发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种发光装置，其包含第一发光半导体叠层、位于第一发光半导体叠层之上的第一中间层与位于第一中间层之上的第二发光半导体叠层。第一中间层包含第一导电性半导体层、第二导电性半导体层以及中间区。中间区包含一不连续结构，位于该第一导电性半导体层与该第二导电性半导体层之间。

【技术实现步骤摘要】
发光装置
本专利技术涉及一种发光装置，尤其是涉及一种由中间层连接多个发光半导体叠层的发光装置。
技术介绍
用于固态照明装置的发光二极管(light-emitting diode ;LED)具有耗能低、低发热、操作寿命长、防震、体积小、反应速度快以及输出的光波长稳定等良好光电特性，因此发光二极管被广泛地应用于各种照明用途上。虽然发光二极管有上述的优点，但是受限于亮度相较传统白炽灯具为低的缺点，在需要足够亮度的照明时往往需要提供较大的电流或者选用较多的发光二极管来满足需要的发光亮度。若使用较大的电流无法发挥发光二极管低耗能的优点，而增加数量弥补亮度不足的方式不仅占据过多面积，也消耗更多的能量。在此情况下，若要使发光二极管于日常生活的使用上更为普及，需要许多提升发光二极管亮度的研究，改变材料或者是发光二极管内的外延结构等方式。前述的发光二极管可以与其他元件组合连接以形成一发光装置，在发光装置内的元件包含了具有电路的次载体、结合发光二极管于次载体上并使发光二极管的基板与次载体上的电路电连接的焊料，以及电连接发光二极管的电极与次载体电路的电连接结构。其中，上述的次载体可以是导线架或大尺寸镶嵌基底，以方便发光装置的电路规划并提高其发光二极管的散热效果。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种发光装置，其包含一第一发光半导体叠层、一第一中间层位于第一发光半导体叠层之上，以及一第二发光半导体叠层位于第一中间层之上。第一中间层包含第一导电性半导体层与第二导电性半导体层以及第一中间区，其中第一中间区包含有不连续结构位于第一导电性半导体层与第二导电性半导体层之间。【附图说明】图1揭示本专利技术的发光二极管叠层的第一实施例；图2揭示本专利技术中中间区的示意图；图3揭示本专利技术中中间层对发光装置的操作电压与操作电流的影响示意图；图4揭示本专利技术所的发光二极管叠层的第二实施例；图5揭示本专利技术所的发光二极管叠层的第一实施例中发光半导体叠层的示意图；图6A?图6D揭示本专利技术所的发光二极管叠层的第三实施例的制作流程示意图。主要元件符号说明100、200、300、400:发光装置2:第一发光半导体叠层4:第二发光半导体叠层6:第三发光半导体叠层8:基板12:中间层14:第一导电性半导体层16:中间区18:第二导电性半导体层22:第一中间层24:第一导电性半导体层26:第一中间区28:第二导电性半导体层32:第二中间层34:第三导电性半导体层36:第二中间区38:第四导电性半导体层202:第五导电性半导体层204:发光层206:第六导电性半导体层402:第七导电性半导体层404:发光层406:第八导电性半导体层【具体实施方式】图1是根据本专利技术第一实施例的发光装置100的剖视图，发光装置100包含有第一发光半导体叠层2、中间层12与第二发光半导体叠层4，其中第一发光半导体叠层2与第二发光半导体叠层4所发出的波长彼此可大致相同或彼此相异。中间层12还包含有第一导电性半导体层14、中间区16与第二导电性半导体层18，中间区16位于第一导电性半导体层14与第二导电性半导体层18之间。在本实施例中，中间层12内的第一导电性半导体层14与第二导电性半导体层18其电性与材料不相同。第一导电性半导体层14与第二导电性半导体层18的组成材料包含II1-V族元素，例如第一导电性半导体层14是AlGaAs，而第二导电性半导体层18则是InGaP或GaAs。如图1所示，从剖视图可以看出中间区16由多个不连续并且不规则散布在第二导电性半导体层18之上的结构组成。图2显示中间区16并未完全覆盖第二导电性半导体层18，而是仅覆盖部分第二导电性半导体层18，因此第一导电性半导体层14与第二导电性半导体层18会通过未被中间区16覆盖的部分相连。由于第一导电性半导体层14与第二导电性半导体层18的电性相异，因此两个半导体层相连的区域会出现电子与空穴结合的情况，形成空间电荷区(space charge region),所形成的电场使得流经中间层12的电子受电场影响而加速通过，等于增加了单位时间通过的电流量。在本实施例中，中间区16中不连续且不规则散布的结构例如为量子点结构，亦即在中间区16的范围内三维方向上两个量子点结构之间为不连续，并且量子点结构可以通过有机金属气相法(MOCVD)、分子束外延法(MBE)、液相外延法(LPE)以及气相外延法(VPE)等方法形成在第二导电性半导体层18之上。量子点结构内的电子在三个维度方向上的运动受到所处结构尺寸的局限，因此有明显的量子局限效应(quantum confinementeffect)。依照电子的自由移动程度来分类，当电子所在的物体结构尺寸逐渐缩减时，电子的移动会进一步被限制在结构内，当三个维度都不能自由移动时，这个物体结构就被称作是量子点(quantum dot)结构。如果从尺寸上粗略的来分类，当物体结构在三个维度的尺寸都在IOOnm之下，便可以将这个物体结构视为实质上的量子点结构，因此中间区16所包含的量子点结构在三维上的尺寸便至少在IOOnm以下。而更深入的分类则是要考虑材料内的电子具有的费米波长(Fermi wavelength, λ F),当物体结构在三个维度上的尺寸都在一个费米波长以下时这个物体便被称作是量子点结构。但是费米波长会随着材料的不同而改变，例如GaAs的费米波长是40nm以及Al的费米波长是0.36nm。在这个条件下，以本专利技术的实施例中用硅作为量子点结构的材料为例，由于硅的费米波长是4.9nm，中间区16所包含的量子点结构在三维上的尺寸便不大于4.9nm。在本专利技术的实施例中，是通过中间层12连接第一发光半导体叠层2与第二发光半导体叠层4，而由于中间层12包含了具有量子点结构的中间区16，使得电流在经过第一导电性半导体层14与第二导电性半导体层18时不仅受到空间电荷区的电场影响，更受到量子点结构的影响而增加了电子经过中间层12发生穿隧效应的机会，让更多电子通过量子点结构的穿隧效应从一发光半导体叠层流向另一发光半导体叠层，亦即增加单位时间内通过中间层12的电子密度，等同于增加穿过中间层12的电流量，因此能改善发光装置100的发光效率。图3是公开本专利技术实施例中，中间层12对发光装置100的操作电流与操作电压的影响。曲线L2为发光装置100不具有中间层12时的操作电流与操作电压关系曲线；曲线LI为发光装置100具有中间层12时的操作电流与操作电压关系曲线。当发光装置100操作在电流Il下，具有中间层12的曲线LI的斜率SI较曲线L2的斜率S2大，表示曲线LI只要通入较低的操作电压时便可以获得较大的电流，并且当操作电流或操作电压越大时，曲线LI与L2相对应的操作电压或操作电流差异也越大，表示发光装置100通过在三维方向上尺寸都受限的量子点结构的中间层12，可以使得发光装置100具有较大的穿隧电流并减少了串联电阻。在本专利技术第一实施例的发光装置100中，以第二发光半导体叠层4相对于中间层12的一侧作为出光面,为了提升发光效率，还可以在第一发光半导体叠层2相对于中间层12的一侧形成反射层(未绘示于图中)，反射层可以为金属反射层或分布式布拉格反射层(DBR, distributed Bragg ref lecto本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光装置，包含：第一发光半导体叠层；第一中间层，位于该第一发光半导体叠层之上，该第一中间层包含第一导电性半导体层与第二导电性半导体层，其中该第一中间层具有第一中间区，该第一中间区包含一不连续结构，位于该第一导电性半导体层与该第二导电性半导体层之间；以及第二发光半导体叠层，位于该第一中间层之上。

【技术特征摘要】
1.一种发光装置，包含: 第一发光半导体叠层； 第一中间层，位于该第一发光半导体叠层之上，该第一中间层包含第一导电性半导体层与第二导电性半导体层，其中该第一中间层具有第一中间区，该第一中间区包含一不连续结构，位于该第一导电性半导体层与该第二导电性半导体层之间；以及 第二发光半导体叠层，位于该第一中间层之上。2.如权利要求1所述的发光装置，其中该第一导电性半导体层与该第二导电性半导体层的材料包含II1-V族元素。3.如权利要求2所述的发光装置，其中该第一导电性半导体层的材料包含AlGaAs，以及该第二导电性半导体层的材料包含InGaP或GaAs。4.如权利要求1所述的发光装置，其中该第一中间区包含由硅组成的量子点层。5.如权利要求1所述的发光装置，还包含第一电极层，电连接该第一发光半导体叠层...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴健铭，骆武聪，李世昌，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71