发光装置
阅读说明：本技术 发光装置 (Light emitting device ) 是由 高民求 郭重熙 柳荣浩 梁成锡 李相奭 蔡昇完 于 2019-03-27 设计创作，主要内容包括：发光装置包括：衬底,其在第一方向和第二方向上延伸；第一发光结构至第四发光结构,其在第一方向和第二方向上彼此间隔开并且以矩阵形式布置在衬底上；多个第一互连层结构,其将第一发光结构连接至第二发光结构；第二互连层结构,其将第二发光结构连接至第三发光结构；以及多个第三互连层结构,其将第三发光结构连接至第四发光结构。(The light emitting device includes: a substrate extending in a first direction and a second direction; first to fourth light emitting structures spaced apart from each other in a first direction and a second direction and arranged on a substrate in a matrix form; a plurality of first interconnect layer structures connecting the first light emitting structures to the second light emitting structures; a second interconnect layer structure connecting the second light emitting structure to the third light emitting structure; and a plurality of third interconnect layer structures connecting the third light emitting structure to the fourth light emitting structure.)
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年6月29日在韩国知识产权局提交的韩国 专利申请No.10-2018-0075851的优先权的权益，其公开内容以引用 的方式整体合并于此。
技术领域
本公开涉及发光装置，更具体地，涉及包括串联连接的多个发光 二极管(LED)的发光装置。
背景技术
由于LED具有低功耗和高亮度的优点，LED广泛用作光源。具体 地，近来，半导体发光装置已被用作在照明装置和大型液晶显示器 (LCD)中使用的背光源装置。
为了提高发光装置的能量效率，可以采用将多个LED芯片彼此 串联连接的方法。在这种情况下，当每一个都包括一个LED的各个芯 片串联连接时，分别需要额外的工艺，例如衬底分离工艺、封装工艺、 安装工艺和布线工艺。因此，出现了工艺所需时间增加和制造成本增 加的问题。提出了一种发光装置，其包括制造成以晶圆级串联连接的 多个LED。
发明内容
本公开描述了一种发光装置，其可以表现出改善的可靠性或其 他改善的特性，并且还可以改善现有发光装置的某些缺点。
根据本发明的一方面，提供了一种发光装置，包括衬底，其在 第一方向和第二方向上延伸；第一发光结构至第四发光结构，其在第 一方向和第二方向上彼此间隔开，并且在所述衬底上以矩阵形式布置； 多个第一互连层结构，其将所述第一发光结构连接至所述第二发光结 构；第二互连层结构，其将所述第二发光结构连接至所述第三发光结 构；以及多个第三互连层结构，其将所述第三发光结构连接至所述第 四发光结构。
根据本发明构思的一方面，其可以包括上述各个方面，提供了 一种发光装置，包括：第一发光结构和第二发光结构，它们中的每一 个包括第一导电氮化物半导体层、布置在所述第一导电氮化物半导体 层上方的有源层以及布置在所述有源层上方的第二导电氮化物半导 体层，所述第一发光结构和所述第二发光结构彼此水平地间隔开；以 及互连层，其将所述第一发光结构的第一导电氮化物半导体层连接至 所述第二发光结构的第二导电氮化物半导体层，其中，所述第二互连 层是包括两个部分的导电层，所述两个部分连接至所述第一发光结构 的第一导电氮化物半导体层和所述第二发光结构的第二导电氮化物半导体层中的每一个的至少两个相应部分。
根据本发明的另一方面，提供了一种发光装置，包括衬底，其 在第一方向和第二方向上延伸；第一发光结构至第四发光结构，其在 第一方向和第二方向上彼此间隔开，并且在所述衬底上以矩阵形式布 置；多个第一电极，其连接至所述第一发光结构；以及多个第二电极， 其连接至所述第二发光结构；其中，所述第一发光结构至所述第四发 光结构中的每一个包括第一导电氮化物半导体层、布置在所述第一导 电氮化物半导体层上方的有源层以及布置在所述有源层上方的第二 导电氮化物半导体层，并且所述多个第一电极和所述多个第二电极中 的每一个的水平宽度小于所述第一发光结构至所述第四发光结构中的任意一个的第二导电氮化物半导体层的水平宽度。
附图说明
通过以下参考附图的详细说明，将更加清晰地理解本发明构思 的实施例，在附图中：
图1是根据示例实施例的发光装置的电路图；
图2A是根据示例实施例的发光装置的布局图；
图2B是沿图2A的线2I-2I'截取的示例性截面图；
图2C是沿图2A的线2II-2II'截取的示例性截面图；
图2D是沿图2A的线2III-2III'截取的示例性截面图；
图2E是沿图2A的线2IV-2IV'截取的示例性截面图；
图3A至图3C、图4A至图4C、图5A至图5C、图6A至图6C、图 7A至图7C以及图8是根据示例实施例的用于描述发光装置的制造方 法的截面图和布局图；
图9是根据示例实施例的发光装置的电路图；
图10是根据示例实施例的发光装置的布局图；以及
图11A至图11E是用于描述根据一个或多个实施例的发光装置 的效果的部分截面图。
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明构思的实施例。相同的附 图标记用于附图中相同构造的元件，并且将省略对其的重复描述。
图1是根据示例性实施例的发光装置10的电路图.
参照图1，发光装置10可以包括第一发光结构至第四发光结构 LED1、LED2、LED3和LED4。第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、 LED3和LED4可以是例如一组发光二极管(LED)。第一发光结构至 第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4可以在第一外部端子EXT1和第二外部端子EXT2之间串联连接。第一发光结构LED1的P结可 以连接至第一外部端子EXT1。第四发光结构LED4的N结可以连接 至第二外部端子EXT2。每个外部端子可以是连接到发光装置10外部 的装置或部件的导电端子。第一发光结构LED1的N结可以连接至第 二发光结构LED2的P结。第二发光结构LED2的N结可以连接至第三 发光结构LED3的P结。第三发光结构LED3的N结可以连接至第四发 光结构LED4的P结。
当在第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4 中的每一个的两端之间产生的压降为Vd时，则在图1所示的发光装 置10的第一外部端子EXT1和第二外部端子EXT2之间发生的总压降 为4Vd。例如，当在第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4中的每一个的两端之间产生的压降为3V时，则第一外部端子 EXT1和第二外部端子EXT2之间可以产生12V的压降。由于这种串联 连接结构，在交流(AC)到直流(DC)转换过程中可以转换为高DC 电压，因此提高了能量效率。
图2A是根据示例实施例的发光装置10的布局图。图2B是沿图 2A的线2I-2I'截取的截面图。图2C是沿图2A的线2II-2II'截取的 截面图。图2D是沿图2A的线2III-2II I'截取的截面图。图2E是沿 图2A的线2IV-2IV'截取的截面图。
参照图2A至图2E，根据示例性实施例的发光装置10可以包括 衬底101、第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4、 第一绝缘图案140、多个接触电极150、第二绝缘图案160、导电图 案170、第三绝缘图案180以及多个第一电极191和多个第二电极192。将要理解的是，尽管会在本文使用术语第一、第二、第三等来描述各 个元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层 和/或部分不应当被这些术语限定。除非上下文指明不是这样，否则 这些术语仅用于将一个元件、部件、区、层或部分与另一元件、部件、 区、层或部分区分开，例如作为命名约定。因此，在不脱离本发明的 教导的情况下，下面在说明书的一个部分讨论的第一元件、第一部件、 第一区域、第一层或第一部分可以被称作说明书的另一个部分或权利 要求中的第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二部分。另外， 在某些情况下，即使在说明书中没有使用“第一”，“第二”等来描 述术语，在权利要求中它仍然可以被称为“第一”或“第二”，以便 将要求保护的不同的元件彼此区分。
衬底101可以设置为第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、 LED3和LED4的生长衬底，并且可以包括绝缘材料或诸如蓝宝石、Si、 SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2和GaN等的半导体材料。然而， 本公开不限于此，并且衬底101可以是导电的。作为氮化物半导体层 的生长衬底，蓝宝石衬底是具有电绝缘和六角菱形(hexa-rhombo) R3c对称的晶体，其在c轴方向和a轴方向上分别具有和
如图所示，多个凹凸结构102可以形成在衬底101的上表面(即， 布置第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4的表面) 上，并且通过多个凹凸结构102可以提高堆叠在衬底101上方的氮化 物半导体层的结晶度和光提取效率。参照图2B和图2C，多个凹凸结 构102示出为具有圆顶形凸起形状，但不限于此。例如，多个凹凸结 构102可以形成为各种形状，例如四边形、三角形等。可以可选地形 成多个凹凸结构102，并且可以省略多个凹凸结构102。
平行于衬底101的下表面并沿着衬底101的下表面(即，未形 成多个凹凸结构102的表面)延伸的两个方向分别被定义为第一方向 X和第二方向Y，同时基本上垂直于衬底101的下表面的方向定义为 第三方向Z。例如，第一方向X和第二方向Y可以基本上彼此垂直。 第一方向X和第二方向Y是基本上垂直于第三方向Z的方向。在附图 中由箭头指示的方向以及与其相反的方向被描述为同一方向。上述方 向的定义在所有随后的附图中相同。
如果需要，可以在后续工艺中去除衬底101。例如，多个第一导 电氮化物半导体层110、多个有源层120和多个第二导电氮化物半导 体层130可以设置为生长衬底，并且可以通过分离工艺被去除。具体 地，当衬底101是导电的时，衬底101可以被去除以防止第一发光结 构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4之间短路。可以通过诸 如激光剥离或化学剥离的方法来执行衬底101的分离。
根据一个或多个实施例，还可以在衬底101的上表面上设置缓 冲层。缓冲层是形成在衬底101上方的半导体层的晶格缺陷减轻件， 并且可以包括具有氮化物等的未掺杂半导体层。缓冲层可以减轻例如 包括蓝宝石的衬底101和包括堆叠在衬底101的上表面上的GaN的第 一导电氮化物半导体层110之间的晶格常数差异，并且可以增加第一 导电氮化物半导体层的结晶度。缓冲层可以包括未掺杂的GaN、AlN 和InGaN等，并且可以在500℃至600℃的温度下生长至数十至数百
为了便于描述，诸如“之下”、“下方”、“下部”、“之上” 和“上部”等空间相对术语在本文中可以用于描述如附图中示出的 一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，这些空间相 对术语旨在涵盖使用中或操作中的装置的在图中所示的指向之外的 不同指向。例如，若图中的装置被反转过来，被描述为在其他元件或 特征“之下”或“下方”的元件则朝向其他元件或特征“之上”。 因此，术语“下方”可以同时涵盖上方和下方的方位。装置可以另外 地指向(旋转90度或以其他指向)，并且相应地对本文使用的空间 相对描述进行解释。
图2A至图2C中所示的第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、 LED3和LED4可以分别对应于图1的电路图中所示的第一发光结构至 第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4。第一发光结构至第四发光 结构LED1、LED2、LED3和LED4可以以矩阵形式布置在衬底101的上 方。第一发光结构LED1可以在第二方向Y上与第二发光结构LED2 间隔开。第二发光结构LED2可以在第一方向X上与第三发光结构 LED3间隔开。第三发光结构LED3可以在第二方向Y上与第四发光结 构LED4间隔开。第四发光结构LED4可以在第一方向X上与第一发光 结构LED1间隔开。
第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4具有 多个半导体层堆叠的结构，并且多个第一导电氮化物半导体层110、 多个有源层120和多个第二导电氮化物半导体层130可以顺序地堆叠 在衬底101的上方。根据一个或多个实施例，多个第一导电氮化物半 导体层110可以是N型氮化物半导体层，并且多个第二导电氮化物半 导体层130可以是P型氮化物半导体层。根据一个或多个实施例，多 个第一导电氮化物半导体层110可以是P型氮化物半导体层，并且多 个第二导电氮化物半导体层130可以是N型氮化物半导体层。根据一 个或多个实施例，多个第一导电氮化物半导体层110和多个第二导电 氮化物半导体层130可以包括满足组成式AlxInyGa(1-x-y)N(其中 0≤x≤1,0≤y≤1，并且0≤x+y≤1)的材料。例如，多个第一导电 氮化物半导体层110和多个第二导电氮化物半导体层130可以包括诸如GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN等的材料。
多个有源层120可以布置在多个第一导电氮化物半导体层110 和多个第二导电氮化物半导体层130之间。多个有源层120可以通过 电子和空穴的复合发射具有预定能量的光。多个有源层120可以包括 具有这种能带隙的材料：其能带隙小于多个第一导电氮化物半导体层 110和多个第二导电氮化物半导体层130的能带隙。例如，当多个第 一导电氮化物半导体层110和多个第二导电氮化物半导体层130是 GaN化合物半导体时，多个有源层120可以包括其能带隙小于GaN的 能带隙的InGaN化合物半导体。根据一个或多个实施例，多个有源层 120可以包括量子阱层和量子势垒层交替堆叠的多量子阱(MQW)结 构。根据一个或多个实施例，多个有源层120可以包括InGaN/GaN 的交替堆叠结构。但是本发明构思不限于此。多个有源层120可以包 括单量子阱(SQW)结构。
第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4可以 包括蚀刻区域E，其中多个第二导电氮化物半导体层130、多个有源 层120和多个第一导电氮化物半导体层110的一部分可以被蚀刻，并 且也被描述为上升区域或突起区域的多个台面区域M由蚀刻区域E限定。
根据一个或多个实施例，多个第二导电氮化物半导体层130可 以具有非对称结构。根据一个或多个实施例，多个第二导电氮化物半 导体层130的布局形状可以是T形，或更一般地，可以是具有两个部 分的形状，其中第一部分在X方向上较宽而第二部分在X方向上没有 第一部分宽。
根据一个或多个实施例，第一发光结构LED1的第二导电氮化物 半导体层130的一部分(该部分与第二发光结构LED2相邻)在第一 方向X上的宽度可以小于第一发光结构LED1的第二导电氮化物半导 体层130的一部分(该部分远离第二发光结构LED2)在第一方向X 上的宽度。根据一个或多个实施例，包括在第一发光结构LED1中的 第二导电氮化物半导体层130的边缘L1B(该边缘L1B与第二发光结 构LED2相邻并且基本上平行于第一方向)的长度可以小于与边缘L1B 相对的边缘L1A的长度。
根据一个或多个实施例，第二发光结构LED2的第二导电氮化物 半导体层130的一部分(该部分与第一发光结构LED1相邻)在第一 方向X上的宽度可以大于第二发光结构LED2的第二导电氮化物半导 体层130的一部分(该部分远离第一发光结构LED1)在第一方向X 上的宽度。根据一个或多个实施例，第二发光结构LED2中包括的第 二导电氮化物半导体层130的在第一方向X上的边缘L2A(该边缘L2A 与第一发光结构LED1相邻并且基本上平行于第一方向)的长度可以 大于面向边缘L2A的边缘L2B的长度。
根据一个或多个实施例，第三发光结构LED3中包括的第二导电 氮化物半导体层130(该部分与第四发光结构LED4相邻)在第一方 向X上的宽度可以小于第三发光结构LED3中包括的第二导电氮化物 半导体层130的一部分(该部分远离第四发光结构LED4)在第一方 向X上的宽度。根据一个或多个实施例，包括在第三发光结构LED3 中的第二导电氮化物半导体层130的边缘L3B(该边缘L3B与第四发 光结构LED2相邻并且基本上平行于第一方向)的长度可以小于面向 边缘L3B的边缘L3A的长度。
根据一个或多个实施例，第四发光结构LED4的第二导电氮化物 半导体层130(该部分与第三发光结构LED3相邻)在第一方向X上 的宽度可以大于第四发光结构LED4的第二导电氮化物半导体层130 的一部分(该部分远离第三发光结构LED3)在第一方向X上的宽度。 根据一个或多个实施例，第四发光结构LED4中包括的第二导电氮化 物半导体层130的边缘L4A(该边缘L4A与第三发光结构LED3相邻 并且基本上平行于第一方向)的长度可以大于面向边缘L4A的边缘 L4B的长度。
可以在第一发光结构LED1的第二导电氮化物半导体层130的一 部分(该部分与第二发光结构LED2相邻)中设置用于形成稍后描述 的第二接触孔CNT2的空间。此外，可以在第二发光结构LED2的第二 导电氮化物半导体层130的一部分(该部分与第一发光结构LED1相 邻)中设置用于形成稍后描述的第一接触孔CNT1的空间。此外，可 以在第三发光结构LED3的第一导电氮化物半导体层110的一部分(该 部分与第四发光结构LED1相邻)中设置用于形成稍后描述的第二接 触孔CNT2的空间。此外，可以在第四发光结构LED4的第二导电氮化 物半导体层130的一部分(该部分与第三发光结构LED3相邻)中设 置用于形成稍后描述的第一接触孔CNT1的空间。
第一绝缘图案140可以布置在台面区域M的一侧，以便覆盖有 源层120的边缘。第一绝缘图案140可以布置在第一发光结构至第四 发光结构LED1、LED2、LED3和LED4的上方，以便覆盖第一发光结构 至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4的多个台面区域M的每一个的至少一部分。
根据一个或多个实施例，第一绝缘图案140可以包括绝缘材料。 根据一个或多个实施例，第一绝缘图案140可以包括氧化硅或氮化硅。 根据一个或多个实施例，第一绝缘图案140可以包括SiO2、SiN、SiOxNy、 TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN和TiSiN中的至少一种。
第一绝缘图案140可以包括相对于第一绝缘图案140暴露多个 第二导电氮化物半导体层130的上表面的一部分的多个开口。接触电 极150可以布置在多个第二导电氮化物半导体层130的通过第一绝缘 图案140暴露的上表面的上方。多个接触电极150可以接触多个第二 导电氮化物半导体层130的上表面。多个接触电极150可以构造为电 连接至多个第二导电氮化物半导体层130。根据一个或多个实施例， 可以省略多个接触电极150。在该情况下，稍后描述的第一电流扩散 层CD1和第二电流扩散层CD2可以接触多个第二导电氮化物半导体层 130的上表面。如本文所使用的，被描述为“连接”或“电连接”的 部件可以通过其间连接的部件直接连接或直接电连接、或间接连接或 间接电连接。然而，术语“接触”指的是直接连接(例如，触摸)， 在它们之间的接触点没有介入元件。被描述为电连接的部件构造为使 得信号可以从一个部件到达另一个部件。因此，物理地连接至电绝缘 部件的导电部件不与该电绝缘部件电连接。
多个接触电极150可以包括多个反射电极层151。多个反射电极 层151可以覆盖多个第二导电氮化物半导体层130的上表面的一部分。 多个反射电极层151可以包括选自由Cu、Al、Ni、Ag、Au、Pt、Sn、 Pb、Ti、Cr、Pd、In和Zn或者C组成的组中的一种金属或金属合金。特别地，当多个反射电极层151包括诸如铝或银的具有高反射率的材 料时，由于多个反射电极层151反射多个有源层120中产生的光，所 以可以提高反射电极层151的发光效率。根据一个或多个实施例，多 个反射电极层151可以包括其中不同组合物的层重复堆叠的多层结 构。
稍后将描述的导电图案170、多个第一电极191和多个第二电极 192还可以包括选自由Cu、Al、Ni、Ag、Au、Pt、Sn、Pb、Ti、Cr、 Pd、In和Zn或C组成的组中的一种金属或金属合金。
多个接触电极150还可以包括覆盖多个反射电极层151的多个 涂层152。参照图2B，多个涂层152示出为覆盖多个反射电极层151 的顶部和侧部(例如，顶表面和侧表面)，但不限于此。例如，多个 涂层152可以仅覆盖多个反射电极层151的顶表面。此外，多个涂层152可以选择性布置并且可以在一些情况下省略。根据一个或多个实 施例，多个涂层152可以包括绝缘材料。根据一个或多个实施例，多 个涂层152可以包括导电材料或半导体材料。
第二绝缘图案160可以布置在多个第一导电氮化物半导体层 110和暴露于多个接触电极150的多个第二导电氮化物半导体层130 的上方以及第一绝缘图案140的上方。第二绝缘图案160可以覆盖相 邻的多个第一导电氮化物半导体层110之间的侧部(例如，侧壁或侧 表面)。第二绝缘图案160可以接触多个第一导电氮化物半导体层 110的侧表面(例如，侧壁)。第一绝缘图案140可以不布置在多个 第一导电氮化物半导体层110的在多个第一导电氮化物半导体层110 的相邻结构之间的侧表面上。第二绝缘图案160可以包括SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、TiN、AlN、ZrO2、TiAlN和TiSiN中的至 少一种。应当注意，从LED阵列的角度来看，单个衬底101上的多个 第一导电氮化物半导体层110可以统称为导电氮化物半导体层，或者 可以分别称为多个第一导电氮化物半导体层110。
当第一绝缘图案140和第二绝缘图案160具有相同的组成时， 可以形成一个整体的绝缘层(例如，其可以在单个工艺而不是分开的 工艺中形成)。但是，实施例不限于此。当第一绝缘图案140和第二 绝缘图案160具有不同的组成时，可以构造两个不同的层，并且可以 在不同的工艺中形成。
第二绝缘图案160可以包括多个第一接触孔CNT1和多个第二接 触孔CNT2，它们是暴露下层的至少一部分的开口。多个第一接触孔 CNT1可以暴露接触电极150的上表面的一部分。多个第二接触孔CNT2 可以暴露多个第一导电氮化物半导体层110的上表面的一部分。
导电图案170可以布置在第二绝缘图案160上方。导电图案170 可以包括第一电流扩散层CD1、第二电流扩散层CD2、第一互连层至 第三互连层IM1、IM2和IM3。这些层中的每一个在本文中还被描述 为导电图案170的区域或部分，或者被描述为结构(例如，例如电流扩散层结构或互连层结构)。
根据一个或多个实施例，多个第一互连层(例如，部分)IM1 可以构造为将第一发光结构LED1电连接至第二发光结构LED2。根据 一个或多个实施例，多个第一互连层(例如，部分)IM1可以构造为 将第一发光结构LED1的第一导电氮化物半导体层110电连接至第二发光结构LED2的第二导电氮化物半导体层130。根据一个或多个实 施例，多个第一互连层IM1可以与第一发光结构LED1的第一导电氮 化物半导体层110和第二发光结构LED2上方的多个接触电极150接 触。根据一个或多个实施例，多个第一互连层IM1可以在第二接触孔CNT2中与第一发光结构LED1的第一导电氮化物半导体层110接触。 根据一个或多个实施例，多个第一互连层IM1可以在第一接触孔CNT1 中与第二发光结构LED2上方的多个接触电极150接触。根据一个或 多个实施例，多个第一互连层IM1可以设置为多个。根据一个或多个 实施例，多个第一互连层IM1可以设置为两个。根据一个或多个实施 例，多个第一互连层IM1可以在第二方向Y上纵向延伸。本文描述的 在特定方向上纵向延伸的物体的长度大于宽度，使得长度方向是特定 方向。根据一个或多个实施例，多个第一互连层IM1可以彼此间隔布 置，并且第一电流扩散层(例如，部分)CD1可以布置在它们之间。
根据一个或多个实施例，第二互连层IM2可以构造为将第二发 光结构LED2电连接至第三发光结构LED3。根据一个或多个实施例， 第二互连层IM2可以构造为将第二发光结构LED2的第一导电氮化物 半导体层110电连接至第三发光结构LED3的第二导电氮化物半导体 层130。根据一个或多个实施例，第二互连层IM2可以与第二发光结 构LED2的第一导电氮化物半导体层110和第三发光结构LED2上方的 多个接触电极150接触。根据一个或多个实施例，第二互连层IM2 可以在多个第一接触孔CNT1中与第三发光结构LED3上方的接触电极 150接触。根据一个或多个实施例，第二互连层IM2可以在多个第二 接触孔CNT2中与第二发光结构LED2的第一导电氮化物半导体层110 接触。第二互连层IM2可以分别连接至第二发光结构LED2的第一导 电氮化物半导体层110和第三发光结构LED3的第二导电氮化物半导 体层130的至少两个部分。
根据一个或多个实施例，第二互连层IM2可以在第一方向X上 纵向延伸。根据一个或多个实施例，第二互连层IM2在第一方向X 上的长度可以大于第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3 和LED4在第一方向X上的长度，并且可以大于由第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4形成的阵列结构在第一方向X 上的长度。根据一个或多个实施例，第二互连层IM2的每一个在第一 方向X上的长度大于包括在第二发光结构LED2和第三发光结构LED4 中包括的多个第二导电氮化物半导体层130中的每一个在X方形上长度的总和。根据一个或多个实施例，第二互连层IM2的布局形状是W 形状(或根据旋转取向的E形状或M形状)。根据一个或多个实施例， 第二互连层IM2可以围绕第一电流扩散层CD1和第二电流扩散层CD2 中的每一个的一部分。
根据一个或多个实施例，多个第三互连层IM3可以构造为将第 三发光结构LED3电连接至第四发光结构LED4。根据一个或多个实施 例，多个第三互连层IM3可以构造为将第三发光结构LED3的第一导 电氮化物半导体层110电连接至第四发光结构LED4的第二导电氮化 物半导体层130。根据一个或多个实施例，多个第三互连层IM3可以 与第三发光结构LED3的第一导电氮化物半导体层110和第四发光结 构LED4上方的多个接触电极150接触。根据一个或多个实施例，多 个第三互连层IM3可以在第二接触孔CNT2中与第三发光结构LED3 的第一导电氮化物半导体层110接触。根据一个或多个实施例，多个 第三互连层IM3可以在第一接触孔CNT1中与第四发光结构LED4上方 的多个接触电极150接触。根据一个或多个实施例，多个第三互连层 IM3可以设置为多个。根据一个或多个实施例，多个第三互连层IM3 可以设置为两个分离的层结构。根据一个或多个实施例，多个互连层 IM3可以在第二方向Y上纵向延伸。根据一个或多个实施例，多个第 三互连层IM3可以彼此间隔开并且其间设置有第二电流扩散层CD2。
可以从图2A至图2D看出，多个第一互连层结构(例如，第一 互连层IM1)可以是彼此水平(例如，在第一方向X上)分离的导电 结构，它们中的每一个包括形成在衬底上方的第一竖直高度处(例如， 在Z方向上)的至少一部分。此外，多个第三互连层结构(例如，第三互连层IM3)可以是每一个都彼此水平分离并且与多个第一互连层 结构水平分离(例如，在X方向上)的导电结构，它们中的每一个包括 形成在衬底上方的相同的第一竖直高度处(例如，在Z方向上)的至 少一部分。此外，第二互连层结构(例如，第二互连层IM2)可以是与多个第一互连层结构和多个第三互连层结构水平分离的导电结构。 第二互连层结构还可以包括形成在衬底上方的相同的第一竖直高度 处的至少一部分。同样如图所示，导电图案170并且因此的互连层(例 如，IM1、IM2和IM3)共形地形成在互连层下方的一个或多个层上。
根据一个或多个实施例，第一电流扩散层CD1可以布置在第一 发光结构LED1和第二发光结构LED2上方。根据一个或多个实施例， 第一电流扩散层CD1的布局形状可以是T形。根据一个或多个实施例， 第一电流扩散层CD1可以在第二方向Y上纵向延伸。根据一个或多个 实施例，第一电流扩散层CD1在第二方向Y上的长度可以大于第一发 光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4中的每一个在第二 方向Y上的长度。第一电流扩散层CD1在第二方向Y上的长度可以大 于多个第一互连层IM1和多个第三互连层IM3中的每一个在第二方向 Y上的长度。
根据一个或多个实施例，第一电流扩散层CD1可以与多个第一 互连层IM1、第二互连层IM2和多个第三互连层IM3水平间隔开。根 据一个或多个实施例，第一电流扩散层CD1可以与多个第一互连层 IM1、第二互连层IM2和多个第三互连层IM3绝缘。根据一个或多个实施例，第一电流扩散层CD1可以在多个第一接触孔CNT1中与第一 发光结构LED1的第二导电氮化物半导体层130连接。根据一个或多 个实施例，第一电流扩散层CD1可以在多个第一接触孔CNT1中与第 一发光结构LED1上方的多个接触电极150接触。
根据一个或多个实施例，第二电流扩散层CD2可以布置在第三 发光结构LED3和第四发光结构LED4上方。根据一个或多个实施例， 第二电流扩散层CD2的布局形状可以近似为T形。根据一个或多个实 施例，第二电流扩散层CD2可以在第二方向Y上纵向延伸。根据一个 或多个实施例，第二电流扩散层CD2在第二方向Y上的长度可以大于 第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4中的每一个 在第二方向Y上的长度。第二电流扩散层CD2在第二方向Y上的长度 可以大于多个第一互连层IM1和多个第三互连层IM3中的每一个在第 二方向Y上的长度。
根据一个或多个实施例，第二电流扩散层CD2可以与多个第一 互连层IM1、第二互连层IM2和第三互连层IM3水平间隔开。根据一 个或多个实施例，第二电流扩散层CD2可以与多个第一互连层IM1、 第二互连层IM2和第三互连层IM3绝缘。根据一个或多个实施例，第二电流扩散层CD2可以在第二接触孔CNT2中与第四发光结构LED4 的第一导电氮化物半导体层110连接。根据一个或多个实施例，第二 电流扩散层CD2可以在多个第二接触孔CNT2中与第四发光结构LED4 的第一导电氮化物半导体层110接触。
在典型的发光装置包括串联连接的LED的情况下，当在多个LED 之间的连接层中的一个中发生故障，则整个LED不工作。根据一个或 多个实施例，其中设置有多个串联连接第一发光结构至第四发光结构 LED1、LED2、LED3和LED4的电路径，当在一些连接层中发生接触缺 陷或无意开路时，LED仍可正常工作。
第三绝缘图案180可以部分地布置在第一电流扩散层CD1和第 二电流扩散层CD2以及多个第一互连层IM1、第二互连层IM2和第三 互连层IM3的上方。第三绝缘图案180可以覆盖第一电流扩散层CD1 和第二电流扩散层CD2以及多个第一互连层IM1、第二互连层IM2和 第三互连层IM3的至少一部分。第三绝缘图案180可以包括绝缘材料。 第三绝缘图案180可以包括SiO2、SiN、SiOxNy、TiO2、Si3N4、Al2O3、 TiN、AlN、ZrO2、TiAlN和TiSiN中的至少一种。第三绝缘图案180 可以包括暴露第一电流扩散层CD1和第二电流扩散层CD2的一部分的 开口。第三绝缘图案180的开口可以布置在台面区域M的上方。
多个第一电极191和多个第二电极192可以布置在第三绝缘图 案180、第一电流扩散层CD1和第二电流扩散层CD2的上方。多个第 一电极191可以布置在第一电流扩散层CD1的上方，并且多个第二电 极192可以布置在第二电流扩散层CD2的上方。多个第一电极191和多个第二电极192可以分别布置在多个第一导电氮化物半导体层 110的上方。根据一个或多个实施例，多个第一电极191和多个第二 电极192的布局上方的宽度可以小于多个第二导电氮化物半导体层 130的布局上方的宽度。根据一个或多个实施例，多个第一电极191和多个第二电极192的(布局宽度例如，在X方向和/或Y方向)可 以小于多个第二导电氮化物半导体层130的布局宽度。根据一个或多 个实施例，多个第一电极191可以布置在第一发光结构LED1和第二 发光结构LED2上方。多个第二电极192可以布置在第三发光结构 LED3和第四发光结构LED4上方。根据一个或多个实施例，多个第一 电极191和多个第二电极192中的每一个的整体可以与第二导电氮化 物半导体层130竖直地重叠。根据一个或多个实施例，多个第一电极191和多个第二电极192可以仅布置在台面区域M上方。根据一个或 多个实施例，多个第一电极191和多个第二电极192可以不布置在蚀 刻区域E上方，因此可以不形成在不同的发光结构LED1、LED2、LED3 和LED4之间形成的隔离区域上。以这种方式，隔离区域不与多个第 一电极191和第二电极192竖直地重叠。多个第一电极191和多个第 二电极192可以是构造为接收输入信号的导电焊盘。
多个第一电极191和多个第二电极192可以包括例如凸块下金 属(UBM)层。多个第一电极191和多个第二电极192可以形成有凹 槽，其中放置例如焊料的导电粘合剂。作为外部端子的焊料可以对应 于图1中的第一外部端子EXT1和第二外部端子EXT2。根据一个或多个实施例，根据多个第一电极191和多个第二电极192，并且布置在 其上的焊料布置在多个台面区域M的上方，即使在布置在多个第一导 电半导体层110的侧壁上的第二绝缘图案160中发生缺陷时，也可以 防止发生短路。
图3A至图3C、图4A至图4C、图5A至图5C、图6A至图6C、 图7A至图7C以及图8是根据示例性实施例的描述发光装置的制造方 法的截面图和布局图。图9至图11E是根据示例性实施例的描述发光 装置的制造方法的截面图和布局图。
更具体地，图3A、图4A、图5A、图6A、图7A和图8示意性地 示出了在根据一个或多个实施例的发光装置的制造工艺中使用的掩 模的布局，并且图3B、图4B、图5B、图6B和图7B是根据相应工艺 的布局图，并且图3C、图4C、图5C、图6C和图7C是对应的截面图。
在图3A至图3C、图4A至图4C、图5A至图5C、图6A至图6C、 图7A至7C和图8中，与图1至图2B中相同的附图标记表示相同的 元件，并且可以省略重复的描述。
参照图3A至图3C，可以设置具有凹凸结构的衬底101。然而， 本发明构思不限于此，并且可以省略凹凸结构的衬底101。衬底101 可以包括诸如蓝宝石、Si、SiC、MgAl2O4、MgO、LiAlO2、LiGaO2和GaN 等的材料。虽然未在图中示出，但是还可以在衬底101上方形成缓冲 层。缓冲层可以包括为掺杂的GaN、AlN、InGaN等。
通过使用金属有机化学气相沉积(MOCVD)、氢化物气相外延 (HVPE)和分子束外延(MBE)的方法，可以在衬底101上顺序地形 成第一导电氮化物半导体材料层111、有源材料层和和第二导电氮化 物半导体材料层。这里，第一导电氮化物半导体材料层111和第二导电氮化物半导体材料层可以分别是N型氮化物半导体层和P型氮化物 半导体层。
可以通过使用图3A中的第一掩模图案M1来蚀刻第二导电氮化 物半导体材料层和有源材料层，使得暴露第一导电氮化物半导体材料 层111的至少一部分。第一掩模图案M1的阴影区域的区域是布置硬 掩模以防止蚀刻下层的区域，并且其另一区域是蚀刻区域。第一掩膜 图案M1可以限定每个发光结构的台面区域M。
在衬底101上方设置掩模图案M1之后，可以对第二导电氮化物 半导体材料层和有源材料层进行湿法蚀刻或干法蚀刻，以形成第二导 电氮化物半导体层130和有源层120。可以将第一掩模图案M1的形 状转移到第二导电氮化物半导体层130和有源层120，以形成类似形 状的台面区域M。因此，第二导电氮化物半导体材料层和有源材料层 可以彼此分离以形成多个第二导电氮化物半导体层130和多个有源 层120。根据一个或多个实施例，第一导电氮化物半导体材料层111 可以不被蚀刻，并且可以仅部分地暴露其上表面。根据一个或多个实 施例，第一导电氮化物半导体材料层111可以通过过蚀刻 (over-etching)而蚀刻至预定深度。
参照图4A至图4C，在衬底101的前(例如，顶)表面上方共形 地形成第一绝缘材料层之后，可以通过第二掩模图案M2蚀刻第一绝 缘材料层和第一导电氮化物半导体材料层111(参见图3C)以暴露衬 底101的在蚀刻区域E上方的一部分，因此可以形成第一发光结构至 第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4。第一发光结构至第四发光 结构LED1、LED2、LED3和LED4可以包括多个第一导电氮化物半导体 层110、多个有源层120和多个第二导电氮化物半导体层130。此时， 在分离第一绝缘材料层(参见图4C)的工艺中产生的非氧化物等可以防止台面区域M的侧表面和多个第二导电氮化物半导体层130的上 表面被污染。随后，可以蚀刻第一绝缘材料层以形成第一绝缘图案 140。
参照图5A至图5C，通过使用图5A中的第三掩模图案M3，可以 在台面区域M上方的多个第二导电氮化物半导体层130上方形成接触 电极150。在形成与先前操作之上的光刻胶相对应的第三掩模图案M3 之后，可以在台面区域M上方的第一绝缘图案140中形成具有与台面 区域M类似的布局轮廓的开口。第三掩模图案M3可以覆盖蚀刻区域 E和台面区域M的边缘。当通过湿法工艺蚀刻第一绝缘图案140时， 第一绝缘图案可以在水平方向上比由第三掩模图案M3暴露的区域更 凹陷。
随后，在第三掩模图案M3上方顺序地设置反射电极材料层和覆 盖材料层，然后可以通过灰化或剥离工艺去除第三掩模图案M3。结 果，去除了反射电极材料层和覆盖反射电极材料层的覆盖材料层，形 成了包括多个反射电极层151和多个涂层152的多个接触电极150。 如上所述，第一绝缘图案140水平地凹陷，并且多个接触电极150 可以在水平方向上与第一绝缘图案140间隔开。然而，本发明构思不 限于此，并且第一绝缘图案140可以接触多个接触电极150。
当通过使用溅射工艺设置多个涂层152时，由于可以以各种角 度进行溅射并且阶梯覆盖特性良好，所以多个涂层152可以覆盖多个 反射电极层的上表面和侧面。另一方面，当通过电子束工艺设置涂层 材料层时，多个涂层152可以仅覆盖多个反射电极层151的上表面。
参照图6A至图6C，可以形成第二绝缘图案160，第二绝缘图案 160形成多个第一接触孔CNT1和多个第二接触孔CNT2。在共形地设 置第二绝缘材料层之后，可以通过使用图6A中的第四掩模图案M4 对第二绝缘材料层进行图案化来形成第二绝缘图案160。第二绝缘图案160可以包括与第一绝缘图案140相同的组成。
可以设置第二绝缘图案160的多个第一接触孔CNT1和多个第二 接触孔CNT2，用于电连接第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、 LED3和LED4中的相邻发光结构。多个第一接触孔CNT1可以部分地 暴露第一发光结构至第四发光结构中的每一个的第一导电氮化物半 导体层110的上表面的一部分。多个第一接触孔CNT1可以部分地暴 露第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、LED3和LED4中的每一 个的第一导电氮化物半导体层110的上表面的一部分。多个第二接触 孔CNT2可以部分地暴露第一发光结构至第四发光结构LED1、LED2、 LED3和LED4中的每一个的第二导电氮化物半导体层130上方的多个 接触电极150的上表面。
参照图7A至图7C，形成导电图案170。导电图案170可以包括 第一电流扩散层CD1、第二电流扩散层CD2以及第一互连层至第三互 连层IM1、IM2和IM3。可以在之前的操作上设置第五掩模图案M5。 第五掩模图案M5可以包括没有形成导电图案170的区域中的开口。 在第五掩模图案M5、第二绝缘图案160、接触电极150和第一导电氮 化物半导体层110上方共形地设置导电材料层之后，可以通过灰化工 艺或剥离工艺去除第五掩模图案M5(以及其上形成的导电材料)来 形成导电图案170。导电图案170的形状和组成与参照图2A和图2C 描述的那些基本相同。
参照图8和图2A至图2C，可以形成第三绝缘图案180、多个第 一电极191和多个第二电极192。
第三绝缘材料膜可以共形地设置在导电图案170以及暴露在它 们之间的第二绝缘图案160的上方。第三绝缘材料膜可以包括与第一 绝缘图案140相同的组成。
然后，在设置具有形成在台面区域M中的开口的第六掩模图案 M6之后，可以通过去除由第三绝缘材料膜的第六掩模图案M6暴露的 第二绝缘图案的一部分来设置第三绝缘图案180。第六掩模图案M6 的开口可以暴露布置在台面区域M上方的第一电流扩散层CD1和第二 电流扩散层CD2的上表面。第六掩模图案M6的开口的宽度(例如， 在X方向和/或Y方向)可以小于台面区域M的宽度。可以通过使用 与设置多个接触电极150和导电图案170基本相同的方法来设置多个 第一电极191和多个第二电极192。
多个第一电极191和多个第二电极192可以是例如UBM层。多 个第一电极191可以布置在第一发光结构LED1和第二发光结构LED2 的台面区域M上方。多个第二电极192可以布置在第三发光结构LED3 和第四发光结构LED4的台面区域M上方。多个第一电极191和多个 第二电极192示出为具有基本矩形形状，但它们不限于此。
图9是根据示例性实施例的发光装置20的电路图。图10是根 据示例实施例的发光装置20的布局图。在下文中，为了便于说明， 将省略与参照图1至图2C描述的那些点相同的点，并且将主要描述 不同之处。
参照图9，发光装置20可以包括第一发光结构至第六发光结构 LED1、LED2、LED3、LED4、LED5和LED6。第一发光结构至第六发光 结构LED1、LED2、LED3、LED4、LED5和LED6可以在第一外部端子 EXT1和第二外部端子EXT2之间串联连接。第一发光结构LED1的P 结可以电连接至第一外部端子EXT1。第六发光结构LED6的N结可以 电连接至第二外部端子EXT2。第一发光结构LED1的N结可以连接至 第二发光结构LED2的P结。第二发光结构LED2的N结可以连接至第 三发光结构LED3的P结。第三发光结构LED3的N结可以连接至第四 发光结构LED4的P结。第四发光结构LED4的N结可以连接至第五发 光结构LED5的P结。第五发光结构LED5的N结可以连接至第六发光 结构LED6的P结。当由于一次发光引起的压降通常为Vd，图9对应 的发光装置20中串联连接六个发光结构时，发生6Vd的压降。
此外，在通过上述方法串联连接n个发光结构的发光装置中， 第一发光结构的P结和第n发光结构的N结分别连接至外部端子。第 k-1发光结构的N结可以连接至第k发光结构的P结。这里，n和k 是整数并且满足1≤k≤n。
参照图10，可以设置第一发光结构至第六发光结构LED1、LED2、 LED3、LED4、LED5和LED6。第一发光结构LED1的第一导电氮化物半 导体层110可以通过多个第一互连层IM1连接到第二发光结构LED2 的第二导电氮化物导电层130。第二发光结构LED2的第一导电氮化 物半导体层110可以通过多个第一互连层IM1连接到第三发光结构 LED3的第二导电氮化物导电层130。第三发光结构LED3的第一导电 氮化物半导体层110可以通过第二互连层IM2连接到第四发光结构LED4的第二导电氮化物导电层130。第四发光结构LED4的第一导电氮化物半导体层110可以通过多个第三互连层IM3连接到第五发光结 构LED5的第二导电氮化物导电层130。第五发光结构LED5的第一导 电氮化物半导体层110可以通过多个第三互连层IM3连接到第六发光 结构LED6的第二导电氮化物导电层130。图10中的多个第一互连层 IM1、第二互连层IM2和多个第三互连层IM3的形状和组成与参照图 2的多个第一互连层IM1、第二互连层IM2和多个第三互连层IM3的 那些基本相同。
图11A至图11E是描述根据一个或多个实施例的发光装置的效 果的部分截面图。图11A至图11E示出了相关技术的发光装置中包括 的发光装置的边缘部分。
参照图11A，形成台面区域时产生的蚀刻非氧化物p1可以被第 一导电氮化物半导体材料层111吸收。当设置第二掩模图案M2以将 多个第一导电氮化物半导体层110彼此分离时，蚀刻非氧化物p1会 保留在衬底101上方。
参照图11A至图11B，这种蚀刻非氧化物pl可以与第二掩模图 案M2一起用作硬掩模。多个第一导电氮化物半导体层110可以彼此 分离，并且可以通过部分蚀刻失效形成剩余部分110R。
参照图11D，可以执行湿法蚀刻。图中的箭头指示湿法蚀刻的执 行。参照图11C和图11D，第二绝缘图案160和导电图案170共形地 形成在剩余部分110R上方，形成在剩余部分110R上方的第二绝缘图 案160和导电图案170易于受到湿法蚀刻。因此，当湿法蚀刻第三绝 缘材料层以形成第三绝缘图案180时，在第二绝缘图案160和导电图 案170中可能发生缺陷DF。
参照图11E，当形成UBM对应的多个第一电极191或多个第二电 极192，和/或在其后执行回流工艺之后形成焊料时，缺陷DF可以用 作诸如焊料的导电材料的迁移路径。现有技术中的UBM对应的多个第 一电极191和多个第二电极192会形成在分离的发光结构之间，在多 个第一导电氮化物半导体层110之间以及多个第一电极191和多个第 二电极192之间会发生短路故障。
根据一个或多个实施例，如图2C所示，多个第一电极191和多 个第二电极192可以形成在台面区域M上方。因此，即使当在多个第 一导电氮化物半导体层110被形成台面区域M时产生的蚀刻非氧化物 分离期间未蚀刻一部分时，由于多个第一电极191和多个第二电极 192可以布置在台面区域M上方(即，第二导电氮化物半导体层130 上方)，因此，可以防止包括电极等的材料的移动而导致的短路故障。
虽然已经参考本发明构思的实施例示出并说明了本发明构思， 但应当理解的是，在不背离权利要求的精神和范围的情况下，可以在 这些示例性实施例中进行形式和细节方面的各种改变。
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