一種光輸出增強(qiáng)的發(fā)光器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種光輸出增強(qiáng)的發(fā)光器件及其制造方法，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)是用于將電能轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體發(fā)光器件。
[0003]通常導(dǎo)電襯底的發(fā)光二極管器件，因其襯底導(dǎo)電，一般制成垂直電極結(jié)構(gòu)，其正負(fù)電極設(shè)置在器件的上下表面，但由于電極擋光，出光面電極面積不能太大，通過電極注入的電流橫向擴(kuò)展不充分，產(chǎn)生橫向電阻，注入的電流不可能均勻垂直流動，因而有源區(qū)平面各部分發(fā)光不均勻，光電性能差。且由于出光面電極的遮擋，有源區(qū)發(fā)射出的光會有部分損失，而無法射出器件體外，降低了器件的光效。進(jìn)一步，現(xiàn)有上下電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管也使其在某些應(yīng)用領(lǐng)域(如平面顯示等)組裝不便，造成器件性價比低。
[0004]具有絕緣襯底的發(fā)光二極管器件，如藍(lán)寶石襯底GaN基的發(fā)光二極管器件，其器件正負(fù)電極在同一側(cè)，具有橫向雙電極結(jié)構(gòu)，注入的電流在器件內(nèi)部橫向流動，橫向電阻大，且注入的電流從正電極流經(jīng)有源區(qū)到達(dá)負(fù)電極的距離不相等，造成器件有源區(qū)中的電流密度不均勻，器件發(fā)熱不均勻，因而有源區(qū)各點發(fā)光不均勻，波長不一致，發(fā)光品質(zhì)差，大電流大功率下易在光電流密度大的區(qū)域發(fā)生光電損毀，降低器件可靠性。
[0005]進(jìn)一步地，通常結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，一般沒有內(nèi)反光層，有源區(qū)發(fā)出的光射到側(cè)壁，特別是表面時，往往會有損失，相當(dāng)一部分光在器件內(nèi)部和內(nèi)表面被損耗或被材料吸收，造成器件發(fā)熱嚴(yán)重，出光效率低。
[0006]進(jìn)一步地，通常橫向雙電極結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，由于需要刻蝕出臺面結(jié)構(gòu)以制備電極，都會損失一部分有源區(qū)，減少了發(fā)光面積，降低了光電品質(zhì)和性價比。并且，在器件損失的部分，往往會形成一些缺陷，進(jìn)而降低器件的發(fā)光效率。
[0007]進(jìn)一步地，發(fā)光二極管器件在工作時，會有一個最佳的工作電流密度，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了保持發(fā)光器件在最佳電流密度下工作并得到大光強(qiáng)輸出，通常做法是增加芯片面積，此外，從電路上來說，可將多個管芯或芯片并聯(lián)或串聯(lián)，以上做法可保證芯片的電流密度最佳，且輸出光強(qiáng)增大。然而，無論是將單個芯片面積增大或?qū)⒍鄠€管芯或芯片串并聯(lián)，為了保證最佳電流密度下光強(qiáng)的成倍增加，都需成倍的增加芯片面積或管芯數(shù)目，這就降低了器件的產(chǎn)量和產(chǎn)能，因而，增大器件輸出光能而又不減少器件產(chǎn)能是當(dāng)前技術(shù)無法解決的矛盾。
[0008]針對上述問題，我們提出了一種在最佳電流密度下工作、輸出光能增加同時又不減少產(chǎn)量甚至增加產(chǎn)量和產(chǎn)值的新型高品質(zhì)多有源區(qū)發(fā)光、電流垂直流動、不損失芯片面積電極在同一側(cè)的發(fā)光二極管器件的結(jié)構(gòu)與制造工藝技術(shù)。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的一目的是提供一種多有源區(qū)發(fā)光、電流垂直流動、不損失芯片面積且同側(cè)雙電極的發(fā)光器件。
[0010]本實用新型的另一目的是提供一種在外延片上并聯(lián)的發(fā)光器件。
[0011]本實用新型又一目的是提供一種包含第一等電位層、第二準(zhǔn)等電位層、第三等電位層的發(fā)光器件。
[0012]本實用新型的又一目的是提供一種同側(cè)電極便于壓焊封裝的發(fā)光器件。
[0013]本實用新型的又一目的是提供一種包含第一等電位層、第二準(zhǔn)等電位層、第三等電位層、電流近似垂直流動的發(fā)光器件的制備方法。
[0014]本實用新型的又一目的是提供一種同側(cè)雙電極，同時上表面出光，側(cè)面和下表面全內(nèi)反光的發(fā)光器件及其制造方法。
[0015]本實用新型又一目的是提供一種同側(cè)雙電極，同時又不損失有源區(qū)的發(fā)光器件及其制造方法。
[0016]為達(dá)上述目的以及其它目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，本實用新型提供一種光輸出增強(qiáng)的發(fā)光器件，包括:透明襯底；第一發(fā)光功能層，其中，所述第一發(fā)光功能層包括第一導(dǎo)電類型的第一半導(dǎo)體層、第一有源層和第二導(dǎo)電類型的第二半導(dǎo)體層，所述第一源層被設(shè)置在所述第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層之間；第二發(fā)光功能層，其中，所述第二發(fā)光功能層包括第二導(dǎo)電類型的第三半導(dǎo)體層、第二有源層和第一導(dǎo)電類型的第四半導(dǎo)體層，所述第二源層被設(shè)置在所述第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層之間；所述第一發(fā)光功能層和第二發(fā)光功能層互相疊置；第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極被設(shè)置在該發(fā)光器件的同一側(cè)面上。
[0017]該發(fā)光器件還包括第一等電位層，第一等電位層設(shè)置在所述透明襯底與所述第一發(fā)光功能層之間，所述第一等電位層由具有第一導(dǎo)電類型的第一重?fù)浇佑|層和第一透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成；和/或第二準(zhǔn)等電位層，所述第二準(zhǔn)等電位層設(shè)置在所述第一發(fā)光功能層和所述第二發(fā)光功能層之間，所述第二準(zhǔn)等電位層由具有第二導(dǎo)電類型的厚第二重?fù)浇佑|層構(gòu)成；和/或第三等電位層，所述第三等電位層設(shè)置在第二發(fā)光功能層下表面，所述第三等電位層由具有第一導(dǎo)電類型的第三重?fù)浇佑|層和第二透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成。
[0018]所述第一導(dǎo)電類型為η型，所述第二導(dǎo)電類型為P型；或者，所述第一導(dǎo)電類型為P型，所述第二導(dǎo)電類型為η型。
[0019]所述第一等電位層、第二準(zhǔn)等電位層和第三等電位層三者平行對置。
[0020]在所述透明襯底與第一重?fù)浇佑|層之間進(jìn)一步設(shè)置有透明介質(zhì)鍵合層。
[0021]所述透明襯底，可以是藍(lán)寶石、GaP,SiC, ZnO, InP, AlGaN, ZnO, Α1Ν、GaN, AlGaInP及其復(fù)合物和玻璃等透明材料。
[0022]所述透明介質(zhì)鍵合層，可以透明絕緣材料或透明導(dǎo)電材料。
[0023]所述透明絕緣材料是SOG、環(huán)氧樹脂、BCB膠、聚酰亞胺。
[0024]所述透明導(dǎo)電材料是ΙΤΟ、透明導(dǎo)電膠、導(dǎo)電玻璃。
[0025]所述第一透明導(dǎo)電薄膜和第二透明導(dǎo)電薄膜材料是由從納米銀絲網(wǎng)線、石墨烯、氧化銦錫(ITO)，高摻雜氧化鋅(ZnO)、碳化硅(SiC)、氧化鋅銦(Z1)、氧化鎵銦(Ga1)、氧化鋅錫(ZTO)、摻鋁氧化鋅(AZO)、摻鎵氧化鋅(GZO)、氧化鎂(MgO)、In4Sn3O12、以及氧化鋅鎂(ZrvxMgxC^OSxS I)、NiAu構(gòu)成的組中選出的至少一種。
[0026]所述第一透明導(dǎo)電薄膜和第二透明導(dǎo)電薄膜可以是同一種材料，或者也可以是不同種材料。
[0027]所述發(fā)光器件的側(cè)面具有傾斜表面。
[0028]所述傾斜表面從與透明襯底垂直的面為基準(zhǔn)面以10°?80°的角度傾斜。
[0029]所述發(fā)光器件還包括透明絕緣層，所述透明絕緣層被布置在所述側(cè)面和所述第三等電位層的下表面的一部分上。
[0030]所述透明絕緣層可以是低折射率的透明絕緣材料。
[0031]進(jìn)一步地，當(dāng)有源區(qū)發(fā)出的光波長為λ時，所述透明絕緣層的厚度應(yīng)被設(shè)置為λ/4的整數(shù)倍。
[0032]所述有源層包括ρη結(jié)結(jié)構(gòu)、單異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、雙異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)、多量子阱結(jié)構(gòu)、量子線結(jié)構(gòu)或量子點結(jié)構(gòu)。
[0033]所述透明絕緣層可以由金屬氧化物或者樹脂材料形成。
[0034]所述