[发明专利]半导体发光器件及封装

说明书

技术领域

本申请涉及一种半导体发光器件以及包含该半导体发光器件的封装。

背景技术

总的来说，氮化物半导体材料已经被广泛使用在绿色或蓝色发光二极管（LED）或激光二极管中，LED或激光二极管被提供为全彩显示器、图像扫描仪、各种信号系统或光通信装置中的光源。氮化物半导体发光器件可以被提供为具有有源层的发光器件，该有源层通过电子和空穴的复合来发射包括蓝色和绿色的各种颜色的光。

因为自从氮化物半导体发光器件被首次开发以来在氮化物半导体发光器件领域已经取得了显著进步，所以其应用已经被极大地扩展，而且已经积极地开展将半导体发光器件用作一般照明装置和电子装置的光源的研究。具体地，现有技术的氮化物发光器件已经主要用作低电流/低输出移动产品的部件，而且近来，氮化物发光器件的应用已经扩展到高电流/高输出装置的领域。因而，已经积极开展提高半导体发光器件的发光效率和质量的研究。

在半导体发光器件的发光效率方面，由于因空气和半导体层的折射率之间的差异而引起的全内反射，从有源层产生的光被捕获且在半导体内部损耗，使光提取效率退化。例如，GaN具有约2.5的折射率，由于GaN的折射率和空气的折射率（大约1）之间的差异，以23°入射的光的仅大约4%能逃逸到外面。因而，为了最小化这样的光损失，正在进行通过在GaN表面上形成凹陷和突起来提高光提取效率的研究。

因而，存在对进一步改善的需求，例如在增强半导体发光器件中的光提取效率、光功率（optical power）以及发光强度均匀性方面。

发明内容

本申请的一方面提供具有提高的光提取效率的半导体发光器件。

本申请的另一方面提供具有改善的光功率和发光强度均匀性二者的半导体发光器件。

根据本申请的一方面，提供一种半导体发光器件，该半导体发光器件包括发光结构和设置在发光结构上的光提取层，该发光结构包括第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层，该光提取层包括：具有透光性的光透射薄膜层；包括多个纳米棒的纳米棒层，设置在光透射薄膜层上；以及包括多个纳米线的纳米线层，设置在纳米棒层上。

光透射薄膜层、纳米棒层和纳米线层可以具有以顺序的方式逐渐减小的折射率。

光透射薄膜层、纳米棒层和纳米线层可以分别在其中具有单一的折射率。

光透射薄膜层、纳米棒层和纳米线层可以由相同的材料制成。

光透射薄膜层可以由具有透光性和导电性的材料制成。

光透射薄膜层可以是透明导电氧化物或透明导电氮化物。

光透射薄膜层可以具有小于第二导电类型半导体层的折射率的折射率。

半导体发光器件还可以包括：第一电极，形成为电连接到第一导电类型半导体层；以及第二电极，设置在光透射薄膜层上并且电连接到第二导电类型半导体层。

光透射薄膜层可以设置在第二导电类型半导体层上。

半导体发光器件还可以包括：用于半导体生长的衬底，该衬底具有一表面，在该表面上顺序地形成发光结构的第一导电类型半导体层、有源层和第二导电类型半导体层。

光提取层可以设置在用于半导体生长的衬底的与其上形成发光结构的表面相反的表面上。

半导体发光器件还可以包括：第一电极，设置在第一导电类型半导体层的通过去除第二导电类型半导体层、有源层和第一导电类型半导体层的至少部分而暴露的部分上；以及第二电极，设置在第二导电类型半导体层上。

用于半导体生长的衬底的其上形成光提取层的表面可以被提供作为主要的光提取面。

半导体发光器件还可以包括设置在第二导电类型半导体层上的导电衬底。

光提取层可以设置在第一导电类型半导体层上。

本申请的另一方面包括一种半导体发光器件封装，该半导体发光器件封装包括发光结构、光提取层、第一电极、第二电极、电连接到第一电极的第一端子单元以及电连接到第二电极的第二端子单元。发光结构包括第一导电类型半导体层、有源层以及第二导电类型半导体层。光提取层设置在发光结构上。光提取层包括：具有透光性的光透射薄膜层；包括多个纳米棒的纳米棒层，设置在光透射薄膜层上；以及包括多个纳米线的纳米线层，设置在纳米棒层上。第一电极形成为电连接到第一导电类型半导体层。第二电极形成为电连接到第二导电类型半导体层。