CN102074636B - 一种倒装芯片结构的发光二极管装置 - Google Patents
一种倒装芯片结构的发光二极管装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102074636B CN102074636B CN 200910222291 CN200910222291A CN102074636B CN 102074636 B CN102074636 B CN 102074636B CN 200910222291 CN200910222291 CN 200910222291 CN 200910222291 A CN200910222291 A CN 200910222291A CN 102074636 B CN102074636 B CN 102074636B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- light
- emitting diode
- gan layer
- diode assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本发明揭示一种倒装芯片结构的发光二极管装置，包含：一基板；一n-GaN层，形成于该基板的一表面上；一磊晶层，形成于该n-GaN层上；一p-GaN层，形成于该磊晶层上；一第一电极，具有第一极性，且形成于该p-GaN层上，该第一电极实质上覆盖该p-GaN层；及一第二电极，形成于该n-GaN层上，并具有一相反于该第一极性的一第二电极。上述发光二极管装置借由增加电极的接触面积而提高光取出效率及散热效率。
Description
技术领域
本发明是关于发光二极管(light-emitting diode)装置，特别是倒装芯片结构的发光二极管装置，以提供更佳的光取出效率及散热效率。
背景技术
为提升发光二极管的外部光取出效率(将光取出发光二极管芯片外的效率)，以倒装芯片(flip-chip)发光方式来改善光取出效率已被提出。图1显示已知倒装芯片式发光二极管装置10的剖面示意图。发光二极管装置10包含：一基板100；一n-GaN层110；一磊晶层120；一p-GaN层130。其借由金球112及金球132与一硅基板102接着。
但是，由于倒装芯片式LED结构只是将传统的LED晶粒倒置于基板上，而倒置的晶粒与基板的接触仅靠有限的金球(gold stud bump)数目。图2显示图1的倒装芯片式发光二极管装置10的俯视示意图，其中未示出硅基板102。图中的晶粒10与基板的接触仅靠六个金球112、132。因此，在导电及散热方面也因此受限。再者，前述倒装芯片式LED结构的光取出效率亦未达最佳化。
发明内容
本发明的一目的是提供一种发光二极管装置，借由增加电极的接触面积，提高光取出效率及散热效率。
本发明的另一目的是提供一种发光二极管装置，借由平均分布于其中的发光二极管而进一步提高光取出效率及散热效率。
依本发明的一方面，以上与其他的目的可借由提供下列发光二极管装置而实现。一种发光二极管装置，包含：一基板；一n-GaN层，形成于该基板的一表面上；一磊晶层，形成于该n-GaN层上；一p-GaN层，形成于该磊晶层上；一第一电极，具有第一极性，且形成于该p-GaN层上，该第一电极实质上覆盖该p-GaN层；及一第二电极，形成于该n-GaN层上，并具有一相反于该第一极性的第二电极。
依本发明的另一方面，以上与其他的目的可借由提供下发光二极管装置而实现。一种发光二极管装置，包含：一基板；一n-GaN层，形成于该基板的一表面上，该n-GaN层呈锯齿状，其具有连续相接的多个凹部及凸部；多个磊晶层，形成于该n-GaN层各凹部上；多个p-GaN层，形成于该磊晶层上；多个第一电极，具有第一极性，并形成于该p-GaN层上，第一电极彼此之间的距离实质上相等；及多个第二电极，具有一相反于该些第一电极的第二极性，形成于该n-GaN层上且位于该基板的两侧。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1显示倒装芯片式发光二极管装置10的剖面示意图。
图2显示图1的倒装芯片式发光二极管装置10的上视示意图。
图3显示依本发明的一较佳实施例的一发光二极管装置30的剖面图。
图4显示图3的发光二极管装置30的上视示意图。
图5显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置50的剖面图。
图6显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置60的剖面图。
图7显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置70的剖面图。
图8显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置80的剖面图。
图9显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置90的剖面图。
图10显示依本发明的一较佳实施例的一发光二极管装置40的上视示意图。
图11显示图10的发光二极管装置40的部份剖面示意图。
图12显示依本发明的一较佳实施例的一发光二极管装置42的上视示意图。
图13显示图12的发光二极管装置42的剖面示意图。
主要元件符号说明：
10 发光二极管装置
30 发光二极管装置
40 发光二极管装置
42 发光二极管装置
50 发光二极管装置
60 发光二极管装置
70 发光二极管装置
80 发光二极管装置
90 发光二极管装置
100 基板
100a 第一表面
100b 第二表面
102 硅基板
110 n-GaN层
110a 第一表面
110b 第二表面
112 金球
120 磊晶层
130 p-GaN层
132 金球
140 第一电极
140a 表面
150 第二电极
150a 表面
160 绝缘件
170 反射层
180 n-metal层
182 延伸部份
T1 第一厚度
T2 第二厚度
具体实施方式
为更进一步了解本发明上述的目的、功能、特点和优点，下文将配合所附图式进一步说明本发明的较佳实施例。
图3显示依本发明的一较佳实施例的一发光二极管装置30的剖面图。发光二极管装置30包含：一基板100，具有相对的第一表面100a与第二表面100b，此基板100可以是硅基板、碳化硅基板、陶瓷基板(如氧化铝、氮化铝等)、以及金属基板(如铜、铜合金、铝、铝合金、以及不锈钢等)；一n-GaN层110，形成于该基板100的第一表面100a上，该n-GaN层110具有一第一厚度T1及一第二厚度T2，该第一厚度T1对应一第一表面110a，第二厚度T2对应一第二表面110b；一磊晶层120，形成于该n-GaN层110的该第一表面110a上；一p-GaN层130，形成于该磊晶层120上；一第一电极140，形成于该p-GaN层130上，并具有第一极性。较佳地，此第一电极140实质上完整地覆盖该p-GaN层130；及一第二电极150，形成于n-GaN层110的第二表面110b上，并具有一相反于第一电极140的第一极性的第二极性。较佳地，第二电极150实质上完整地覆盖该第二表面110b。因n-GaN层110、磊晶层120、p-GaN层130为所属技术领域中具有通常知识者所熟知，故于此不再赘述。图4显示图3的发光二极管装置30的上视示意图。如图所示，第一电极140实质上完整地覆盖该p-GaN层130且第二电极150实质上完整地覆盖该第二表面。于一实施例中，第一电极140及第二电极150的材料可为导电佳且散热快的金属(例如金、银、铜、铝等)、金属焊料(solder)、或金属共晶(eutectic)。借由第一电极140及第二电极150的接触面积的增加，可提高光取出效率及散热效率。其理由在于：(1)电极的接触面积增加，可使电流流过其表面的面积亦增加，而使电流均匀分布地于发光二极管装置30中流动。如此，磊晶层120中发光的部分便较为平均，而不会像使用已知金球的发光二极管装置10集中在某一路径而仅在某一部份的磊晶层120中发光。(2)电极的接触面积越大，则散热面积越大，故可提升散热效率。于另一较佳实施例中，基板100可被移除，而直接倒装芯片于一封装体(未示出)的引线框架(lead frame)上，而使元件厚度减少。
图5显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置50的剖面图。如图所示，发光二极管装置50更包含：一绝缘层160，供将该第二电极150与该第一电极140、该p-GaN层130、该磊晶层120间绝缘。于另一较佳实施例中，该第一电极140的远离该基板100的一表面140a与该第二电极150的远离该基板100的一表面150a实质上共平面。
图6显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置60的剖面图。如图所示，发光二极管装置60的第一电极140与p-GaN层130间安置一反射层170。借由反射层170的安置，可将朝向反射层170发出的光反射，而进一步提高发光效率。于另一较佳实施例中，该第一电极140的远离该基板100的一表面140a与该第二电极150的远离该基板100的一表面150a实质上共平面。
图7显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置70的剖面图。如图所示，发光二极管装置70包含：一基板100；一n-GaN层110，形成于该基板100的一表面上，该n-GaN层110具有一第一厚度T1及一第二厚度T2，该第一厚度T1对应一第一表面110a，第二厚度对应一第二表面110b；一磊晶层120，形成于该n-GaN层110的该第一表面110a上；一p-GaN层130，形成于该磊晶层120上；一第一电极140，形成于该p-GaN层130上，该第一电极140实质上完整地覆盖该p-GaN层130；一n-metal层180，其例如是一第三电极，形成于该第二表面110b上，该n-metal层180实质上大部分地覆盖该第二表面110b；及一第二电极150，形成于该n-metal层180上且与该n-metal层180电性连接，该第二电极150实质上大部分地覆盖该n-metal层180。该n-metal层180的材料可为Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Pt/Au、Cr/Au、Cr/Pt/Au等。
图8显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置80的剖面图。如图所示，发光二极管装置80更包含：一绝缘层160，供将该第二电极150与该第一电极140、该p-GaN层130、该磊晶层120间绝缘。于另一较佳实施例中，该第一电极140的远离该基板100的一表面140a与该第二电极150的远离该基板100的一表面150a实质上共平面。
图9显示依本发明的另一较佳实施例的一发光二极管装置90的剖面图。如图所示，发光二极管装置90的第一电极140与p-GaN层130间安置一反射层170。借由反射层170的安置，可将朝向反射层170发出的光反射，而进一步提高发光效率。于另一较佳实施例中，该第一电极140的远离该基板100的一表面140a与该第二电极150的远离该基板100的一表面150a实质上共平面。
图10显示依本发明的一较佳实施例的一发光二极管装置40的上视示意图。如图所示，n-metal层180更包含二个延伸部份182，这两个延伸部份182是于该n-GaN层110的具有第二厚度T2(参考图7)的表面上交错延伸，较佳地，二个延伸部份182是以一距离相互平行且交叉排列设置。于一实施例中，该些延伸部份182是呈鳍状或棋盘状。如此，可将电流更进一步地均匀分布于该n-GaN层110中，而提高光取出效率及散热效率。图11显示图10的发光二极管装置40的部份剖面示意图。由图可知，除了光取出效率及散热效率可提高外，其更可提供侧向发光(图11中磊晶层120的左右两侧)而更进一步提高发光效率并使发光更为均匀。所属技术领域中具有通常知识者可了解，发光二极管装置可使用前述发光二极管装置30、50、60、70、80、90中的任一者。
图12显示依本发明的一较佳实施例的一发光二极管装置42的上视示意图。图13显示图12的发光二极管装置42的剖面示意图。发光二极管装置42包含：一基板100；一n-GaN层110，形成于该基板100的一表面上，该n-GaN层110呈锯齿状而具有多个第一厚度及多个第二厚度所形成的多个连续相接的凹部(对应较小厚度)与凸部(对应较大厚度)，这些第一厚度对应一第一表面110a，第二厚度对应一第二表面110b；多个磊晶层120，每一磊晶层120形成于该n-GaN层110所对应的一第一表面110a上；多个p-GaN层130，每一p-GaN层130形成于所对应的一磊晶层120上；多个第一电极140，每一第一电极140形成于所对应的一p-GaN层130上，每一第一电极140实质上完整地覆盖所对应的一p-GaN层130；多个n-metal层180，每一n-metal层180形成于所对应的一第二表面110b上，每一n-metal层180实质上大部分地覆盖所对应的一第二表面110b；及多个第二电极150，每一第二电极150形成于所对应的一n-metal层180上，每一第二电极150实质上完整地覆盖所对应的一n-metal层180；其中，这些多个第一电极140及这些多个第二电极150是以阵列方式排列。此外，该n-metal层180包含一延伸部份182，该延伸部份182是嵌入该n-GaN层110的一部份。如此，可将电流更进一步地均匀分布于该n-GaN层110中而提高光取出效率及散热效率。其更可提供侧向发光(图13中磊晶层120的左右两侧)而更进一步提高发光效率并使发光更为均匀。所属技术领域中具有通常知识者可了解，发光二极管装置可使用前述发光二极管装置30、50、60、70、80、90中的任一个。于一较佳实施例中，这些第一电极140与这些第二电极150的图样为方形、圆形、六角形、八角形中的任一种。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种发光二极管装置，包含：
一基板，具有一第一表面及一相对于该第一表面的第二表面；
一n-GaN层，形成于该基板的该第一表面上；
一磊晶层，形成于该n-GaN层上；
一p-GaN层，形成于该磊晶层上；
一第一电极，具有一第一极性，形成于该p-GaN层上，该第一电极覆盖该p-GaN层；以及
一第二电极，具有一相反于该第一电极的第一极性的第二极性，形成于该n-GaN层上，其中该第一电极远离该基板的一表面与该第二电极远离该基板的一表面为平面且共平面。
2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于更包含：
一绝缘层，配置在第一电极与第二电极之间，以使得该第一电极与该第二电极之间绝缘。
3.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括一反射层配置于该第一电极与该p-GaN层之间。
4.如权利要求3所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括一绝缘层，配置在第一电极与第二电极之间，以使得该第一电极与该第二电极之间绝缘。
5.如权利要求1所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括一第三电极配置于该n-GaN层上且位于该第二电极与该n-GaN层之间，该第三电极与该第二电极具有相同的极性。
6.如权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括一绝缘层，配置在该第一电极与该第二电极之间，以使得该第一电极与该第二电极之间绝缘。
7.如权利要求5所述的发光二极管装置，其特征在于，该第三电极具有一第一延伸部及一第二延伸部，该第一延伸部及该第二延伸部设置在该n-GaN层上，该第一延伸部及该第二延伸部以一距离相互平行且交替排列设置。
8.一种发光二极管装置，包含：
一基板，具有一第一表面及一相对于该第一表面的第二表面；
一n-GaN层，形成于该基板的第一表面上，该n-GaN层呈锯齿状，其具有连续相接的多个凹部及凸部；
多个磊晶层，分别形成于各该n-GaN层的凸部上；
多个p-GaN层，分别形成于各该磊晶层上；
多个第一电极，具有一第一极性，分别形成于各该p-GaN层上，各该第一电极彼此之间的距离相等；以及
多个第二电极，具有一相反于该些第一电极的第二极性，形成于该n-GaN层上且位于该基板的两侧，其中该些第一电极远离该基板的一表面与该些第二电极远离该基板的一表面为平面且共平面。
9.如权利要求8所述的发光二极管装置，其特征在于，该些第一电极及该些第二电极是以阵列方式排列。
10.如权利要求8所述的发光二极管装置，其特征在于，更包括多个绝缘层，分别配置在各该第一电极与各该第二电极之间，以使得各该第一电极与各该第二电极之间绝缘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910222291 CN102074636B (zh) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | 一种倒装芯片结构的发光二极管装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200910222291 CN102074636B (zh) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | 一种倒装芯片结构的发光二极管装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102074636A CN102074636A (zh) | 2011-05-25 |
| CN102074636B true CN102074636B (zh) | 2013-04-10 |
Family
ID=44033074
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200910222291 Expired - Fee Related CN102074636B (zh) | 2009-11-19 | 2009-11-19 | 一种倒装芯片结构的发光二极管装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102074636B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103178181B (zh) * | 2011-12-26 | 2015-08-12 | 茂邦电子有限公司 | 电极共平面的发光二极管元件、封装结构及光反射结构 |
| TWI583019B (zh) * | 2015-02-17 | 2017-05-11 | 新世紀光電股份有限公司 | Light emitting diode and manufacturing method thereof |
| CN108140699B (zh) * | 2015-09-25 | 2020-09-25 | Lg伊诺特有限公司 | 发光器件，发光元件封装和照明装置 |
| CN107293535B (zh) * | 2017-06-09 | 2020-01-10 | 电子科技大学 | 一种基于倒装封装的led芯片结构 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1738066A (zh) * | 2005-07-29 | 2006-02-22 | 东莞市福地电子材料有限公司 | 氮化镓基发光二极管芯片及其制造方法 |
| CN101030613A (zh) * | 2006-03-03 | 2007-09-05 | 广镓光电股份有限公司 | 覆晶式发光二极管封装结构及其封装方法 |
| CN101150156A (zh) * | 2006-09-22 | 2008-03-26 | 晶元光电股份有限公司 | 发光元件及其制造方法 |
-
2009
- 2009-11-19 CN CN 200910222291 patent/CN102074636B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1738066A (zh) * | 2005-07-29 | 2006-02-22 | 东莞市福地电子材料有限公司 | 氮化镓基发光二极管芯片及其制造方法 |
| CN101030613A (zh) * | 2006-03-03 | 2007-09-05 | 广镓光电股份有限公司 | 覆晶式发光二极管封装结构及其封装方法 |
| CN101150156A (zh) * | 2006-09-22 | 2008-03-26 | 晶元光电股份有限公司 | 发光元件及其制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102074636A (zh) | 2011-05-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10608144B2 (en) | Electrode pad structure of a light emitting diode | |
| CN102237473B (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| EP2560205B1 (en) | Light emitting module | |
| US9761776B2 (en) | Light emitting device, manufacturing method for the light emitting device, and lighting module having the light emitting device | |
| EP2209144B1 (en) | Light emitting device package | |
| GB2515874A (en) | Light emitting diode package and method for manufacturing same | |
| WO2011136358A1 (ja) | Ｌｅｄモジュール | |
| EP2430673A1 (en) | Semiconductor light emitting diodes having reflective structures and methods of fabricating same | |
| CN101615611A (zh) | 一种发光二极管芯片及其制备方法 | |
| US20120043576A1 (en) | Led package structure | |
| CN103390713A (zh) | 带光反射层的半导体发光器件 | |
| CN103066195A (zh) | 应用石墨烯作为导热层的倒装结构发光二极管 | |
| EP2439796A2 (en) | Light emitting device and lighting system | |
| CN102185091A (zh) | 一种发光二极管器件及其制造方法 | |
| CN204668358U (zh) | 发光二极管和发光装置 | |
| CN102074636B (zh) | 一种倒装芯片结构的发光二极管装置 | |
| CN104037296A (zh) | 发光元件及其制作方法 | |
| KR20130009188A (ko) | 광 디바이스용 기판 | |
| US20100148185A1 (en) | Flip-chip light-emitting diode device | |
| KR100673640B1 (ko) | 수직구조 질화갈륨계 발광다이오드 소자 | |
| JP2011254106A (ja) | 半導体装置モジュール及びこれに用いられる熱伝導チップ | |
| CN109314170B (zh) | 用于优化的热阻、焊接可靠性和smt加工良率的led金属焊盘配置 | |
| EP3358633B1 (en) | Light emitting module | |
| KR102520094B1 (ko) | 발광 소자 패키지 | |
| CN203386789U (zh) | 发光元件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: The road Chinese Taiwan New Taipei City Forest District No. 6-8 Applicant after: Everlight Electronics Co.,Ltd. Address before: 25, Lane 76, three section, Central Road, Tu County, Taiwan, Taipei, China Applicant before: Everlight Electronics Co.,Ltd. |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130410 Termination date: 20151119 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |