CN100386894C

CN100386894C - 发光二极管

Info

Publication number: CN100386894C
Application number: CNB2004100923643A
Authority: CN
Inventors: 吕志强; 黄聆琴; 王仁水; 刘文煌; 谢明勋
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2004-11-09
Filing date: 2004-11-09
Publication date: 2008-05-07
Anticipated expiration: 2024-11-09
Also published as: CN1773735A

Abstract

一种发光二极管，其通过一接合层将一发光叠层结合于一永久衬底上，其中该发光二极管还包含一电极缓冲层来加强电极与发光二极管之间的附着力，以提高发光二极管的良率。

Description

发光二极管

技术领域

本发明是关于一种发光二极管，尤其关于一种晶片接合型发光二极管。

背景技术

发光二极管的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、交通号志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。如何提高发光二极管的良率，是在发光二极管的制造上的重要课题。

于台湾专利公告第567618号(与本案为相同受让人)揭露一种发光二极管，如图1所示通过一黏结层111将一发光叠层13与一衬底10黏结在一起，于该发光叠层13与黏结层111之间还包含一透明导电层121，经由蚀刻工艺曝露出部分的透明导电层，于该曝露出的透明导电层上形成一电极151。

在前述的发光二极管工艺中，透明导电层121的材料可选自氧化铟锡或氧化镉锡等氧化物导电层，在工艺中将氧化铟锡等材料利用蒸镀法镀在发光叠层的表面形成该透明导电层121，再镀上一第一反应层101，再于衬底上镀上一反射层141，于该反射层141上镀上一第二反应层102，再利用黏结层111将发光叠层13上的透明导电层121与衬底10上的第二反应层102黏结在一起；再经由蚀刻将部分发光叠层去除，露出透明导电层121与发光叠层接触的第一表面。该第一表面实际上就是氧化铟锡蒸镀时最先沉积在发光叠层的蒸镀面，图2是经过电子显微镜(SEM)拍摄的第一表面的表面型态，其为一平坦的表面；氧化铟锡与第一反应层接触的第二表面型态可由经过电子显微镜拍摄的图3观察到，其为一粗糙的表面；而第一表面也就是在电极蒸镀中电极形成接触的面，由于第一表面较为平坦，因此电极与第一表面的附着力不佳，电极很容易自第一表面剥离，造成良率降低。

除此之外，电极与黏接层之间并没有足够的厚度，因此发光二极管在下游封装工艺中，在打线时，黏结层很容易因于电极打线所造成的应力而破裂，使得产品良率降低。

发明内容

本案发明人于思考如何解决前述的缺点时，产生一发光二极管的构想，认为若通过一电极缓冲层，其存在于透明导电层与打线电极之间，打线电极与电极缓冲层之间有良好的附着力，解决打线电极自透明导电层剥离的问题。另外在下游封装的打线工艺中，通过该电极缓冲层作为一应力缓冲，解决因打线应力造成黏结层破裂的问题，提高发光二极管的良率。

按照本发明一优选实施例的一种发光二极管，包含一衬底；一接合层，形成于该衬底之上；一导电层，形成于该接合层之上，其中，该导电层包含一上表面及一下表面，上表面距离衬底的距离大于下表面距离衬底的距离，上表面包含一第一表面区、一第二表面区及一第三表面区；一发光叠层，形成于该第一表面区之上；一电极缓冲层，形成于该第二表面区之上；一第一电极，形成于该电极缓冲层之上，并由上向下延伸至导电层，与导电层的第三表面区接触；以及一第二电极，形成于该发光叠层之上。该第一电极与电极缓冲层之间具有良好的附着力，该电极与该导电层之间有良好的接触，当通电时，电流自电极传导至导电层，通过导电层良好的电流传导性质，将第一电极、发光叠层及第二电极作一电性连结。

在本发明的发光二极管中，该衬底是包含选自Si、GaAs、SiC、蓝宝石、玻璃、石英、GaP及金属所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

在本发明的发光二极管中，该接合层是包含选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)及金属所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

在本发明的发光二极管中，该导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

在本发明的发光二极管中，该发光叠层包含一第一半导体叠层；一发光层，形成于该第一半导体叠层之上；以及一第二半导体叠层，形成于该发光层之上。

在本发明的发光二极管中，该电极缓冲层是由一半导体叠层组成，其中，该半导体叠层是包含选自于AlInP、GaN、AlGaN、InGaN、AlGaInP、或AlInGaN所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

在本发明的发光二极管中，该电极缓冲层也可由一高分子材料组成。

在本发明的发光二极管中，该第一电极包含选自于Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al及Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

在本发明的发光二极管中，该第二电极是包含选自Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al及Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

在本发明的发光二极管中，在该电极缓冲层及该电极之间还包含一第二导电层，其中，该第二导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

附图说明

图1为一示意图，显示现有技术中的一种发光二极管；

图2为一电子显微镜拍摄图；

图3为一电子显微镜拍摄图；

图4为一示意图，显示根据本发明一优选实施例的一种发光二极管；

图5为一示意图，显示根据本发明另一优选实施例的一种发光二极管。

具体实施方式

请参阅图4，按照本发明一优选实施例的发光二极管1，包含一衬底10；形成于该衬底10上的一接合层11；形成于该接合层11上的一导电层12，其中，该导电层12包含一上表面及一下表面，上表面距离衬底的距离大于下表面距离衬底的距离，上表面包含一第一表面区、一第二表面区及一第三表面区；形成于该第一表面区上的一发光叠层13；形成于该第二表面区上的一电极缓冲层14；一第二电极15，形成于该电极缓冲层14之上，并由上向下延伸至导电层12，与导电层12的第三表面区接触；以及形成于该发光叠层13上的一第二电极16。

请参阅图5，按照本发明另一优选实施例的发光二极管2，其结构与发光二极管1的不同之处在于在该电极缓冲层14及第一电极15之间还包含一第二导电层27，另外于该发光叠层13及第二电极16之间还包含一第三导电层28，作为电流分散的用途。

前述的发光叠层包含一第一半导体叠层；一发光层，形成于该第一半导体叠层之上；以及一第二半导体叠层，形成于该发光层之上。

前述的发光二极管中，在该衬底及接合层之间还可包含第一反应层，在该导电层及接合层之间还可包含第二反应层，以加强接合力。

前述的发光二极管中，该电极缓冲层是由一半导体叠层组成，也可由一高分子材料组成。

在本发明的发光二极管中，该衬底是包含选自Si、GaAs、SiC、蓝宝石、玻璃、石英、GaP、GaAsP、AlGaAs及金属所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

前述的发光二极管中，该接合层是包含选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烯(BCB)、过氟环丁烷(PFCB)及金属所构成群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第二导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第三导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该半导体叠层是包含选自于AlInP、AlGaInP、GaP、GaN、AlGaN、InGaN、或AlInGaN所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第一电极包含选自于Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al及Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第二电极是包含选自Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al及Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第二导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第一反应层是包含选自于SiNx、Ti及Cr所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该第二反应层是包含选自于SiNx、Ti及Cr所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群；该高分子材料是包含选自于BCB、及SU8(该材料的制造商为Arch Chemical，Inc.，产品编号为RER-600)所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料所构成的族群。

虽然本发明的发光元件已经以各优选实施例揭露于上，然而本发明的范围并不限于上述优选实施例，例如衬底可以用透明导电衬底取代；应以下述权利要求所界定为准。因此任何本领域技术人员，对该些优选实施例所做的各种变更皆不脱离本发明的精神与范围。

Claims

1.一种发光二极管，包含：

一衬底；

一接合层，形成于该衬底之上；

一导电层，形成于该接合层之上，其中，该导电层包含一上表面及一下表面，上表面距离衬底的距离大于下表面距离衬底的距离，上表面包含一第一表面区、一第二表面区及一第三表面区；

一发光叠层，形成于该第一表面区之上；

一电极缓冲层，形成于该第二表面区之上；以及

一电极，形成于该电极缓冲层之上，并由上向下延伸至导电层，与导电层的第三表面区接触。

2.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该衬底是包含选自Si、GaAs、SiC、蓝宝石、玻璃、石英、GaP、及金属所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

3.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该接合层是包含选自于聚酰亚胺、苯并环丁烯、过氟环丁烷、及金属所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

4.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

5.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该发光叠层是包含：

一第一半导体叠层；

一发光层，形成于该第一半导体叠层之上；以及

一第二半导体叠层，形成于该发光层之上。

6.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该电极缓冲层是由一半导体叠层组成。

7.如权利要求6所述的发光二极管，其中，该半导体叠层是包含选自于AlInP、AlGaInP、GaP、GaN、AlGaN、InGaN、及AlInGaN所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

8.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该电极缓冲层是由一高分子材料组成。

9.如权利要求8所述的发光二极管，其中，该高分子材料包含选自于苯并环丁烯、及SU8所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

10.如权利要求1所述的发光二极管，其中，该电极包含选自于Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al、及Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

11.如权利要求1所述的发光二极管，其中，在该发光叠层之上还包含一第二电极。

12.如权利要求11所述的发光二极管，其中，该第二电极包含选自于Cr/Au、Ni/Au、Cr/Al、Ti/Al、及Ti/Au所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

13.如权利要求1所述的发光二极管，其中，在该电极缓冲层及该电极之间还包含一第二导电层。

14.如权利要求13所述的发光二极管，其中，该第二导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属以及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

15.如权利要求1所述的发光二极管，其中，在该衬底及该接合层之间还包含一第一反应层。

16.如权利要求1所述的发光二极管，其中，在该导电层及该接合层之间还包含一第二反应层。

17.如权利要求15所述的发光二极管，其中，该第一反应层是包含选自于SiNx、Ti、及Cr所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

18.如权利要求16所述的发光二极管，其中，该第二反应层是包含选自于SiNx、Ti、及Cr所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。

19.如权利要求11所述的发光二极管，其中，在该发光叠层及第二电极之间还包含一第三导电层。

20.如权利要求19所述的发光二极管，其中，该第三导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、金属以及半导体所构成材料群组中的至少一种材料或其他替代性材料。