CN110556457B - 发光二极管以及具有该发光二极管的发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种发光二极管以及具有该发光二极管的发光元件。根据一实施例的发光二极管包括：n型半导体层；台面，以使n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于n型半导体层上，并包括活性层及位于活性层上的p型半导体层；第一键合垫，电连接于n型半导体层；引线键合用第二键合垫，电连接于p型半导体层；以及第一绝缘层，至少一部分布置于通过台面暴露的n型半导体层的暴露区域与第二键合垫之间，其中，第一绝缘层覆盖通过台面暴露的n型半导体层的暴露区域中的最靠近第二键合垫的暴露区域与第二键合垫之间的p型半导体层区域的一部分，第一绝缘层沿邻近于暴露的n型半导体层的p型半导体层的边缘部位而布置。

Description

发光二极管以及具有该发光二极管的发光元件
技术领域
本发明涉及一种发光二极管以及具有该发光二极管的发光元件，尤其涉及一种光输出较高且在高湿条件下可靠性优异的发光二极管及发光元件。
背景技术
利用半导体的无机发光二极管用于照明、显示、汽车前照灯等多种领域，并且其应用领域正不断增加。
所述发光二极管具有p型半导体层与n型半导体层将活性层置于中间而相向布置的结构。进而，电极分别形成于n型半导体层及p型半导体层，并且通过这些电极而从外部接收电力，从而从发光二极管产生光。
发光二极管被置于多种条件的使用环境中，即使在不利条件下也必须确保稳定使用。尤其，由于发光二极管对水分薄弱，因此必须通过高温高湿条件的加速试验。
另外，为了保护发光二极管不受水分的影响，通常使用保护膜。保护膜覆盖发光二极管，从而防止半导体层或透明电极暴露于外部。因此，保护膜防止发光二极管由于水分等外部环境而被损伤。
但是，由于保护膜布置于由发光二极管发出的光的路径上，因此吸收一部分光，最终导致发光二极管的光输出降低。例如，相比于使用SiO2等透明保护膜的情形，在不使用保护膜时，光输出提高约5～10％。
因此，需要一种在高湿条件下可靠性优异且具有较高的光输出的发光二极管及发光元件。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种防止由于保护膜而引起的光输出的降低，且在高湿条件下可靠性优异的发光二极管以及具有该发光二极管的发光元件。
根据本发明的一实施例的发光二极管包括：n型半导体层；台面，以使所述n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于所述n型半导体层上，并包括活性层及位于所述活性层上的p型半导体层；第一键合垫，电连接于所述n型半导体层；引线键合用第二键合垫，电连接于所述p型半导体层；以及第一绝缘层，至少一部分布置于通过所述台面暴露的n型半导体层的暴露区域与所述第二键合垫之间，其中，所述第一绝缘层覆盖通过所述台面暴露的n型半导体层的暴露区域中的最靠近所述第二键合垫的暴露区域与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分，所述第一绝缘层沿邻近于暴露的所述n型半导体层的所述p型半导体层的边缘部位而布置。
根据本发明的又一实施例的发光元件包括：n型半导体层；台面，以使所述n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于所述n型半导体层上，并包括活性层及位于所述活性层上的p型半导体层；第一键合垫，电连接于所述n型半导体层；第二键合垫，电连接于所述p型半导体层；键合引线，键合于所述第二键合垫；以及金属离子迁移防止层，布置于暴露的所述n型半导体层与所述第二键合垫之间，其中，所述金属离子迁移防止层与所述第二键合垫隔开而与所述第一键合垫相向地形成，并且沿邻近于所述键合引线的所述p型半导体层的边缘部位而布置。
根据本发明的又一实施例的发光元件包括：基座；第一引脚及第二引脚，邻近于所述基座而布置；上述的发光二极管，贴装于所述基座上；键合引线，将所述发光二极管电连接到所述第一引脚及第二引脚；以及成型部，覆盖所述发光二极管及键合引线，其中，所述发光二极管包括布置于p型半导体层上的透明电极，所述键合引线与第一键合垫及第二键合垫分别键合，所述成型部相接于所述发光二极管的第一键合垫、第二键合垫、所述透明电极及第一绝缘层，并且部分相接于通过台面暴露的n型半导体层。
根据本发明的实施例，能够提供如下一种发光二极管：通过去除保护膜而提高光输出，并且在引线键合(wire bonding)用第二键合垫周围局部地布置第一绝缘层，从而提高高湿条件下的可靠性。
本发明的其他特征及优点将记载于以下的详细说明，或者可以通过详细的说明而明确。
附图说明
图1是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的示意性平面图。
图2a、图2b及图2c分别是沿图1的截取线A-A'、B-B'及C-C'截取的剖面图。
图3是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的变形例的示意性剖面图。
图4是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性剖面图。
图5是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性剖面图。
图6是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性剖面图。
图7a、图7b及图7c是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性剖面图。
图8是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性剖面图。
图9是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的示意性平面图。
图10a及图10b分别是沿图9的截取线D-D'及E-E'截取的示意性剖面图。
图11是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的示意性平面图。
图12a及图12b分别是沿图11的截取线F-F'及G-G'截取的示意性剖面图。
图13是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的示意性剖面图。
图14a是根据比较例的发光元件的高温高湿可靠性测试后的SEM图像。
图14b是根据本发明的实施例的发光元件的高温高湿可靠性测试后的光学图像。
图15a是示出根据比较例及实施例的发光元件的根据高温高湿可靠性测试时间的正向电压变化的曲线图。
图15b是示出根据比较例及实施例的发光元件的根据高温高湿可靠性测试时间的光输出变化的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了能够将本发明的思想充分传递给本发明所属技术领域的通常技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不限定于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。另外，在附图中，也可能为了便利而夸张表现构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，当记载到一个构成要素位于另一构成要素的“上部”或“上”时，不仅包括各部分均“直接”位于其他构成要素的“上部”或“上”的情形，还包括各构成要素与另一构成要素之间夹设有又一构成要素的情形。在整个说明书中，相同的附图标号表示相同的构成要素。
根据本发明的一实施例的发光二极管包括：n型半导体层；台面，以使所述n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于所述n型半导体层上，并包括活性层及位于所述活性层上的p型半导体层；第一键合垫，电连接于所述n型半导体层；引线键合用第二键合垫，电连接于所述p型半导体层；以及第一绝缘层，至少一部分布置于通过所述台面暴露的n型半导体层的暴露区域与所述第二键合垫之间，其中，所述第一绝缘层覆盖通过所述台面暴露的n型半导体层的暴露区域中的最靠近所述第二键合垫的暴露区域与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分，所述第一绝缘层沿邻近于暴露的所述n型半导体层的所述p型半导体层的边缘部位而布置。
通过采用所述第一绝缘层，去除覆盖台面的大部分区域的保护膜，从而能够提高光输出，同时能够防止高湿条件下由于金属离子迁移防止层等而发生的不良，从而能够提高可靠性。
所述第一绝缘层可以比所述第二键合垫更靠近暴露的所述n型半导体层而布置。并且，所述第一绝缘层可以局部地覆盖暴露的所述n型半导体层。
另外，所述第一绝缘层可以具有比所述第二键合垫的宽度大的长度。进而，所述第一绝缘层可以具有包围所述第二键合垫的三个面的形状。
在一实施例中，所述台面可以具有较长的形状，所述第二键合垫可以在所述台面上与所述第一键合垫相向而布置于所述台面的长度方向的一侧末端边缘部位附近，并且所述第一绝缘层可以覆盖所述第二键合垫与所述一侧末端边缘部位之间的所述p型半导体层区域的一部分。
并且，所述第一绝缘层还可以覆盖所述一侧末端边缘部位附近的台面侧面及暴露的n型半导体层。
进而，所述第一绝缘层可以在所述一侧末端边缘部位附近沿所述台面的边缘部位而在长度方向上延伸。沿所述台面的长度方向布置的第一绝缘层部分的长度可以大于所述第二键合垫的宽度，并小于所述台面的最大长度的1/2。从而，能够减小由于所述第一绝缘层造成的光损失，同时能够保证高湿条件下的可靠性。
在另一实施例中，所述台面可以包括通过所述p型半导体层及所述活性层而使所述n型半导体层暴露的凹槽，所述第一绝缘层可以覆盖位于所述凹槽与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分。
在又一实施例中，所述发光二极管还可以包括：附加绝缘层，与所述第一绝缘层隔开，其中，所述台面可以包括通过所述p型半导体层及所述活性层而使所述n型半导体层暴露的凹槽，所述附加绝缘层可以覆盖位于所述凹槽与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分。
并且，所述附加绝缘层可以覆盖所述凹槽侧壁的一部分。
所述发光二极管还可以包括：透明电极，欧姆接触于所述p型半导体层，其中，所述第二键合垫可以位于所述透明电极上而电连接于所述透明电极。
在一实施例中，所述透明电极可以覆盖所述第一绝缘层的一部分。
进而，所述透明电极与第一绝缘层可以以第一宽度w1的大小重叠，所述透明电极与所述p型半导体层的边缘部位隔开第二宽度w2的大小，其中，所述第一宽度w1可以大于第二宽度w2，并且所述第一宽度w1为10μm以下。例如，所述第一宽度w1可以为5μm，并且所述第二宽度w2可以为4μm。
并且，还可以包括从所述第一键合垫延伸的第一延伸部。所述第一延伸部电连接于n型半导体层。所述第一延伸部可以通过形成于所述第一绝缘层的孔电连接于n型半导体层。与此不同，所述第一延伸部可以包括彼此隔开的多个岛，所述第一延伸部在所述岛之间的区域电连接于所述n型半导体层。
在另一实施例中，所述第一绝缘层的一部分可以覆盖所述透明电极。在又一实施例中，所述第一绝缘层的侧面与所述透明电极的侧面可以彼此相向地布置。
根据本发明的又一实施例的发光元件包括：n型半导体层；台面，以使所述n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于所述n型半导体层上，并包括活性层及位于所述活性层上的p型半导体层；第一键合垫，电连接于所述n型半导体层；第二键合垫，电连接于所述p型半导体层；键合引线，键合于所述第二键合垫；以及金属离子迁移防止层，布置于暴露的所述n型半导体层与所述第二键合垫之间，其中，所述金属离子迁移防止层与所述第二键合垫隔开而与所述第一键合垫相向地形成，并且沿邻近于所述键合引线的所述p型半导体层的边缘部位而布置。
所述金属离子迁移防止层的长度可以小于所述台面的边缘部位整体长度的1/2。
在高湿条件下，金属离子可以从布置于正电极侧的金属引线向负电极侧移动。从而可能发生漏电流，并且发生由于短路造成的不良。然而，通过布置金属离子迁移防止层，能够防止金属离子的迁移，从而能够防止在高湿条件下发生由于短路而造成的不良。
在一实施例中，所述键合引线可以为银(Ag)线。
根据本发明的又一实施例的发光元件包括：基座；第一引脚及第二引脚，邻近于所述基座而布置；上述的发光二极管，贴装于所述基座上；键合引线，将所述发光二极管电连接到所述第一引脚及第二引脚；以及成型部，覆盖所述发光二极管及键合引线，其中，所述发光二极管包括布置于p型半导体层上的透明电极，所述键合引线与第一键合垫及第二键合垫分别键合，所述成型部相接于所述发光二极管的第一键合垫、第二键合垫、所述透明电极及第一绝缘层，并且部分相接于通过台面暴露的n型半导体层。
进而，所述成型部与所述透明电极相接的面积可以大于所述成型部与所述发光二极管的其他构成要素相接的面积。
图1是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管100的示意性平面图，图2a、图2b及图2c分别是沿图1的截取线A-A'、B-B'及C-C'截取的剖面图。
参照图1、图2a、图2b及图2c，所述发光二极管100可以包括基板21、包含台面M的发光结构体30、电流阻挡层29a、电流阻断层29b、第一绝缘层31、透明电极33、第一键合垫35、第一延伸部35a、第二键合垫37及第二延伸部37a。
基板21可以是绝缘性基板或导电性基板。并且，基板21可以是用于使发光结构体30生长的生长基板，可以包括蓝宝石基板、碳化硅基板、硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板等。例如，基板21可以是蓝宝石基板，尤其，可以是被图案化的图案化蓝宝石基板(PSS:patterned sapphire substrate)，在该情况下，基板21可以包括在其上表面形成的多个凸出部。基板21可以是大致为较长的矩形形状，然而本发明并不局限于此。
在基板21上布置有包含台面M的发光结构体30。发光结构体30可以包括n型半导体层23、位于n型半导体层23上的p型半导体层27以及位于n型半导体层23与p型半导体层27之间的活性层25。另外，台面M包括p型半导体层27及活性层25。
n型半导体层23、活性层25及p型半导体层27可以利用分子束外延(MBE：molecularbeam epitaxy)或者金属有机化学气相沉积(MOCVD：metalorganic chemical vapordeposition)等公知方法在腔室内生长于基板21上。n型半导体层23与基板21一同被切割(dicing)，从而可以具有与基板21相同的平面形状。然而本发明并不一定局限于此，n型半导体层23也可以位于基板21的一部分区域内。
另外，n型半导体层23、活性层25及p型半导体层27可以包括Ⅲ-Ⅴ族氮化物系半导体，例如，可以包括如(Al、Ga、In)N等氮化物系半导体。n型半导体层23可以包括n型杂质(例如，Si、Ge、Sn)，p型半导体层27可以包括p型杂质(例如，Mg、Sr、Ba)。活性层25可以包括单量子阱结构或多量子阱结构(MQW)，并且可以调节氮化物系半导体的组成比以使其发出所期望的波长。
台面M位于n型半导体层23的一部分区域上，因此，在未形成台面M的区域暴露有n型半导体层23的上表面。台面M可以通过在基板21上生长n型半导体层23、活性层25及p型半导体层27之后局部地蚀刻p型半导体层27及活性层25而形成。台面M的形态不受限制，但是可以具有大致与基板21相似的形状。即，如图1所示，台面M可以具有大致为矩形的形状，并且可以具有沿一侧方向(长度方向)较长的形状。并且，台面M可以具有倾斜的侧面，然而并不局限于此，也可以具有相对于n型半导体层23的上表面垂直的侧面。并且，在本实施例中，台面M可以在一侧侧面包括向内部凹陷的凹陷部，以布置第一延伸部35a。
并且，台面M还可以包括形成于其侧面的凹凸图案(未图示)。所述凹凸图案可以通过干式蚀刻和/或湿式蚀刻等图案化方法形成。所述凹凸图案提高了在活性层25生成的光的提取效率。
透明电极层33位于p型半导体层27上，并且可以欧姆接触于p型半导体层27。透明电极层33可以包括导电性氧化物或者如同透光性金属层的具有的透光性及导电性的物质。例如，透明电极层33可以包括ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)、ZnO(Zinc Oxide，氧化锌)、ZITO(Zinc Indium Tin Oxide，氧化锌铟锡)、ZIO(Zinc Indium Oxide，氧化铟锌)、ZTO(Zinc Tin Oxide，氧化锌锡)、GITO(Gallium Indium Tin Oxide，氧化镓铟锡)、GIO(Gallium Indium Oxide，氧化镓铟)、GZO(Gallium Zinc Oxide，氧化镓锌)、AZO(Aluminumdoped Zinc Oxide，掺杂铝的氧化锌)、FTO(Fluorine Tin Oxide，掺杂氟的氧化锡)以及Ni/Au叠层结构中的至少一个。
第一键合垫35可以布置于台面M上。第一键合垫35与p型半导体层27电绝缘，为此，电流阻断层29b可以布置于第一键合垫35与p型半导体层27之间。电流阻断层29b可以局部地覆盖暴露于第一键合垫35周围的台面M的侧面及n型半导体层23。电流阻断层29b使第一键合垫35与p型半导体层27绝缘，并且防止布置于第一键合垫35上的键合引线与透明电极33或p型半导体层27形成短路。
另外，第一延伸部35a可以从所述第一键合垫35开始延伸。第一延伸部35a可以向暴露的n型半导体层23上延伸而接触于n型半导体层23。第一延伸部35a与第一键合垫35可以一同在同一个工序中利用同一种材料形成。第一延伸部35a跨过较宽的区域而接触于n型半导体层23，从而帮助进行电流分散。
第二键合垫37可以布置于台面M上。如图所示，第二键合垫37可以相向于第一键合垫35而布置于台面M的长度方向的一侧末端边缘部位附近。第二键合垫37与台面M的边缘部位隔开。因此，在第二键合垫37与暴露于台面M周围的n型半导体层23之间布置有台面M的一部分。
另外，第二延伸部37a从第二键合垫37向第一键合垫35侧延伸。第二延伸部37a与第二键合垫37可以利用同一种材料在同一个工序中一同形成。但是，第二键合垫37作为用于键合引线的垫，为了能够形成引线球(wire ball)而具有相比于第二延伸部37a相对宽的宽度。
第二键合垫37可以包括金属物质，可以包括Ti、Pt、Au、Cr、Ni、Al等，且可以形成为单层或多层结构。例如，第二键合垫37可以包括Ti层/Au层、Ti层/Pt层/Au层、Cr层/Au层、Cr层/Pt层/Au层、Ni层/Au层、Ni层/Pt层/Au层以及Cr层/Al层/Cr层/Ni层/Au层的金属叠层结构中的至少一个。并且，第二键合垫37可以利用与第一键合垫35相同的物质一同形成。
电流阻挡层29a可以布置于第二键合垫37及第二延伸部37a下部。尤其，电流阻挡层29a可以布置于p型半导体层27与透明电极33之间。电流阻挡层29a可以防止通过第二键合垫37供应的电流集中于第二键合垫37或第二延伸部37a周围。因此，电流阻挡层29a可以包括绝缘性物质，并且也可以形成为单层或多层。例如，电流阻挡层29a可以包括SiOx或者SiNx，或者也可以包括由折射率不同的绝缘性物质层层叠而成的分布布拉格反射器。电流阻挡层29a也可以具有透光性，还可以具有光反射性，并且还可以具有选择性的光反射性。
并且，电流阻挡层29a可以具有比第二键合垫37及第二延伸部37a大的面积，以使第二键合垫37及第二延伸部37a限定位于电流阻挡层29a上。
另外，如图2a所示，透明电极33可以具有使电流阻挡层29a在第二键合垫37下部暴露的开口部，因此，第二键合垫37可以接触于电流阻挡层29a。
另外，第一绝缘层31覆盖第二键合垫37与暴露于台面M周围的n型半导体层23之间的p型半导体层27区域的一部分。第一绝缘层31沿台面M的边缘部位局部地布置。尤其，第一绝缘层31可以覆盖通过台面M暴露的n型半导体层23的暴露区域中最靠近第二键合垫37的暴露区域与所述第二键合垫37之间的p型半导体层27区域的一部分，并且沿p型半导体层27的边缘部位布置为较长的形状。并且，如图1所示，第一绝缘层31可以布置为包围第二键合垫37的三个面。并且，如图1及图2a所示，第一绝缘层31可以局部地覆盖台面M的侧面及n型半导体层23的暴露区域。大致地，第一绝缘层31可以与第二键合垫37隔开，且与第一键合垫35相向而形成，即形成于第一键合垫35的相反侧。
第一绝缘层31为了阻断金属离子通过电场而从形成于第二键合垫37上的引线移动而布置。因此，第一绝缘层31可以被命名为金属离子迁移防止层。在高湿度条件下，在透明电极33上形成水分层，金属离子能够通过该水分层而从第二键合垫37向n型半导体层23侧移动。由于第二键合垫37与暴露的n型半导体层23之间的间隔越小，电场越强，因此需要在金属离子的移动路径最靠近的部分布置第一绝缘层31。进而，通过将第一绝缘层31布置为相对较长的形状，以充分地阻断金属离子可能移动的路径，从而能够防止由于金属离子造成的电短路。为此，第一绝缘层31需要形成为大于第二键合垫37的宽度。
另外，由于第一绝缘层31可能降低光输出，因此限定于一部分区域。尤其，第一绝缘层31的整体长度可以小于台面M的边缘部位整体长度的1/2，进而可以小于1/4。通过控制第一绝缘层31的整体长度能够减小由于第一绝缘层31造成的光损失。然而，本发明并不局限于此，第一绝缘层31也可以覆盖台面M的边缘部位的几乎绝大部分，也可以连接于电流阻断层29b。
如图2a所示，透明电极33可以覆盖第一绝缘层31的一部分。即，第一绝缘层31可以布置于透明电极33下方。如图2a的部分放大剖面图所示，第一绝缘层31与透明电极33可以重叠第一宽度w1的大小。另外，透明电极33与p型半导体层27的边缘部位隔开第二宽度w2的大小。通常，透明电极33与p型半导体层27的边缘部位隔开，例如第二宽度w2的大小可以是约4μm。另外，为了有效地防止金属离子向第一绝缘层31的下部移动，透明电极33与第一绝缘层31需要充分重叠。因此，第一宽度w1大于第二宽度w2，例如可以是约5μm以上。另外，第二宽度w2的上限可以限制为能够在p型半导体层27的边缘部位附近分散电流。例如，第二宽度w2可以小于10μm。
另外，第一绝缘层31可以与电流阻挡层29a及电流阻断层29b一同在形成透明电极33之前形成。然而，本发明并不局限于此，第一绝缘层31还可以利用与电流阻挡层29a及电流阻断层29b不同的物质形成。第一绝缘层31例如可以利用氧化硅或氮化硅形成。
在本实施例中，布置于p型半导体层27上的绝缘层可以限制为电流阻挡层29a、电流阻断层29b及第一绝缘层31。因此，p型半导体层27的大部分区域不会被除了透明电极33之外的其他物质层覆盖，从而能够减少由于绝缘层造成的光损失。
并且，虽然根据现有技术的保护膜覆盖透明电极33，但是在本实施例中，在透明电极33上不布置任何绝缘层。但是，本发明并不局限于此，同后文所述，第一绝缘层31的一部分也可以覆盖透明电极33。
图3至图8是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管100的多种变形例的示意性剖面图。
首先，参照图3，虽然在同上所述的发光二极管100中，第一绝缘层31延伸至暴露于台面M周围的n型半导体层23的边缘部位，但是在本变形例中，第一绝缘层31局部地覆盖暴露的n型半导体层23，并使n型半导体层23的边缘部位附近区域暴露。由于第一绝缘层31与n型半导体层23的边缘部位隔开，因此当通过切割工序分割发光二极管时，能够防止第一绝缘层31由于切割工序而被损伤。
参照图4，在本变形例中，第一绝缘层31的一部分覆盖透明电极33。因此，第一绝缘层31会在形成透明电极33之后形成。由于第一绝缘层31覆盖透明电极33，因此能够进一步可靠地阻断金属离子从第二键合垫37侧向n型半导体层23侧移动。
参照图5，在本变形例中，第一绝缘层31布置为其侧面与透明电极33的侧面相面对。因此，第一绝缘层31与透明电极33互不重叠。第一绝缘层31的侧面可以与透明电极33的侧面相接，然而并不局限于此，也可以与透明电极33隔开。
参照图6，在本变形例中，第一绝缘层31限定布置于p型半导体层27上，并且不覆盖台面M的侧面或暴露的n型半导体层23。虽然图示了第一绝缘层31布置为不与透明电极33重叠的情形，然而并不局限于此，第一绝缘层31的至少一部分可以布置于透明电极33的下部或上部。
图7a、图7b及图7c是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性平面图。
参照图7a，根据本实施例的发光二极管100a与图1的发光二极管大致相似，然而差异在于第一绝缘层31沿台面M的边缘部位进一步延伸。
第一绝缘层31可以沿台面M的两侧边缘部位延伸，并且可以延伸到电流阻断层29b附近。第一绝缘层31与透明电极33重叠的宽度w1可以大致恒定，可以为5至10μm，更具体地可以为约5μm。并且，第一绝缘层31可以与电流阻断层29b隔开约2至5μm。
在本实施例中，电流阻断层29b与透明电极33隔开。然而，本发明并不局限于此，电流阻断层29b也可以与透明电极33重叠。
另外，第一绝缘层31覆盖暴露于台面M附近的n型半导体层23，因此，第一延伸部35a经过第一绝缘层31上部。如图所示，第一绝缘层31可以具有使n型半导体层23暴露的多个开口部31a，第一延伸部35a可以通过多个开口部31a电连接于n型半导体层23。多个开口部31a可以以恒定的间隔布置，然而并不局限于此，也可以以互不相同的间隔布置。例如，开口部31a可以以越远离第一键合垫35间隔越小的方式布置，因此，能够更均匀地分散电流。
参照图7b，根据本实施例的发光二极管100b与图7a的发光二极管100a大致相似，然而差异在于在第一绝缘层31的左侧末端的端部还包括朝向电流阻断层29b凸出的凸出部。因此，能够最大化地确保透明电极33与第一绝缘层31重叠的区域。
参照图7c，根据本实施例的发光二极管100c与参照图7a描述的发光二极管100a大致相似，然而差异在于第一绝缘层31延伸至电流阻断层29b而相互连接。第一绝缘层31及电流阻断层29b可以在同一工序中利用同一种材料形成，通过将它们形成为相互连接，能够简化工序。
图8是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的又一变形例的示意性平面图。
参照图8，根据本实施例的发光二极管100d与图7c的发光二极管100c大致相似，然而差异在于不在第一绝缘层31形成开口部31a而将第一绝缘层31图案化为多个岛31b。
岛31b沿第一延伸部35a布置于第一延伸部的下方。因此，第一延伸部35a可以与暴露于岛31b之间的n型半导体层23电连接。
并且，岛31b也可以与第一绝缘层31一样，与透明电极33重叠相当于第一宽度w1。岛31b可以具有多样的形状，尤其，可以具有侧面倾斜的形状。从而，能够防止第一延伸部35a在岛31b的侧面断线。
并且，虽然在图8中图示了第一绝缘层31的左侧末端的端部连接于电流阻断层29b的情形，但是同图7a及图7b的变形例，第一绝缘层31的左侧末端的端部也可以被隔开约2至5μm。
另外，同上所述的图3至图5的变形例也可以应用于图7a、图7b、图7c及图8的变形例中。并且，参照图3至图8所述的变形例也可以相似地应用于后述的多种实施例中。图9是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管200的示意性平面图，图10a及图10b分别是沿图9的截取线D-D'及E-E'截取的示意性剖面图。
参照图9、图10a及图10b，根据本实施例的发光二极管200与同上所述的发光二极管100大致相似，然而发光二极管200具有相对更宽的发光面积，因此，具有更多的延伸部35a、37a。并且，同上所述的发光二极管100包括布置于p型半导体层27上的第一键合垫35，然而根据本实施例的发光二极管包括布置于在台面M形成的凹槽内的第一键合垫35。
首先，台面M布置于n型半导体层23的一部分区域上，使得n型半导体层23的上表面沿其周长暴露。台面M可以具有较长的矩形形状，如图所示，在侧面可以具有凹凸图案。
另外，台面M可以包括使n型半导体层23暴露的凹槽，第一键合垫35可以布置于所述凹槽内。第一延伸部35a从第一键合垫35向第二键合垫37侧延伸。
第二键合垫37与第一键合垫35相向而布置于台面M的长度方向的一侧末端边缘部位(垂直于长度方向的一侧边缘部位)附近。在本实施例中，暴露的n型半导体层23区域中最靠近第二键合垫37的区域可以位于台面M的所述一侧末端边缘部位附近。
第一绝缘层31覆盖第二键合垫37与暴露的n型半导体层23之间的p型半导体层27的一部分区域。尤其，第一绝缘层31可以覆盖暴露的n型半导体层23区域中的最靠近第二键合垫37的区域与第二键合垫37之间的p型半导体层的一部分，并且沿台面M的边缘部位延伸。第一绝缘层31的长度大于第二键合垫37的宽度。另外，第一绝缘层31可以向平行于长度方向的边缘部位侧延伸，从而可以包围第二键合垫37的三个面。然而，本发明并不局限于此，平行于长度方向的边缘部位也可以完全不被第一绝缘层31覆盖。例如，在平行于台面M的长度方向的边缘部位相对远离第二键合垫37的情况下，即使省略第一绝缘层31也不会轻易发生电短路。因此，在这种情况下，第一绝缘层31可以仅布置于垂直于长度方向的一侧边缘部位附近。
另外，n型半导体层23可以通过用于形成第一延伸部35a的凹槽暴露，并且在通过凹槽暴露的n型半导体层23与第二键合垫37之间也形成相对较强的电场。因此，第一绝缘层31可以覆盖位于所述凹槽与所述第二键合垫37之间的p型半导体层27区域的一部分。在第二键合垫37相比于沿台面M的周长暴露的n型半导体层23相对更靠近凹槽地布置的情况下，布置于台面M边缘部位附近的第一绝缘层31也可以省略，并且第一绝缘层31仅布置于凹槽附近。
另外，在第二键合垫37及第二延伸部37a下部可以布置有电流阻挡层129a，如同上述的电流阻挡层29a，电流阻挡层129a可以布置于透明电极33的下部。
并且，电流阻挡层129b可以局部地布置于第一键合垫35的下部区域内，电流阻断层129c可以覆盖第一键合垫35周围的凹槽侧壁。
在本实施例中，虽然图示了第一绝缘层31布置于透明电极33下部并延伸至暴露的n型半导体层23的边缘部位为止的情形，但是如同上文中参照图3至图6所述，可进行多样的变形。
图11是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管300的示意性平面图，图12a及图12b分别是沿图11的截取线F-F'及G-G'截取的示意性剖面图。
参照图11、图12a及图12b，所述发光二极管300与同上参照图9所述的发光二极管200大致相似，然而差异在于在基板21上布置有多个发光单元R1C1～R2C3且这些发光单元相互电连接。以下，为了避免重复，针对区别于同上所述的事项的内容进行说明。
如图11的平面图所示，基板21可以具有矩形或正方形的外型。在上文中的实施例中，基板21大致地具有较长的形状，但是在本实施例中，基板21大致地具有接近正方形的形状。然而，本实施例并不一定局限于此，基板21的大小及形状可以进行多样的选择。
多个发光单元R1C1～R2C3布置于基板21上。各发光单元包括n型半导体层23以及布置于所述n型半导体层23上的台面M。同上所述，台面M包括活性层25及p型半导体层27，并且面积小于n型半导体层23。
所述多个发光单元R1C1～R2C3可以通过台面蚀刻区域及单元分离区域ISO排列为行列结构。虽然在附图中图示了多个发光单元排列为2×3行列的情形，然而并不局限于此，可以排列为2×2以上的多种行列。
另外，排列于同一行的发光单元可以共享n型半导体层23。例如，排列于第一行的发光单元R1C1、R1C2、R1C3可以共享n型半导体层，排列于第二行的发光单元R2C1、R2C2、R2C3也可以共享n型半导体层。
另外，排列于同一列的发光单元可以具有彼此分离的n型半导体层23。例如，排列于第一列的发光单元R1C1、R2C1的n型半导体层23通过单元分离区域ISO彼此分离，排列于第二列的发光单元R1C2、R2C2的n型半导体层23也通过单元分离区域ISO彼此分离，排列于第三列的发光单元R1C3、R2C3的n型半导体层23也通过单元分离区域ISO彼此分离。
在本实施例中，排列于同一行的发光单元共享n型半导体层23，从而能够防止电流沿特定列集中。即，即使电流在某一行内通过特定发光单元而集中，该电流也能够通过彼此共享的n型半导体层23再次分散，从而，电流能够均匀地分散并供应于下一行的发光单元。
然而，本发明并不局限于此，同一行内的发光单元也可以通过单元分离区域彼此分离。
透明电极33分别布置于发光单元上。透明电极33具有与p型半导体层27大致相同的形状。但是，透明电极33可以具有小于p型半导体层27的面积。
另外，各发光单元可以包括贯通p型半导体层27及活性层25而使n型半导体层23暴露的凹槽。凹槽被透明电极33、p型半导体层27及活性层25包围。如图所示，凹槽可以具有从发光单元的一侧边缘部位朝向另一侧边缘部位而较长的形状。例如，如图11所示，凹槽可以具有沿相对于单元分离区域ISO垂直的方向而较长的形状。
形成于发光单元的凹槽具有彼此大致相同的大小，从而通过凹槽暴露的n型半导体层23的暴露区域也具有彼此大致相同的大小。并且，多个发光单元R1C1～R2C3具有彼此大致相同的大小，从而，活性层25可以具有彼此大致相同的光生成区域。即，活性层25可以具有彼此相同的外型，进而，相同大小的凹槽贯通活性层25。由于活性层25的光生成区域彼此相同，因此电流可以均匀地分散在发光单元。然而，本发明并不局限于此，也可以调节发光单元的面积，以能够均匀地生成光。例如，排列于第二列的发光单元R1C2、R2C2可以具有比排列于第一列及第三列的发光单元R1C1、R2C1、R1C3、R2C3大的面积。
另外，如图11所示，凹槽可以在各个活性层25内形成于大致相同的位置，然而对于形成有第二键合垫37的发光单元R1C2而言，由于第二键合垫37可能导致凹槽的位置略微变形。即，为了确保从第二键合垫37隔开的距离，形成于发光单元R1C2的凹槽可以比形成于其他发光单元的凹槽略微短。
如图11所示，第一键合垫35及第二键合垫37可以分别布置于互不相同的发光单元区域内。例如，第一键合垫35可以布置于发光单元R2C2区域，第二键合垫37可以布置于发光单元R1C2上。
另外，与上文中参照图9描述的内容相似地，电流阻挡层129b局部地布置于第一键合垫35的下部区域内，电流阻断层129c覆盖第一键合垫35周围的台面侧壁。进而，电流阻挡层129a可以布置于第二键合垫37及延伸部37a的下部。如同上文中的实施例所述，电流阻挡层129a可以布置于透明电极33与p型半导体层27之间。
另外，延伸部35a从第一键合垫35延伸，并且延伸部35a在各个凹槽内接触于n型半导体层23。并且，在延伸部35a下方也可以以岛形态布置有电流阻挡层129d。
第一电极连接部37b将相邻的发光单元上的延伸部37a相互电连接，第二电极连接部36将相邻的第一延伸部35a与第二延伸部37a电连接。为了防止由于第二电极连接部36导致的电短路，电流阻断层129e可以分别布置于第二电极连接部36下部。第一电极连接部37b与n型半导体层23绝缘，为此，可以在第一电极连接部37b下部也布置电流阻断层。虽然在本实施例中图示了第一绝缘层31布置于第一电极连接部37b下部的情形，然而并不一定局限于此，可以布置有与第一绝缘层31隔开的其他电流阻断层。
另外，在本实施例中，，第一绝缘层31可以以与参照图9描述的内容类似的方式布置于发光单元R1C2周围。即，第一绝缘层31覆盖发光单元R1C2上的通过台面M暴露的n型半导体层23与第二键合垫37之间的p型半导体层27区域的一部分。如图11所示，第一绝缘层31可以从邻近于第二键合垫37的台面M的边缘部位向发光单元与发光单元之间的区域延伸。第一绝缘层31可以布置为包围第二键合垫37的三个面，并且可以局部地覆盖台面M的侧面及暴露的n型半导体层23。第一绝缘层31也可以如同参照图3至图6描述地进行变形。
进而，第一绝缘层31可以额外覆盖第二键合垫37与凹槽之间的p型半导体层27区域的一部分。
图13是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的示意性剖面图。
参照图13，所述发光元件可以包括基座210、第一引脚及第二引脚221、223、键合引线231、233，反射器211、发光二极管100及成型部240。
基座210可以利用塑料或陶瓷等多样的材料形成，并且可以是印刷电路板或成型的引线框架。
第一引脚221及第二引脚223贴附于基座210。第一引脚221及第二引脚223可以是由印刷于基座210的印刷电路或由引线框架提供的引脚。
发光二极管100可以贴装于基座210上。如图所示，发光二极管100可以贴装于第二引脚223上，然而并不局限于此，也可以贴装于第一引脚221上，也可以与第一引脚221及第二引脚223隔开而贴装于基座210上。
键合引线231键合于发光二极管100的第一键合垫35，并且键合引线233键合于第二键合垫37。如图13所示，键合引线233可以包括布置于第二键合垫37上的球部分以及从球部分延伸的引线部分。第一键合引线231也包括布置于第一键合垫35上的球部分以及从球部分延伸的引线部分。
虽然键合引线233的球部分限定布置于第二键合垫37上部区域内，但是并不一定局限于此，至少一部分可以向第二键合垫37的侧面侧脱离。
所述键合引线231、233可以利用铜或银形成。由于铜线或银线与金线相比具有经济性，因此能够节减发光元件制造成本。
发光二极管100的金属离子迁移防止层31可以至少沿邻近于键合引线233的p型半导体层27的边缘部位而布置，并且能够阻断金属沿键合引线233与n型半导体层23之间的较短的距离移动。
反射器211可以布置于基座210上而包围发光二极管100。反射器211可以具有倾斜面，并且能够反射从发光二极管100发射的光而提高发光元件的发光效率。
成型部240可以包括波长转换物质，并且使被反射器211包围的区域成型。因此，成型部240可以包围键合引线231、233并相接于第一键合垫35及第二键合垫37。并且，成型部240相接于从第一键合垫35延伸的第一延伸部35a以及从第二键合垫37延伸的第二延伸部37a。并且，成型部240可以相接于第一绝缘层31、透明电极33、电流阻断层29b。并且，在若干实施例中，成型部240可以部分相接于在台面M周围暴露的n型半导体层23。在本实施例中，成型部240相接于发光二极管100的多种构成要素，其中，与透明电极33相接的面积最宽。因此，从发光二极管100发出的光能够主要从透明电极33直接入射至成型部240，从而，发光元件的光效率得到提高。
虽然在本实施例中对基座210上布置发光二极管100的情形进行了说明，但是并非特别地对发光二极管100进行了限制，也可以布置发光二极管100a、100b、200或300，并且还可以布置有将这些发光二极管变形的发光二极管。并且，发光元件并非局限于在此描述的特定封装件形态，也可以实现为使用键合引线的多种封装件或发光模块。
并且，发光元件可以贴装于照明装置、显示器、汽车前照灯等多样的产品进行使用。
(实验例)
利用如同图1所图示的发光二极管的结构，即，以包围第二键合垫37的三个面的方式形成第一绝缘层31的结构的发光二极管制成多个发光元件(实施例)，并利用此而在60℃且相对湿度为90％的条件下执行了可靠性试验。另外，利用在图1的发光二极管中省略第一绝缘层31的发光二极管制成多个发光元件(比较例)，并利用此而在与实施例相同的条件下执行了可靠性试验。比较例及实施例均使用银线作为键合引线。
根据比较例的发光元件随着长时间的测试而呈现了在大量样品中发生漏电流的倾向，并且发生大量元件不良。与此相反，根据实施例的发光元件未发生漏电流，并且未发生不良。
图14a是根据比较例的发光元件的高温高湿可靠性测试后在发生不良的发光元件中采取的发光二极管的第二键合垫37周围的SEM图像，图14b是根据本发明的实施例的发光元件的高温高湿可靠性测试后的第二键合垫37周围的光学图像。
参照图14a，从照片中可以确认，在通过P1、P2、P3框标记的部分形成有银凝聚物。银凝聚物集中于靠近引线球的台面的边缘部位附近。与此相反，如图14b所示，在引线键合的第二键合垫37周围布置有第一绝缘层31的实施例中，未观察到银凝聚物。
图15a是示出根据比较例及实施例的发光元件的按高温高湿可靠性测试时间的正向电压变化的曲线图。相比于实施例的发光元件，比较例的发光元件的正向电压随着可靠性测试时间的经过而大幅升高。虽然难以明确地对正向电压升高的原因进行说明，但是判断为在高温高湿条件下金属离子迁移使发光二极管的电特性不稳定。
图15b是示出根据比较例及实施例的发光元件的按高温高湿可靠性测试时间的光输出变化的曲线图。相比于实施例的发光元件，比较例的发光元件的光输出随着可靠性测试时间的经过而相对快速地下降。
以上，已对本发明的多样的实施例进行了说明，然而本发明并不限定于这些实施例，可以进行多种变更。并且，在不脱离本发明的技术思想的范围内，对各实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。

Claims (25)

1.一种发光二极管，包括：
n型半导体层；
台面，以使所述n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于所述n型半导体层上，并包括活性层及位于所述活性层上的p型半导体层；
第一键合垫，电连接于所述n型半导体层；
引线键合用第二键合垫，电连接于所述p型半导体层；以及
第一绝缘层，至少一部分布置于通过所述台面暴露的n型半导体层的暴露区域与所述第二键合垫之间，
其中，所述第一绝缘层覆盖通过所述台面暴露的n型半导体层的暴露区域中的最靠近所述第二键合垫的暴露区域与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分，
所述第一绝缘层沿邻近于暴露的所述n型半导体层的所述p型半导体层的边缘部位而布置，
其中，所述第一绝缘层与所述第二键合垫隔开而布置。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层比所述第二键合垫更靠近暴露的所述n型半导体层而布置。
3.根据权利要求2所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层局部地覆盖暴露的所述n型半导体层。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层具有比所述第二键合垫的宽度大的长度。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层具有包围所述第二键合垫的三个面的形状。
6.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述台面具有长的形状，
所述第二键合垫在所述台面上与所述第一键合垫相向而布置于所述台面的长度方向的一侧末端边缘部位附近，
所述第一绝缘层覆盖所述第二键合垫与所述一侧末端边缘部位之间的所述p型半导体层区域的一部分。
7.根据权利要求6所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层还覆盖所述一侧末端边缘部位附近的台面侧面及暴露的n型半导体层。
8.根据权利要求6所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层在所述一侧末端边缘部位附近沿所述台面的边缘部位而在长度方向上延伸。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其中，
沿所述台面的长度方向布置的第一绝缘层部分的长度大于所述第二键合垫的宽度，并小于所述台面的最大长度的1/2。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述台面包括通过所述p型半导体层及所述活性层而使所述n型半导体层暴露的凹槽，
所述第一绝缘层覆盖位于所述凹槽与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分。
11.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，还包括：
附加绝缘层，与所述第一绝缘层隔开，
其中，所述台面包括通过所述p型半导体层及所述活性层而使所述n型半导体层暴露的凹槽，
所述附加绝缘层覆盖位于所述凹槽与所述第二键合垫之间的所述p型半导体层区域的一部分。
12.根据权利要求11所述的发光二极管，其中，
所述附加绝缘层覆盖所述凹槽侧壁的一部分。
13.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，还包括：
透明电极，欧姆接触于所述p型半导体层，
其中，所述第二键合垫位于所述透明电极上而电连接于所述透明电极。
14.根据权利要求13所述的发光二极管，其中，
所述透明电极覆盖所述第一绝缘层的一部分。
15.根据权利要求14所述的发光二极管，其中，
所述透明电极与第一绝缘层以第一宽度的大小重叠，
所述透明电极与所述p型半导体层的边缘部位隔开第二宽度的大小，
其中，所述第一宽度大于第二宽度，
并且所述第一宽度为10μm以下。
16.根据权利要求15所述的发光二极管，其中，
所述第一宽度为5μm，
并且所述第二宽度为4μm。
17.根据权利要求15所述的发光二极管，其中，还包括：
从所述第一键合垫延伸的第一延伸部，
其中，所述第一延伸部通过形成于所述第一绝缘层的孔电连接于n型半导体层。
18.根据权利要求15所述的发光二极管，其中，还包括：
从所述第一键合垫延伸的第一延伸部，
其中，所述第一延伸部包括彼此隔开的多个岛，
所述第一延伸部在所述岛之间的区域电连接于所述n型半导体层。
19.根据权利要求13所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层的一部分覆盖所述透明电极。
20.根据权利要求13所述的发光二极管，其中，
所述第一绝缘层的侧面与所述透明电极的侧面彼此相向地布置。
21.一种发光元件，包括：
n型半导体层；
台面，以使所述n型半导体层的上表面部分暴露的方式位于所述n型半导体层上，并包括活性层及位于所述活性层上的p型半导体层；
第一键合垫，电连接于所述n型半导体层；
第二键合垫，电连接于所述p型半导体层；
键合引线，键合于所述第二键合垫；以及
金属离子迁移防止层，布置于暴露的所述n型半导体层与所述第二键合垫之间，
其中，所述金属离子迁移防止层与所述第二键合垫隔开而与所述第一键合垫相向地形成，并且沿邻近于所述键合引线的所述p型半导体层的边缘部位而布置。
22.根据权利要求21所述的发光元件，其中，
所述金属离子迁移防止层的长度小于所述台面的边缘部位整体长度的1/2。
23.根据权利要求21所述的发光元件，其中，
所述键合引线为银线。
24.一种发光元件，包括：
基座；
第一引脚及第二引脚，邻近于所述基座而布置；
如权利要求1所述的发光二极管，贴装于所述基座上；
键合引线，将所述发光二极管电连接到所述第一引脚及第二引脚；以及
成型部，覆盖所述发光二极管及键合引线，
其中，所述发光二极管包括布置于p型半导体层上的透明电极，
所述键合引线与第一键合垫及第二键合垫分别键合，
所述成型部相接于所述发光二极管的第一键合垫、第二键合垫、所述透明电极及第一绝缘层，并且部分相接于通过台面暴露的n型半导体层。
25.根据权利要求24所述的发光元件，其中，
所述成型部与所述透明电极相接的面积大于所述成型部与所述发光二极管的其他构成要素相接的面积。
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