半导体发光器件及使用其的半导体发光器件封装件

专利名称：半导体发光器件及使用其的半导体发光器件封装件

专利类型：实用新型专利

专利申请号：CN201910103435.1

专利申请（专利权）人：三星电子株式会社
权利人地址：韩国京畿道水原市

专利发明（设计）人：金台勋,沈载仁,尹柱宪

专利摘要：本公开提供了一种半导体发光器件以及使用该半导体发光器件的半导体发光器件封装件。所述半导体发光器件包括：第一导电类型半导体层，包括凹进区域和突出区域；活性层和第二导电类型半导体层，位于突出区域上；反射电极层，设置在第二导电类型半导体层上；绝缘层，包括设置在第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在反射电极层的接触区域上的第二开口；第一导电图案，设置在绝缘层上，并且延伸到第一开口中，以电连接到第一导电类型半导体层的接触区域；第二导电图案，设置在绝缘层上，并且延伸到第二开口中，以电连接到反射电极层；以及多层绝缘结构，覆盖第一导电图案和第二导电图案。

主权利要求：
1.一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括：
第一导电类型半导体层，包括凹进区域和突出区域；
活性层和第二导电类型半导体层，顺序地堆叠在所述第一导电类型半导体层的所述突出区域上；
反射电极层，设置在所述第二导电类型半导体层上；
绝缘层，覆盖所述第一导电类型半导体层和所述反射电极层，其中，所述绝缘层包括设置在所述第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在所述反射电极层的接触区域上的第二开口；
第一导电图案，设置在所述绝缘层上，其中，所述第一导电图案延伸到所述绝缘层的所述第一开口中，以电连接到所述第一导电类型半导体层的所述接触区域；
第二导电图案，设置在所述绝缘层上，其中，所述第二导电图案延伸到所述绝缘层的所述第二开口中，以电连接到所述反射电极层；以及多层绝缘结构，覆盖所述第一导电图案和所述第二导电图案，其中，所述多层绝缘结构包括设置在所述第一导电图案上的第三开口和设置在所述第二导电图案上的第四开口，其中，所述多层绝缘结构包括分布式布拉格反射器，在所述分布式布拉格反射器中均具有第一折射率的多个第一层和均具有比所述第一折射率高的第二折射率的多个第二层交替地堆叠，并且所述多个第二层中的最上层的厚度是所述多个第二层中的其他层中的每个的厚度的2倍或更大，并且所述多层绝缘结构具有至少500nm的厚度。
2.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述多层绝缘结构具有与所述第一导电图案和所述第二导电图案接触的第一表面以及与所述第一表面背对的第二表面；并且所述第一表面为所述多个第一层中的一个第一层的表面，所述第二表面为所述多个第二层中的一个第二层的表面。
3.根据权利要求2所述的半导体发光器件，其中，所述第二表面作为其表面的所述一个第二层具有λ/2n2的厚度，其中，λ为由所述活性层发射的光的波长，n2为所述第二折射率。
4.根据权利要求1所述的半导体发光器件，其中，所述多层绝缘结构包括暴露所述绝缘层的边缘区域。
5.根据权利要求1所述的半导体发光器件，所述半导体发光器件还包括设置在所述第三开口中且电连接到所述第一导电图案的第一电极垫以及设置在所述第四开口中且电连接到所述第二导电图案的第二电极垫，其中，所述第一电极垫和所述第二电极垫中的至少一个包括置于所述第一导电图案和所述第二导电图案与所述多层绝缘结构之间的区域。
6.一种半导体发光器件，所述半导体发光器件包括：
发光结构，包括顺序地堆叠在基底上的第一导电类型半导体层、活性层和第二导电类型半导体层，并且具有所述第二导电类型半导体层和所述活性层被部分地去除的区域；
反射电极层，设置在所述第二导电类型半导体层上；
绝缘层，覆盖所述第一导电类型半导体层和所述反射电极层，其中，所述绝缘层包括设置在所述第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在所述反射电极层的接触区域上的第二开口；
第一导电图案，设置在所述绝缘层上，其中，所述第一导电图案延伸到所述绝缘层的所述第一开口中，以电连接到所述第一导电类型半导体层的所述接触区域；
第二导电图案，设置在所述绝缘层上，其中，所述第二导电图案延伸到所述绝缘层的所述第二开口中，以电连接到所述反射电极层；以及多层绝缘结构，覆盖所述第一导电图案和所述第二导电图案，其中，所述多层绝缘结构包括设置在所述第一导电图案上的第三开口和设置在所述第二导电图案上的第四开口，其中，所述多层绝缘结构包括分布式布拉格反射器，在所述分布式布拉格反射器中均具有第一折射率的多个第一层和均具有比所述第一折射率高的第二折射率的多个第二层交替地堆叠，并且所述多个第二层中的最上层的厚度是所述多个第二层中的其他层中的每个的厚度的2倍或更大，并且所述多层绝缘结构具有至少500nm的厚度。
7.根据权利要求6所述的半导体发光器件，其中，所述多层绝缘结构具有接触所述基底的边缘部分。
8.根据权利要求6所述的半导体发光器件，其中，所述多层绝缘结构的侧表面与所述基底的侧面共面。
9.根据权利要求6所述的半导体发光器件，其中，所述绝缘层为分布式布拉格反射器。
10.一种半导体发光器件封装件，所述半导体发光器件封装件包括：
封装件主体，包括沟槽，第一多层绝缘结构设置在所述沟槽的内表面上；
半导体发光器件，在所述沟槽中通过倒装芯片键合电连接；以及
封装部分，填充所述沟槽的内部以覆盖所述半导体发光器件，
其中，所述半导体发光器件包括：第一导电类型半导体层，包括凹进区域和突出区域；
活性层和第二导电类型半导体层，顺序地堆叠在所述第一导电类型半导体层的所述突出区域上；反射电极层，设置在所述第二导电类型半导体层上；绝缘层，覆盖所述第一导电类型半导体层和所述反射电极层，其中，所述绝缘层包括设置在所述第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在所述反射电极层的接触区域上的第二开口；第一导电图案，设置在所述绝缘层上，其中，所述第一导电图案延伸到所述绝缘层的所述第一开口中，以电连接到所述第一导电类型半导体层的所述接触区域；第二导电图案，设置在所述绝缘层上，其中，所述第二导电图案延伸到所述绝缘层的所述第二开口中，以电连接到所述反射电极层；以及第二多层绝缘结构，覆盖所述第一导电图案和所述第二导电图案，其中，所述第二多层绝缘结构包括设置在所述第一导电图案上的第三开口和设置在所述第二导电图案上的第四开口，其中，所述第一多层绝缘结构和所述第二多层绝缘结构均包括分布式布拉格反射器，在所述分布式布拉格反射器中均具有第一折射率的多个第一层和均具有比所述第一折射率高的第二折射率的多个第二层交替地堆叠，并且所述多个第二层中的最上层的厚度是所述多个第二层中的其他层中的每个的厚度的2倍或更大，并且所述多层绝缘结构具有至少500nm的厚度。
11.根据权利要求10所述的半导体发光器件封装件，其中，所述第二多层绝缘结构具有与所述第一导电图案和所述第二导电图案接触的第一表面以及背对所述第一表面的第二表面；并且所述第一表面为所述第二多层绝缘结构中的所述多个第一层中的一个第一层的表面，所述第二表面为所述第二多层绝缘结构中的所述多个第二层中的一个第二层的表面。
12.根据权利要求11所述的半导体发光器件封装件，其中，所述第一多层绝缘结构具有与所述封装件主体接触的第三表面以及背对所述第三表面的第四表面；并且所述第三表面为所述第一多层绝缘结构中的所述多个第一层中的一个第一层的表面，所述第四表面为所述第一多层绝缘结构中的所述多个第二层中的一个第二层的表面。
13.根据权利要求12所述的半导体发光器件封装件，其中，所述第四表面作为其表面的所述一个第二层具有λ/2n2的厚度，其中，λ指由所述活性层发射的光的波长，n2指所述第二折射率。
14.根据权利要求11所述的半导体发光器件封装件，其中，所述第二表面作为其表面的所述一个第二层具有λ/2n2的厚度，其中，λ指由所述活性层发射的光的波长，n2指所述第二折射率。
15.根据权利要求10所述的半导体发光器件封装件，其中，所述封装部分包括透光材料，所述透光材料的折射率高于所述第一折射率且低于所述第二折射率。
16.根据权利要求10所述的半导体发光器件封装件，其中，所述第一多层绝缘结构和所述第二多层绝缘结构具有相同的堆叠结构。
17.根据权利要求10所述的半导体发光器件封装件，其中，所述第一多层绝缘结构和所述第二多层绝缘结构具有相同的厚度。
18.根据权利要求10所述的半导体发光器件封装件，其中，所述封装件主体还包括暴露在所述沟槽的下表面上的第一引线框架和第二引线框架，并且所述半导体发光器件穿过所述第一多层绝缘结构电连接到所述第一引线框架和所述第二引线框架。 说明书 : 半导体发光器件及使用其的半导体发光器件封装件[0001] 本申请要求于2018年5月11日在韩国知识产权局提交的第10‑2018‑0054120号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。技术领域[0002] 本发明构思涉及一种半导体发光器件以及使用该半导体发光器件的半导体发光器件封装件。背景技术[0003] 发光二极管是这样的器件：包括在器件中的物质通过向其施加电能而发光，并且由结合的半导体的电子和空穴的复合产生的能量被转换成光并被发射。这种发光二极管被广泛用作照明装置、显示装置和光源，并且其发展正在加速。[0004] 详细地，由于使用近来已经被开发并被使用的基于氮化镓(GaN)的发光二极管的移动电话键盘、转向信号灯、相机闪光灯等的商业化，所以已经积极地进行使用发光二极管的通用照明装置的开发。如在发光二极管的应用(诸如用于大尺寸TV的背光单元、汽车前灯、通用照明装置等)中，发光二极管的使用已经随着产品的尺寸、输出和效率而逐渐增加。[0005] 这样的发光二极管存在如下问题：因为由活性层发射的光的一部分被安装有发光二极管的封装件主体的表面反射并入射到发光二极管上，所以外部光提取效率降低。发明内容[0006] 本发明构思的方面提供了具有改善的外部光提取效率的半导体发光器件和半导体发光器件封装件。[0007] 根据本发明构思的方面，半导体发光器件包括：第一导电类型半导体层，包括凹进区域和突出区域；活性层和第二导电类型半导体层，顺序地堆叠在第一导电类型半导体层的突出区域上；反射电极层，设置在第二导电类型半导体层上；绝缘层，覆盖第一导电类型半导体层和反射电极层，其中，绝缘层包括设置在第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在反射电极层的接触区域上的第二开口；第一导电图案，设置在绝缘层上，其中，第一导电图案延伸到绝缘层的第一开口中，以电连接到第一导电类型半导体层的接触区域；第二导电图案，设置在绝缘层上，其中，第二导电图案延伸到绝缘层的第二开口中，以电连接到反射电极层；以及多层绝缘结构，覆盖第一导电图案和第二导电图案，其中，多层绝缘结构包括设置在第一导电图案上的第三开口和设置在第二导电图案上的第四开口。[0008] 根据本发明构思的方面，半导体发光器件包括：发光结构，包括顺序地堆叠在基底上的第一导电类型半导体层、活性层和第二导电类型半导体层，并且具有第二导电类型半导体层和活性层被部分地去除的区域；反射电极层，设置在第二导电类型半导体层上；绝缘层，覆盖第一导电类型半导体层和反射电极层，其中，绝缘层包括设置在第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在反射电极层的接触区域上的第二开口；第一导电图案，设置在绝缘层上，其中，第一导电图案延伸到绝缘层的第一开口中，以电连接到第一导电类型半导体层的接触区域；第二导电图案，设置在绝缘层上，其中，第二导电图案延伸到绝缘层的第二开口中，以电连接到反射电极层；以及多层绝缘结构，覆盖第一导电图案和第二导电图案，其中，多层绝缘结构包括设置在第一导电图案上的第三开口和设置在第二导电图案上的第四开口。[0009] 根据本发明构思的方面，半导体发光器件封装件包括：封装件主体，包括沟槽，第一多层绝缘结构设置在沟槽的内表面上；半导体发光器件，在沟槽中通过倒装芯片键合电连接；以及封装部分，填充沟槽的内部以覆盖半导体发光器件，其中，半导体发光器件包括：第一导电类型半导体层，包括凹进区域和突出区域；活性层和第二导电类型半导体层，顺序地堆叠在第一导电类型半导体层的突出区域上；反射电极层，设置在第二导电类型半导体层上；绝缘层，覆盖第一导电类型半导体层和反射电极层，其中，绝缘层包括设置在第一导电类型半导体层的接触区域上的第一开口和设置在反射电极层的接触区域上的第二开口；第一导电图案，设置在绝缘层上，其中，第一导电图案延伸到绝缘层的第一开口中，以电连接到第一导电类型半导体层的接触区域；第二导电图案，设置在绝缘层上，其中，第二导电图案延伸到绝缘层的第二开口中，以电连接到反射电极层；以及第二多层绝缘结构，覆盖第一导电图案和第二导电图案，其中，第二多层绝缘结构包括设置在第一导电图案上的第三开口和设置在第二导电图案上的第四开口，其中，第一多层绝缘结构和第二多层绝缘结构包括分布式布拉格反射器，在分布式布拉格反射器中具有第一折射率的第一层和具有比第一折射率高的第二折射率的第二层交替地堆叠。附图说明[0010] 通过下面结合附图的详细描述，将更清楚地理解本公开的以上和其它方面、特征和优点，在附图中：[0011] 图1是根据本发明构思的示例实施例的半导体发光器件的示意性平面图；[0012] 图2是沿图1的线I‑I'截取的半导体发光器件的剖视图；[0013] 图3是图2的部分A1的放大视图；[0014] 图4是图3的部分A2的放大视图；[0015] 图5和图6是本发明构思的示例实施例的修改示例；[0016] 图7至图20是示出制造图2的半导体发光器件的主要工艺的视图；[0017] 图21是示出将根据本发明构思的示例实施例的半导体发光器件应用于半导体发光器件封装件的示例的剖视图；以及[0018] 图22是图21的部分A3的放大视图。具体实施方式[0019] 在下文中，将参照附图描述本发明构思的示例实施例。[0020] 将参照图1至图4描述根据示例实施例的半导体发光器件10。图1是根据示例实施例的半导体发光器件的示意性平面图，图2是沿图1的线I‑I'截取的半导体发光器件的剖面侧视图。图3是图2的部分A1的放大视图，图4是图3的部分A2的放大视图。[0021] 根据示例实施例的半导体发光器件10可以包括基底105、发光结构110、反射电极层144、绝缘层130、第一导电图案155n、第二导电图案155p和多层绝缘结构160。[0022] 基底105可以具有前表面105s1以及面对前表面105s1的后表面105s2。基底105可以是用于半导体生长的基底，并且可以由绝缘材料、导电材料或半导体材料(诸如，蓝宝石、硅(Si)、SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN等)形成。蓝宝石可以是具有六边形‑菱形(Hexa‑RhomboR3c)对称性的晶体，同时具有电绝缘特性，并且可以用作用于氮化物半导体的生长的基底。[0023] 在整个说明书中，诸如“前表面”、“后表面”等的术语用于区分组件中的相对位置，并且本发明构思的示例实施例不受这些术语的限制。可以用术语“前表面”、“后表面”等来描述本发明构思的示例实施例中的组件，并且可以用例如“第一表面”、“第二表面”等的其它术语或者用诸如“上表面”、“下表面”等的术语来替换。因此，基底105的前表面105s1和后表面105s2可以被基底105的上表面105s1和下表面105s2替换，或者可以被第一表面105s1和第二表面105s2替换。[0024] 发光结构110可以设置在基底105的前表面105s1上。[0025] 在示例中，基底105的前表面105s1可以形成为具有凹凸结构，凹凸结构可以改善构成发光结构110的半导体层的结晶特性和外部光提取效率。在示例实施例中，基底105的前表面105s1的凹凸结构被示出为具有圆顶状凸起形状，但其示例实施例不限于此。例如，基底105的前表面105s1的凹凸结构可以形成为具有诸如四边形形状、三角形形状等的各种形式。另外，可以选择性地形成或者也可以省略基底105的前表面105s1的凹凸结构。[0026] 在示例中，根据示例实施例，可以稍后去除基底105。例如，在将基底105设置为用于发光结构110的生长的生长基底之后，可以通过分离工艺去除基底105。可以通过诸如激光剥离(LLO)、化学剥离(CLO)等的方法来执行基底105的分离以与发光结构110分离。[0027] 发光结构110可以包括第一导电类型半导体层115、活性层120和第二导电类型半导体层125。[0028] 第一导电类型半导体层115可以通过从基底105的前表面105s1生长来形成。第一导电类型半导体层115可以由掺杂有n型杂质的半导体形成，并且可以是n型氮化物半导体层。[0029] 当从上方看时，第一导电类型半导体层115可以具有四边形形状。当从上方看时，第一导电类型半导体层115可以具有沿逆时针方向顺序地布置的第一拐角C1、第二拐角C2、第三拐角C3和第四拐角C4。当从上方看时，第一导电类型半导体层115可以具有在第一拐角C1和第二拐角C2之间的第一边缘S1、在第二拐角C2和第三拐角C3之间的第二边缘S2、在第三拐角C3和第四拐角C4之间的第三边缘S3以及在第四拐角C4和第一拐角C1之间的第四边缘S4。因此，第一边缘S1和第三边缘S3可以彼此面对，第二边缘S2和第四边缘S4可以彼此面对。[0030] 当从上方看时，第一导电类型半导体层115可以在基底105上自对准，使得第一导电类型半导体层115的第一拐角C1至第四拐角C4以及第一边缘S1至第四边缘S4也可以同样地应用于基底105。[0031] 第一导电类型半导体层115可以包括凹进区域E和凸起区域M。凹进区域E可以被称为蚀刻区域，凸起区域M可以被称为台面区域。在附图中，参考标记“B”可以指凹进区域E与凸起区域M之间的边界B。在第一导电类型半导体层115中，凸起区域M的上表面可以高于凹进区域E的上表面。[0032] 在示例中，凸起区域M可以具有从底部到顶部逐渐变窄的形状。因此，凸起区域M可以具有倾斜的侧表面。[0033] 在示例中，凹进区域E的上表面的一部分可以被限定为第一接触区域CT1。在示例中，凸起区域M的上表面的至少一部分可以被定义为第二接触区域CT2。[0034] 在整个说明书中，诸如“第一”、“第二”等的术语可以用于描述各种组件，但是组件不受所述术语的限制。所述术语仅用于将一个组件与其它组件区分开。例如，在不脱离本发明构思的范围的情况下，“第一组件”可以被称为“第二组件”。[0035] 在第一导电类型半导体层115中，凸起区域M可以与第一边缘S1至第四边缘S4间隔开，凹进区域E可以设置在凸起区域M与第一边缘S1至第四边缘S4之间。[0036] 当从上方看时，凹进区域E可以在从第一边缘S1的一部分到第三边缘S3的方向上延伸。[0037] 活性层120和第二导电类型半导体层125可以顺序地堆叠在第一导电类型半导体层115的凸起区域M的上表面上。第二导电类型半导体层125可以由掺杂有p型杂质的半导体形成，并且可以是p型氮化物半导体层。[0038] 在示例中，第一导电类型半导体层115和第二导电类型半导体层125的堆叠位置可以根据示例实施例互换。第一导电类型半导体层115和第二导电类型半导体层125可以由经验公式AlxInyGa(1‑x‑y)N(0≤x<1，0≤y<1，0≤x+y<1)(对应于诸如GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等的材料)来表示。[0039] 活性层120可以置于第一导电类型半导体层115与第二导电类型半导体层125之间。当半导体发光器件10操作时，活性层120可以通过电子和空穴的复合发射具有预定能量水平的光。活性层120可以包括具有能带隙比第一导电类型半导体层115和第二导电类型半导体层125的能带隙窄的材料。例如，当第一导电类型半导体层115和第二导电类型半导体层125是GaN化合物半导体时，活性层120可以包括具有能带隙比GaN的能带隙窄的InGaN化合物半导体。另外，活性层120可以具有量子阱层和量子势垒层交替地堆叠的多量子阱(MQW)结构，并且例如，可以具有InGaN/GaN结构，但是其示例实施例不限于此。活性层120可以具有单量子阱(SQW)结构。[0040] 透明电极层140可以设置在第二导电类型半导体层125的上表面上。透明电极层140可以由用于使从反射电极层144注入的电流扩散的导电且透光材料形成，以防止电流集中在第二导电类型半导体层125的一部分中。虽然透明电极层140可以设置为覆盖整个第二导电类型半导体层125，但是根据示例实施例，透明电极层140也可以设置为仅覆盖第二导电类型半导体层125的一部分。透明电极层140可以由透明导电氧化物(TCO)材料(诸如氧化铟锡(ITO)、掺锌的氧化铟锡(ZITO)、氧化锌铟(ZIO)、氧化镓铟(GIO)、氧化锌锡(ZTO)、掺氟的氧化锡(FTO)、掺铝的氧化锌(AZO)、掺镓的氧化锌(GZO)、In4Sn3O12或Zn(1‑x)MgxO(氧化锌镁，0≤x≤1))形成，并且也可以由通过包括银(Ag)纳米线和碳纳米管(CNT)中的至少一种而具有导电性的透光聚合物树脂形成。[0041] 绝缘层130可以设置在透明电极层140上。绝缘层130可以设置为覆盖透明电极层140，并且可以形成通孔PD。绝缘层130可以覆盖第一导电类型半导体层115的一部分以及第二导电类型半导体层125的一部分。绝缘层130可以包括暴露第一导电类型半导体层115的凹进区域E的第一接触区域CT1的第一开口OPa。[0042] 绝缘层130可以具有反射结构，以通过反射由活性层120发射的光中的已经在与基底105相反的方向上定向的光，来将光朝基底105重定向。[0043] 绝缘层130可以包括多层结构。多层结构可以具有其中具备彼此不同的第一折射率和第二折射率的第一层和第二层交替地堆叠的结构。例如，绝缘层130可以形成分布式布拉格反射器(DBR)。绝缘层130可以基本由具有绝缘性质和透光性质的材料形成，并且可以使用无机材料或有机材料形成。绝缘层130可以形成为包括具有绝缘性质和透光性质的氧化硅或氮化硅，并且例如，可以由SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN等形成。[0044] 反射电极层144可以设置在绝缘层130上，以填充通孔PD。因此，反射电极层144可以贯穿绝缘层130以连接到透明电极层140。反射电极层144可以形成为与透明电极层140具有欧姆特性的导电材料的单层结构或多层结构。反射电极层144可以由包括具有相对高的反射率的诸如金(Au)、钨(W)、铂(Pt)、硅(Si)、铱(Ir)、银(Ag)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)、钛(Ti)、铬(Cr)等的材料及其合金中的一种或更多种的材料形成。因此，施加到反射电极层144的电流可以通过透明电极层140扩散。[0045] 钝化层150可以设置在反射电极层144上，以进一步增强外部光提取效率。钝化层150可以由与绝缘层130基本相同的材料形成，并且根据示例实施例可以与绝缘层130的情况相似地形成分布式布拉格反射器，故而也称为绝缘层150。钝化层150可以向基底105反射已经穿过透明电极层140的一部分光，以进一步改善外部光提取效率。[0046] 钝化层150可以设置在反射电极层144和绝缘层130上。钝化层150可以包括暴露第一导电类型半导体层115的第一接触区域CT1的第一开口OPa以及暴露反射电极层144的第三接触区域CT3的第二开口OPb。[0047] 第一导电图案155n和第二导电图案155p可以设置在钝化层150上，并且可以由基本相同的材料形成并且可以彼此间隔开。例如，第一导电图案155n和第二导电图案155p可以由包括诸如Au、W、Pt、Si、Ir、Ag、Al、Cu、Ni、Ti、Cr等的材料及其合金中的一种或更多种的材料形成。[0048] 第一导电图案155n可以设置在钝化层150上，并且可以延伸到第一导电类型半导体层115的第一接触区域CT1上，以电连接到第一导电类型半导体层115。第一导电图案155n可以接触第一导电类型半导体层115的第一接触区域CT1。[0049] 第二导电图案155p可以设置在钝化层150上，并且可以延伸到反射电极层144的第三接触区域CT3上以电连接到反射电极层144。因此，第二导电图案155p可以通过反射电极层144电连接到第二导电类型半导体层125。[0050] 当从上方看时，第一导电图案155n可以与第一边缘S1、第二边缘S2和第四边缘S4相邻，第二导电图案155p可以与第三边缘S3相邻。[0051] 多层绝缘结构160可以设置在第一导电图案155n和第二导电图案155p上，从而可以反射从半导体发光器件10的外部入射的光。为了防止光被吸收到半导体发光器件10中，多层绝缘结构160可以反射从半导体发光器件10的外部入射的光以用作钝化层。另外，多层绝缘结构160可以设置有用于形成第一电极垫(pad，也被称为焊盘)165n和第二电极垫165p的第三开口160a和第四开口160b，第一焊料凸块170n和第二焊料凸块170p分别附着到第一电极垫165n和第二电极垫165p。多层绝缘结构160可以具有其中具备彼此不同的第一折射率和第二折射率的第一层和第二层交替地堆叠的结构。例如，多层绝缘结构160可以形成如上所述的分布式布拉格反射器。多层绝缘结构160可以基本由具有绝缘性质和透光性质的材料形成，并且可以使用无机材料或有机材料形成。多层绝缘结构160可以形成为包括具有绝缘性质和透光性质的氧化硅或氮化硅，例如，可以由SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN、TiSiN等形成。[0052] 将参照图3和图4详细地描述多层绝缘结构160。[0053] 参照图4，在多层绝缘结构160中，具有第一折射率n1的第一层161可以设置在第一导电图案155n上。另外，具有与第一折射率n1不同的第二折射率n2的第二层162可以设置在第一层161上，第一层161和第二层162可以交替地堆叠至少一次或更多次。多层绝缘结构160的侧表面可以具有与基底105的侧表面共面的表面。[0054] 就多层绝缘结构160的第一层161和第二层162的情况而言，当由发光结构110的活性层120发射的光的波长被称为λ时，第一层161可以具有λ/4n1的厚度T1，第二层162可以具有λ/4n2的厚度T2。可以选择性地设计多层绝缘结构160的第一层161和第二层162的折射率和厚度，使得多层绝缘结构160可以对于在活性层120中产生的光的波长具有例如95％或更多的相对高的反射率。根据示例实施例，第一层161的厚度T1和第二层162的厚度T2可以彼此基本相同。多层绝缘结构160的最上层163可以是第二层，并且可以具有比第一层161的厚度T1和第二层162的厚度T2大的厚度T3。根据示例实施例，最上层163可以具有作为非最上层的第二层162的厚度T2的两倍或更大的厚度，详细地，可以具有λ/2n2或更大的厚度T3。另外，多层绝缘结构160可以具有至少500nm或更大的厚度T4。如果多层绝缘结构160的厚度T4小于500nm，则施加到第一导电图案155n和第二导电图案155p以及钝化层150的应力会增加，并且半导体发光器件10的缺陷会增多。[0055] 第一折射率n1可以在0[0056] 具有这种结构的多层绝缘结构160可以反射从接触最上层163的外部材料OM入射的光L1，以防止光L1被第一导电图案155n吸收。由于通常从外部材料OM入射的光L1是已经由活性层120发射并随后被封装件主体反射的光，所以该光可以被反射以防止被第一导电图案155n吸收，从而改善外部光提取效率。测量了当设置多层绝缘结构160时，外部光提取效率提高了0.3％或更大。可以考虑沉积具有高反射率的金属层而不是多层绝缘结构，以便仅增加反射率，但是如果沉积金属层，则金属层下面的第一导电图案155n的金属元素会迁移到金属层，从而造成与示例实施例相比，半导体发光器件的可靠性会降低的问题。[0057] 下面的表1是比较在多层绝缘结构的折射率被不同地改变时本发明构思的实施例的反射率与没有多层绝缘结构的对比示例的反射率的图表。在实施例1和实施例2中，第一层161由SiO2形成，第二层162由TiO2形成，使得第二层162的折射率高于第一层161的折射率。可以认识到，实施例1和实施例2的各个平均反射率远高于对比示例1、对比示例2和对比示例3的各个平均反射率，在对比示例1中没有设置绝缘层，在对比示例2中第一层的折射率高于第二层的折射率，在对比示例3中仅设置第一层。[0058] 【表1】[0059][0060] 图5是图3和图4的示例实施例的修改示例，其不同之处在于，多层绝缘结构160'的部分160a'形成在第一电极垫165n上，并且钝化层150在其边缘区域处以预定间隔W1被暴露。将省略对与上述实施例的附图标记相同的附图标记指示的组件的描述。此外，尽管作为参考已经描述了第一电极垫165n，但是其描述也可以类似地应用于第二电极垫165p。[0061] 激光束照射到划线(用于将半导体发光器件10切割成单独的元件的参考线)上，而例如当具有高反射率的多层绝缘结构160'设置在划线上时，由于激光束被反射会难以将半导体发光器件10分离成单独的元件。因此，在本发明构思的示例实施例中，可以在划线中形成以预定间隔W1去除了多层绝缘结构160'的区域，使得可以防止在将半导体发光器件10分离成单独的元件的工艺中照射的激光束被反射。[0062] 另外，多层绝缘结构160'的部分160a'可以设置在第一电极垫165n上以与第一电极垫165n叠置，使得第一导电图案155n不暴露在多层绝缘结构160'和第一电极垫165n之间。[0063] 图6示出了示例实施例的另一修改示例，不同之处在于，多层绝缘结构160″的边缘设置为在对应于预定间隔W2的区域中与基底105接触，并且基底105具有完全去除了发光结构110的部分W3。在这种情况下，可以从根本上防止光通过绝缘层130的侧面和钝化层150的侧面进入。[0064] 图6的不同之处在于，多层绝缘结构160″形成为不与第一电极垫165n接触，并且基底105在其边缘区域以预定间隔W2被绝缘层130和钝化层150暴露。将省略对与上述实施例的附图标记相同的附图标记指示的组件的描述。另外，尽管作为参考已经描述了第一电极垫165n，但是其描述可以类似地应用于第二电极垫165p。[0065] 接下来，将参照图7至图20描述根据示例实施例的制造半导体发光器件10的方法的示例。图7、图9、图11、图13、图15、图17和图19是示出根据示例实施例的制造半导体发光器件10的方法的示意性平面图，图8、图10、图12、图14、图16、图18和图20分别是沿图7、图9、图11、图13、图15、图17和图19中的线I‑I'截取的区域的示意性剖视图。[0066] 参照图7和图8，可以在基底105上形成发光结构110。基底105可以由诸如蓝宝石、Si、SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2、GaN等的材料形成。基底105可以具有前表面105s1和与前表面105s1背对的后表面105s2。[0067] 在示例中，可以在基底105的前表面105s1上形成凹凸结构。根据示例实施例，可以省略在基底105的前表面105s1上形成凹凸结构的步骤。[0068] 发光结构110可以形成在基底105的前表面105s1上。发光结构110可以由多个层形成，所述多个层使用诸如金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延(HVPE)、分子束外延(MBE)等工艺形成。例如，发光结构110可以包括在基底105的前表面105s1上顺序地形成的第一导电类型半导体层115、活性层120和第二导电类型半导体层125。第一导电类型半导体层115和第二导电类型半导体层125可以具有不同的导电类型。例如，第一导电类型半导体层115可以具有n型导电性，并且第二导电类型半导体层125可以具有p型导电性。[0069] 可以在发光结构110上形成透明电极层140。[0070] 参照图9和图10，可以使用光刻工艺蚀刻透明电极层140、第二导电类型半导体层125、活性层120和第一导电类型半导体层115的部分。因此，发光结构110可以包括通过去除第二导电类型半导体层125、活性层120和第一导电类型半导体层115的部分而形成的凹进区域E以及在凹进区域E周围的台面区域M。台面区域M可以被限定为第二导电类型半导体层125、活性层120和第一导电类型半导体层115没有被蚀刻的区域。与凹进区域E相比，台面区域M可以具有相对突出的形状。凹进区域E也可以称为蚀刻区域。[0071] 参照图11和图12，可以在透明电极层140上形成具有多个通孔PD的绝缘层130。[0072] 绝缘层130的多个通孔PD可以设置在暴露透明电极层140的部分的位置中。多个通孔PD可以位于台面区域M中。[0073] 参照图13和图14，可以在绝缘层130上形成反射电极层144。反射电极层144可以形成在台面区域M上，并且可以形成在绝缘层130的一部分上。[0074] 参照图15和图16，可以在反射电极层144上形成钝化层150。钝化层150可以设置为覆盖反射电极层144。[0075] 可以将第一开口OPa形成为贯穿绝缘层130和钝化层150以暴露凹进区域E的第一导电类型半导体层115的一部分，可以将第二开口OPb形成为贯穿钝化层150以暴露台面区域M的反射电极层144的一部分。[0076] 第一导电类型半导体层115的被第一开口OPa暴露的表面可以被称为第一接触区域CT1，反射电极层144的被第二开口OPb暴露的表面可以被称为第三接触区域CT3。[0077] 参照图17和图18，可以在具有钝化层150的基底105上形成第一导电图案155n和第二导电图案155p。[0078] 形成第一导电图案155n和第二导电图案155p的步骤可以包括在具有钝化层150的基底105上形成导电材料层并使用光刻工艺蚀刻导电材料层的一部分。第一导电图案155n和第二导电图案155p可以通过同一工艺形成，并因此可以由相同的材料形成。第一导电图案155n和第二导电图案155p可以形成为具有基本相同的厚度。[0079] 第一导电图案155n可以电连接到第一导电类型半导体层115的第一接触区域CT1。第二导电图案155p可以电连接到反射电极层144的第三接触区域CT3。[0080] 参照图19和图20，可以在包括第一导电图案155n和第二导电图案155p的基底105上形成具有第三开口160a和第四开口160b的多层绝缘结构160。[0081] 多层绝缘结构160的第三开口160a可以暴露第一导电图案155n的一部分，多层绝缘结构160的第四开口160b可以暴露第二导电图案155p的一部分。[0082] 第一导电图案155n的被多层绝缘结构160的第三开口160a暴露的部分可以被称为第四接触区域CT4，第二导电图案155p的被多层绝缘结构160的第四开口160b暴露的部分可以被称为第五接触区域CT5。[0083] 尽管示例实施例通过示例的方式示出了在形成多层绝缘结构160之后，在后续工艺中形成第一电极垫165n和第二电极垫165p，但是根据示例实施例，也可以在形成第一电极垫165n和第二电极垫165p之后形成多层绝缘结构160。[0084] 再次参照图1和图2，可以在包括多层绝缘结构160的基底105上形成第一电极垫165n和第二电极垫165p。第一电极垫165n可以形成在第一导电图案155n的第四接触区域CT4上，第二电极垫165p可以形成在第二导电图案155p的第五接触区域CT5上。第一电极垫165n和第二电极垫165p可以是凸块下金属(UBM)。在示例中，可以对第一电极垫165n和第二电极垫165p的数量和布置进行各种修改。[0085] 可以在包括第一电极垫165n和第二电极垫165p的基底105上形成第一焊料凸块170n和第二焊料凸块170p。第一焊料凸块170n可以形成在第一电极垫165n上，第二焊料凸块170p可以形成在第二电极垫165p上。[0086] 如上所述的半导体发光器件10可以被商业化为封装件。在下文中，将参照图21和图22描述将如上所述的半导体发光器件10应用于封装件的示例。图21是示意性地示出将根据示例实施例的半导体发光器件应用于半导体发光器件封装件的示例的剖视图。[0087] 参照图21，半导体发光器件封装件1000可以包括作为光源的半导体发光器件1001、封装件主体1002、一对引线框架1010和封装部分1005。在这种情况下，半导体发光器件1001可以是在上面已经描述过的图1的半导体发光器件10，因此，将省略其详细的描述。[0088] 半导体发光器件1001可以安装在一对引线框架1010上。该对引线框架1010可以包括第一引线框架1012和第二引线框架1014。半导体发光器件1001可以分别通过第一焊料凸块170n和第二焊料凸块170p(见图2)连接到第一引线框架1012和第二引线框架1014。[0089] 封装件主体1002可以包括其中设置有半导体发光器件1001的沟槽1003，并且第一多层绝缘结构1004可以设置在沟槽1003的内壁上，以改善反射效率和光提取效率。第一多层绝缘结构1004可以在与沟槽1003的底表面对应的区域中具有暴露第一引线框架1012和第二引线框架1014的区域，使得半导体发光器件1001可以在沟槽1003中通过倒装芯片键合电连接，例如，电连接到第一引线框架1012和第二引线框架1014。除了要结合有第一焊料凸块170n和第二焊料凸块170p的区域之外，第一多层绝缘结构1004也可以形成在安装有半导体发光器件1001的区域中。因此，也可以反射在半导体发光器件1001的下部上入射的光。[0090] 参照图22，第一多层绝缘结构1004可以具有与设置在半导体发光器件1001中的第二多层绝缘结构160的堆叠结构基本相同的堆叠结构。第二多层绝缘结构160可以具有与上面参照图4描述的多层绝缘结构160的堆叠结构基本相同的堆叠结构。因此，就第一多层绝缘结构1004的情况而言，与图4中所示的多层绝缘结构160的堆叠结构类似，具有第一折射率n1的第一层可以设置为与沟槽1003接触，具有比第一折射率n1高的第二折射率n2的第二层可以设置在第一层上。第一层和第二层可以交替地堆叠。当由半导体发光器件1001的活性层发射的光的波长被称为λ时，第一层可以具有λ/4n1的厚度，第二层可以具有λ/4n2的厚度。第一多层绝缘结构1004的与封装部分1005接触的最上层可以具有λ/2n2的厚度，该厚度大于作为非最上层的第一层和第二层的厚度。[0091] 这样，由于第一多层绝缘结构1004和第二多层绝缘结构160具有基本相同的堆叠结构和/或基本相同的厚度，所以通过将由半导体发光器件1001发射的光中的已经由于全内反射被反射回半导体发光器件1001的光L2再次反射，可以提供朝向封装件主体1002的上部的光路L3，从而将第一多层绝缘结构1004和第二多层绝缘结构160用作光导。[0092] 在沟槽1003中，可以形成由透光材料形成的封装部分1005以封装半导体发光器件1001，该透光材料的折射率可以高于第一折射率n1且低于第二折射率n2。封装部分1005可以包括波长转换材料。详细地，封装部分1005可以通过在诸如环氧树脂、硅树脂等的透光树脂中包括被由半导体发光器件1001发射的光激发以发射不同波长的光的至少一种或更多种类型的磷光体而形成。因此，可以发射蓝光、绿光、红光、白光、紫外光等。[0093] 如上所述，利用根据示例实施例的半导体发光器件和半导体发光器件封装件，可以改善半导体发光器件的表面反射率，以防止已经从半导体发光器件封装件的表面反射的光再次入射到半导体发光器件上，并且可以改善光提取效率。[0094] 虽然已经在上面示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员来说将明显的是，在不脱离如所附权利要求所限定的本发明构思的范围的情况下，可以作出修改和变化。

专利地区：韩国

专利申请日期：2019-02-01

专利公开日期：2024-09-03

专利公告号：CN110473891B