中详细描述合适的UVLED的一个实例。

支架40可为高度导热的(例如，在一些实施例中具有至少170W/mK的热导率)、高度电绝缘的及机械刚性的(例如，具有匹配或接近UVLED 1的热膨胀系数)任何合适的材料。用于支架40的合适材料的实例包含(但不限于)陶瓷、金刚石、AlN、氧化铍、硅或导电材料(例如硅、金属、合金，Al或Cu)，只要导电材料适当地涂覆有绝缘层，例如氧化硅、氮化硅或氧化铝，或任何其它合适的材料。在一些实施例中，电路及/或其它结构(例如瞬态电压抑制电路、驱动器电路或任何其它合适的电路)可安置在支架40内，或者安装在支架40的表面上，使得电路或其它结构在必要时电连接到UVLED 1。

导电垫42形成在支架的顶部表面上。UVLED 1通过垫42电及物理连接到支架40。每个UVLED 1提供至少两个电隔离垫42，一个耦合到UVLED 1的n型区域，且一个耦合到UVLED 1的p型区域。垫42可为(例如)适于接合UVLED 1的任何材料，其包含(例如)金、银、锡-银-铜(SAC)或金-锡(AuSn)。垫42可通过包含(例如)电镀的任何合适的技术形成在支架40的表面上。