CN111092138A - 倒装芯片型发光二极管芯片 - Google Patents

倒装芯片型发光二极管芯片 Download PDF

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CN111092138A CN201910800009.3A CN201910800009A CN111092138A CN 111092138 A CN111092138 A CN 111092138A CN 201910800009 A CN201910800009 A CN 201910800009A CN 111092138 A CN111092138 A CN 111092138A
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金京完
朴泰俊
禹尙沅
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Abstract

本发明揭示一种倒装芯片型发光二极管芯片，包括：基板；第一导电型半导体层；台面，包括活性层及第二导电型半导体层；透明电极，欧姆接触到第二导电型半导体层上；接触电极，沿横向远离台面而配置到第一导电型半导体层上；电流扩散器，电连接到透明电极；第一绝缘反射层，具有使接触电极及电流扩散器的一部分露出的开口部，包括分布布勒格反射器；第一焊垫电极及第二焊垫电极，位于第一绝缘反射层上，通过开口部分别连接到所述接触电极及电流扩散器；以及第二绝缘反射层，配置到基板的下部，包括分布布勒格反射器；第二绝缘反射层远离第一绝缘反射层。本发明可利用第一绝缘反射层反射朝向焊垫电极侧行进的光，从而可减少因金属层产生的光损耗。

Description

倒装芯片型发光二极管芯片
技术领域
本发明涉及一种倒装芯片型发光二极管芯片。
背景技术
发光二极管利用在背光单元(Back Light Unit，BLU)、普通照明及电子设备等各种产品，也利用在各种小型家电产品及室内装饰产品。进而，发光二极管不仅简单地用作光源，而且还可用作传达信息、唤起美感的用途等各种用途。
另一方面，为了提供高效率的发光二极管，通常制作倒装芯片型发光二极管。倒装芯片型发光二极管的散热性能优异，可利用反射层提高光提取效率。另外，由于利用倒装芯片接合技术，因此可省略接线，从而提高发光装置的稳定性。
在将倒装芯片型发光二极管使用在背光单元时，产生光直线性地朝向上方射出的问题。因此，会在显示面产生斑点现象。为了防止这种情况，使用在发光二极管的上部配置扩散板或滤波器等而使光分散的技术，但无法避免光损耗。
另一方面，倒装芯片型发光二极管为了反射光而通常利用金属反射层。金属反射层一并具有欧姆特性及反射特性，因此可同时达成电连接与光反射。然而，金属反射层的反射率相对较低，因此产生非常大的光损耗。进而，会产生因长时间使用发光二极管而金属反射层的反射率减小的问题。
因此，要求一种可减少因使用金属反射层引起的光损耗的倒装芯片型发光二极管。
发明内容
[发明要解决的问题]
本发明要解决的问题在于提供一种即便不使用扩散板或滤波器也可使光分散到较广的区域的倒装芯片型发光二极管芯片。
本发明要解决的另一问题在于提供一种可减少因金属反射层引起的光损耗而提高光效率的倒装芯片型发光二极管芯片。
本发明要解决的又一问题在于提供一种指向角因方向而异的倒装芯片型发光二极管芯片。
本发明要解决的又一问题在于提供一种构造简单的小型化发光二极管芯片。
[解决问题的手段]
本发明的一实施例的倒装芯片型发光二极管芯片包括：基板；第一导电型半导体层，位于所述基板上；台面，配置到所述第一导电型半导体层的一部分区域上，包括活性层及第二导电型半导体层；透明电极，欧姆接触到所述第二导电型半导体层上；接触电极，沿横向远离所述台面而配置到所述第一导电型半导体层上，欧姆接触到所述第一导电型半导体层；电流扩散器，配置到所述透明电极的一部分区域上而电连接到所述透明电极；第一绝缘反射层，覆盖所述基板、所述第一导电型半导体层、所述台面、所述透明电极、所述接触电极及所述电流扩散器，具有使所述接触电极及电流扩散器的一部分露出的开口部，包括分布布勒格反射器；第一焊垫电极及第二焊垫电极，位于所述第一绝缘反射层上，通过所述开口部分别连接到所述接触电极及电流扩散器；以及第二绝缘反射层，配置到所述基板的下部，包括分布布勒格反射器；所述第二绝缘反射层远离所述第一绝缘反射层。
[发明效果]
根据本发明的实施例，可提供一种通过采用第一绝缘反射层及第二绝缘反射层而以侧面射出光的发光二极管芯片。进而，可利用第一绝缘反射层反射朝向焊垫电极侧行进的光，从而可减少因金属层产生的光损耗。另外，将接触电极及电流扩散器与焊垫电极分离形成，由此可提供一种构造简单且可提高可靠性的倒装芯片型发光二极管芯片。
可通过以下说明的详细说明而明确地理解本发明的其他特征及优点。
附图说明
图1是用以说明本发明的一实施例的发光二极管芯片的概略性俯视图。
图2是沿图1的切线A-A获得的剖面图。
图3是用以说明图1中所露出的基板上表面的概略性俯视图。
图4a及图4b是用以说明本发明的实施例的第一绝缘反射层与第二绝缘反射层的相对位置关系的概略性剖面图。
图5a及图5b是用以说明基板侧面的倾斜度的概略性侧视图。
图6a及图6b是表示与是否使用第二绝缘反射层对应的长轴方向(X轴)及短轴方向(Y轴)的指向角的曲线图。
附图标号说明
21：基板；
21R：粗糙表面；
23：第一导电型半导体层；
25：活性层；
27：第二导电型半导体层；
30：发光构造体；
31：透明电极；
33：接触电极；
35：电流扩散器；
35a：连接垫；
35b：延伸部；
37：第一绝缘反射层；
37a、37b：开口部；
37c、41c：短波长DBR；
37d、41d：保护层；
39a：第一焊垫电极；
39b：第二焊垫电极；
41：第二绝缘反射层；
37A、41a：界面层；
37B、41b：长波长DBR；
A-A：切线；
L1：纵向长度；
L2：横向长度；
M：台面；
W1、W2：宽度。
具体实施方式
以下，参照附图，详细地对本发明的实施例进行说明。以下介绍的实施例是为了可向本发明所属的技术领域内的普通技术人员充分地传达本发明的思想而作为示例提供。因此，本发明并不限定于以下说明的实施例，也可具体化成其他方式。并且，在附图中，方便起见，也可夸张地表示构成要素的宽度、长度、厚度等。另外，在记载为一个构成要素位于另一构成要素的“上部”或“上方”的情况下，不仅包括各部分位于另一部分的“正上部”或“正上方”的情况，而且包括在各构成要素与另一构成要素之间介置有其他构成要素的情况。在整篇说明书中，相同的参照符号表示相同的构成要素。
根据本发明的一实施例，提供一种倒装芯片型发光二极管芯片，其包括：基板；第一导电型半导体层，位于所述基板上；台面，配置到所述第一导电型半导体层的一部分区域上，包括活性层及第二导电型半导体层；透明电极，欧姆接触到所述第二导电型半导体层上；接触电极，沿横向远离所述台面而配置到所述第一导电型半导体层上，欧姆接触到所述第一导电型半导体层；电流扩散器，配置到所述透明电极的一部分区域上而电连接到所述透明电极；第一绝缘反射层，覆盖所述基板、所述第一导电型半导体层、所述台面、所述透明电极、所述接触电极及所述电流扩散器，具有使所述接触电极及电流扩散器的一部分露出的开口部，包括分布布勒格反射器；第一焊垫电极及第二焊垫电极，位于所述第一绝缘反射层上，通过所述开口部分别连接到所述接触电极及电流扩散器；以及第二绝缘反射层，配置到所述基板的下部，包括分布布勒格反射器；所述第二绝缘反射层远离所述第一绝缘反射层。
所述接触电极与所述电流扩散器可具有相同的层构造。例如，所述接触电极及电流扩散器可包括欧姆接触到第一导电型半导体层的欧姆金属层及反射光的金属反射层。另外，所述接触电极与所述电流扩散器可包括防扩散层，由此可防止金属原子从焊垫电极扩散。
另一方面，所述电流扩散器可包括连接垫及从所述连接垫延伸的延伸部，所述第一绝缘反射层的开口部可位于所述连接垫上，所述第二焊垫电极通过所述开口部连接到所述连接垫。
进而，所述电流扩散器具有所述透明电极的面积的1/10以下的面积。未由所述电流扩散器覆盖的透明电极的区域由第一绝缘反射层覆盖，由此可减少由电流扩散器引起的光损耗。
所述接触电极及电流扩散器的厚度可大于所述台面的厚度。
另外，所述接触电极与所述台面之间的横向相隔距离可大于所述第一绝缘反射层的厚度。因此，可防止在所述第一绝缘反射层产生碎裂等缺陷。
在一实施例中，所述第一绝缘反射层及第二绝缘反射层可各别包括短波长分布布勒格反射器(Distributed Bragg Reflector，DBR)及长波长DBR，所述第一绝缘反射层的长波长DBR与第二绝缘反射层的长波长DBR分别较所述第一绝缘反射层的短波长DBR及第二绝缘反射层的短波长DBR更靠近地配置到所述基板。
在另一实施例中，所述第一绝缘反射层及第二绝缘反射层可各别包括短波长DBR及长波长DBR，所述第一绝缘反射层的短波长DBR与第二绝缘反射层的短波长DBR分别较所述第一绝缘反射层的长波长DBR及第二绝缘反射层的长波长DBR更靠近地配置到所述基板。
第一绝缘反射层与第二绝缘反射层的短波长DBR及长波长DBR隔以基板对称地配置，由此可提高基板侧面的光提取效率。
另一方面，所述基板可呈具有长轴及短轴的长方形形状，所述发光构造体在所述基板上呈具有长轴及短轴的长方形形状。在基板的下表面配置第二绝缘反射层，并且将基板及发光构造体形成为长条形状的长方形形状，由此可提供一种指向角因方向而异的倒装芯片型发光二极管芯片。
另外，所述基板的上表面可沿所述发光构造体的外缘露出，沿所述长轴方向或短轴方向露出在所述发光构造体的周围的基板上表面的整体宽度相对于所述基板的长轴方向或短轴方向的长度为1/10至1/6的范围内。可调节露出的基板的上表面的宽度来控制以基板侧面射出的光量。
进而，沿长轴方向测定的光的指向角与沿短轴方向测定的光的指向角之差可为5度以上。
所述第一绝缘反射层可覆盖所露出的所述基板的整个上表面。由此，可防止光从基板上表面射出。
进而，所述第一绝缘反射层的侧面可与所述基板的侧面对齐。另外，所述第二绝缘反射层的侧面可与所述基板的侧面对齐。因此，仅基板的侧面用作光提取面，防止光不必要地泄漏而改善光效率。
另一方面，所述基板可在侧面包括粗糙表面。所述粗糙表面可沿所述基板的外缘形成。
所述第一绝缘反射层的开口部可分别限定地位于所述接触电极及所述电流扩散器的一部分区域上。
在一实施例中，所述基板为图案化蓝宝石基板。
另一方面，所述基板的侧面中的至少一侧面可相对于所述基板的下表面倾斜。
以下，参照附图，对本发明的各种实施例进行说明。
图1是用以说明本发明的一实施例的发光二极管芯片的概略性俯视图，
图2是沿图1的切线A-A获得的概略性剖面图，图3是用以说明图1中所露出的基板上表面的概略性俯视图。
参照图1及图2，本实施例的发光二极管芯片包括基板21、发光构造体30、透明电极31、接触电极33、电流扩散器35、第一绝缘反射层37、第二绝缘反射层41、第一焊垫电极39a及第二焊垫电极39b。
如图1所示，发光二极管芯片可呈具有长轴及短轴的长条长方形形状，可为具有相对较小的水平截面面积的小型发光二极管芯片。发光二极管芯片的纵向长度不超过横向长度的2倍。例如，发光二极管芯片的纵向长度可为300μm(微米)，横向长度为220μm。另外，发光二极管芯片的整体厚度可为约100μm至200μm的范围内。
基板21可为绝缘性基板或导电性基板。基板21可为用以使发光构造体30生长的生长基板，可包括蓝宝石基板、碳化硅基板、硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板等。另外，基板21可包括形成在其上表面的至少一部分区域的多个突出部。基板21的多个突出部可形成为规则或不规则的图案。例如，基板21可为包括形成在上表面的多个突出部的图案化蓝宝石基板(Patterned sapphire substrate，PSS)。基板21可具有大致100μm至200μm的范围内的厚度。
另外，基板21可在侧面包括粗糙表面21R。粗糙表面21R可较基板21的下表面更靠近地配置到发光构造体30，可沿基板21的外缘形成到整个侧面。可通过在切割基板21时利用隐形激光形成粗糙表面21R，通过基板21的侧面提高光的提取效率。
发光构造体30位于基板21上。发光构造体30可与基板21相似地呈具有长轴及短轴的长方形形状。另外，发光构造体30的下表面的面积可小于基板21的上表面的面积，沿发光构造体30的外缘露出基板21的上表面。基板21的上表面的多个突出部中的一部分位于发光构造体30与基板21之间，未由发光构造体30覆盖的多个突出部露出在发光构造体30的周边。
通过在发光构造体30周边的分离区域露出基板21的上表面，可减少发光二极管芯片的制造过程中的弯曲(bowing)。由此，可防止因弯曲引起的发光构造体30的损伤而提高发光二极管芯片制造产率。另外，因所述弯曲减少而可减小施加到发光构造体30的应力，因此可将基板21的厚度加工地更薄。由此，可提供一种具有大致100μm的较薄的厚度的纤薄化的发光二极管芯片。
另一方面，如图3所示，基板21的上表面露出到发光构造体30的区域的周围。可在发光构造体30的两侧露出相同宽度的基板的上表面，但并非必须限定于此。另一方面，在一侧方向上露出的基板上表面的宽度可相对于一侧方向上的基板21的长度为6∶1至10∶1的范围内。即，在纵向上露出的基板21的宽度2×W1相对于基板21的纵向长度L1的比率可为约1/10至约1/6，在横向上露出的基板21的宽度2×W2相对于基板21的横向长度L2的比率也可为约1/10至约1/6。
发光构造体30包括第一导电型半导体层23、位于第一导电型半导体层23上的第二导电型半导体层27、及位于第一导电型半导体层23与第二导电型半导体层27之间的活性层25。发光构造体30的整体厚度可为大致5μm至10μm的范围内。
另一方面，第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27可包括Ⅲ-Ⅴ系氮化物类半导体，例如可包括如(Al、Ga、In)N的氮化物类半导体。第一导电型半导体层23可包括n型杂质(例如，Si、Ge、Sn)，第二导电型半导体层27可包括p型杂质(例如，Mg、Sr、Ba)。另外，也可与此相反。活性层25可包括多层量子阱结构(MQW)，能够以射出所期望的波长的方式调节氮化物类半导体的组成比。尤其，在本实施例中，第二导电型半导体层27可为p型半导体层。
第一导电型半导体层23可具有倾斜的侧面。进而，所述倾斜的侧面的倾斜角可平缓至相对于基板21的底面为约45度以下。通过平缓地形成第一导电型半导体层23的侧面，可防止在覆盖发光构造体30及基板21的第一绝缘反射层37产生如龟裂的缺陷。
另一方面，发光构造体30包括台面M。台面M可位于第一导电型半导体层23的一部分区域上，包括活性层25及第二导电型半导体层27。台面M可具有大致1μm至2μm的范围内的厚度。在本实施例中，第一导电型半导体层23的一部分可露出到台面M的外侧。另外，在一部分区域中，台面M的倾斜面与第一导电型半导体层23的倾斜面对齐，由此第一导电型半导体层23的上表面中露出的面可限制在台面M的一侧。然而，本实施例并不限定于此，也可沿台面M的外缘露出第一导电型半导体层23的上表面。另外，在另一实施例中，也可在台面M的内部形成贯通孔或贯通槽而露出第一导电型半导体层23。
为了使第一导电型半导体层23露出，台面M可呈去除一部分的四边形形状。另外，台面M可具有倾斜的侧面，侧面的倾斜角可平缓至相对于基板21的底面为约45度以下。进而，在第一导电型半导体层23与台面M的侧面对齐的情况下，第一导电型半导体层23与台面M也可形成相同的倾斜面。
可通过如下方式形成发光构造体30：在基板21上依序生长第一导电型半导体层23、活性层25及第二导电型半导体层27后，通过台面蚀刻工艺形成台面M，接着，将第一导电型半导体层23图案化而露出基板21。
另一方面，透明电极31位于第二导电型半导体层27上。透明电极31可欧姆接触到第二导电型半导体层27。透明电极31例如可包括如ITO(氧化铟锡(Indium Tin Oxide))、ZnO(氧化锌(Zinc Oxide))、ZITO(氧化锌铟锡(Zinc Indium Tin Oxide))、ZIO(氧化锌铟(Zinc Indium Oxide))、ZTO(氧化锌锡(Zinc Tin Oxide))、GITO(氧化镓铟锡(GalliumIndium Tin Oxide))、GIO(氧化镓铟(Gallium Indium Oxide))、GZO(氧化镓锌(GalliumZincOxide))、AZO(铝掺杂氧化锌(Aluminum doped Zinc Oxide))、FTO(氧化氟锡(Fluorine Tin Oxide))等的透光性导电性氧化物层。导电性氧化物也可包括各种掺杂物。
包括透光性导电性氧化物的透明电极31与第二导电型半导体层27的欧姆接触特性优异。即，如ITO或ZnO等的导电性氧化物与第二导电型半导体层27的接触电阻相对低于金属性电极，因此通过应用包括导电性氧化物的透明电极31，可减小发光二极管芯片的正向电压(Vf)而提高发光效率。
尤其，如本实施例的发光二极管芯片的小型发光二极管芯片的电流密度相对较低，故而欧姆特性受到较大的影响。因此，可通过使用透明电极31提高欧姆特性来更有效地提高发光效率。另外，导电性氧化物从氮化物类半导体层剥离(peeling)的概率小于金属性电极，即便长时间使用也较为稳定。因此，通过使用包括导电性氧化物的透明电极31，可提高发光二极管芯片的可靠性。
透明电极31的厚度并无限制，但可为约
Figure BDA0002182057240000091
至
Figure BDA0002182057240000092
的范围内的厚度。如果透明电极31的厚度过厚，则会吸收通过透明电极31的光而发生损耗。因此，透明电极31的厚度限制在
Figure BDA0002182057240000093
以下。
透明电极31以大致覆盖第二导电型半导体层27的整个上表面的方式形成，由此在驱动发光二极管芯片时，可提高电流分散效率。例如，透明电极31的侧面可沿台面M的侧面形成。
透明电极31可在形成发光构造体30后形成到第二导电型半导体层27上，也可在对台面进行蚀刻前预先形成到第二导电型半导体层27上。
接触电极33与台面M邻接而配置到第一导电型半导体层23上。接触电极33欧姆接触到第一导电型半导体层23。为此，接触电极33包括欧姆接触到第一导电型半导体层23的金属层。
另一方面，接触电极33不与台面M的活性层25或第二导电型半导体层27重叠，因此省略用以使接触电极33与第二导电型半导体层27绝缘的绝缘层。因此，接触电极33例如可利用剥离工艺形成到形成有透明电极31的发光构造体30。此时，也可一并形成下文叙述的电流扩散器35。
另一方面，接触电极33远离台面M足够的距离，所述相隔距离可大于第一绝缘反射层37的厚度。然而，如果接触电极33的相隔距离过大，则发光面积减小，因此相隔距离可小于接触电极33的直径。
接触电极33也可作为以下说明的第一焊垫电极39a的连接垫发挥功能。
电流扩散器35位于透明电极31上而电连接到透明电极31，从而有助于第二导电型半导体层27内的电流分散。导电性氧化物的水平方向上的电流分散性能会相对低于金属性电极，但可通过利用电流扩散器35来弥补电流分散性能。进而，可通过采用电流扩散器35而减小透明电极31的厚度。
另一方面，为了减少由电流扩散器35引起的光吸收，电流扩散器35限制地形成到透明电极31的一部分区域上。电流扩散器35的整体面积不超过透明电极31的面积的1/10。电流扩散器35可包括连接垫35a及从连接垫35a延伸的延伸部35b。连接垫35a具有宽于延伸部35b的宽度，延伸部35b配置到连接垫35a与接触电极33之间。为了分散电流，延伸部35b可呈各种形状。例如，延伸部35b可像图中所示一样包括从连接垫35a向接触电极33延伸的部分、及从所述部分沿横向延伸的部分。
接触电极33及电流扩散器35可在同一工艺中利用相同的材料一并形成，因此可具有彼此相同的层构造。例如，接触电极33及电流扩散器35可包括Al反射层，可包括Au连接层。具体而言，接触电极33及电流扩散器35可具有Cr/Al/Ti/Ni/Ti/Ni/Au/Ti的层构造。接触电极33及电流扩散器35的厚度可大于台面M的厚度，因此接触电极33的上表面可较台面M的上表面更高地定位。例如，台面M的厚度可为大致1.5μm，接触电极33及电流扩散器35的厚度可为大致2μm。
第一绝缘反射层37覆盖基板21、第一导电型半导体层23、台面M、透明电极31、接触电极33及电流扩散器35。第一绝缘反射层37覆盖台面M的上部区域及侧面，另外，覆盖露出在台面M周边的第一导电型半导体层23及第一导电型半导体层23的侧面。另外，第一绝缘反射层37覆盖露出在第一导电型半导体层23周围的基板21的上表面。另外，第一绝缘反射层37覆盖接触电极33与台面M之间的区域。
另一方面，第一绝缘反射层37具有使接触电极33及连接垫35a露出的开口部37a、37b。开口部37a、37b各别具有小于接触电极33及连接垫35a的面积的尺寸，限位于接触电极33及连接垫35a上。
第一绝缘反射层37包括分布布勒格反射器。分布布勒格反射器可由折射率不同的介电层反复积层而形成，所述介电层可包括TiO2、SiO2、HfO2、ZrO2、Nb2O5、MgF2等。例如，第一绝缘反射层37可具有交替地积层的TiO2层/SiO2层的构造。分布布勒格反射器以反射在活性层25产生的光的方式制作，为了提高反射率而形成多对。在本实施例中，分布布勒格反射器可包括10对至25对(pairs)。第一绝缘反射层37可连同分布布勒格反射器一并包括另外的绝缘层，例如，为了改善分布布勒格反射器与其底层的接着力，可包括位于分布布勒格反射器的下部的界面层及覆盖分布布勒格反射器的保护层。所述界面层例如可由SiO2层形成，保护层可由SiO2或SiNx形成。
第一绝缘反射层37可具有约2μm至5μm的厚度。分布布勒格反射器对在活性层25产生的光的反射率可为90％以上，可通过控制形成分布布勒格反射器的多个介电层的种类、厚度、积层周期等而提供接近100％的反射率。进而，所述分布布勒格反射器也可对除在活性层25产生的光以外的其他可见光具有高反射率。
例如，第一绝缘反射层37可包括适于反射在活性层25产生的短波长(例如400nm(纳米))的可见光的短波长DBR、及适于反射通过荧光体等波长转换体转换的长波长(例如700nm)的可见光的长波长DBR。通过使用长波长DBR与短波长DBR，可使反射带变宽，进而，也能够以高反射率反射以带有倾斜角的方式入射到第一绝缘反射层37的光。另一方面，在本实施例中，长波长DBR可较短波长DBR更靠近地配置到发光构造体30，但也可与此相反。
更具体而言，第一绝缘反射层37的DBR构造可明确地分为第一区域、第二区域及第三区域，此处，第一区域较第二区域更靠近地配置到发光构造体30，第三区域配置到第一区域与第二区域之间。
(第一区域)
第一区域是为了提高作为中心波长(λ)附近及长于中心波长的波长(例如700nm)的光谱区域的反射率而设置。因此，第一区域的第一材料层及第二材料层的光学厚度大致为0.25λ左右或大于0.25λ。
具体而言，在第一区域内，第一材料层(SiO2层)分为具有大于0.25λ+10％的光学厚度的第一群组的第一材料层、与具有小于0.25λ+10％且大于0.25λ-10％的光学厚度的第二群组的第一材料层。所述第一群组的第一材料层与第二群组的第一材料层彼此交替地配置。相对较厚的第一群组的第一材料层与相对较薄的第二群组的第一材料层彼此交替地配置。可先形成第一群组的第一材料层，但并不限定于此，也可先形成第二群组的第一材料层。
进而，所述第一群组的第一材料层大致具有小于0.3λ+10％的光学厚度。
另一方面，所述第一区域内的第二材料层(例如，TiO2层)包括具有大于0.25λ+10％的光学厚度的第一群组的第二材料层、及具有大于0.25λ-10％且小于0.25λ+10％的光学厚度的第二群组的第二材料层。
另外，明确地区分第一群组的第二材料层与第二群组的第二材料层的光学厚度。进而，所述第一群组的第二材料层及第二群组的第二材料层大部分彼此交替地配置。
另一方面，第一群组的第二材料层大致具有小于第一群组的第一材料层的光学厚度。另外，所述第一群组的第二材料层的光学厚度的平均值小于所述第一群组的第一材料层的光学厚度的平均值。具有相对较高的折射率的第二材料层的光吸收率大于具有相对较低的折射率的第一材料层，故而可通过相对较薄地形成第一群组的第二材料层来减少光损耗。
所述第一群组的第二材料层可具有小于0.25λ+20％(即，0.3λ)的光学厚度。与此相反，第一群组的第一材料层大致具有大于0.25λ+20％的光学厚度。
另一方面，第二群组的第二材料层也可为了防止光损耗而具有小于第二群组的第一材料层的光学厚度，但光学厚度相对小于第一群组的第二材料层，故而即便减小厚度，在减少光损耗的方面也无较大的效果。因此，第二群组的第二材料层与第二群组的第一材料层可具有大致相似的光学厚度。
(第二区域)
第二区域是为了提高作为短于中心波长(λ)的波长(例如400nm)的光谱区域的反射率而设置。因此，第一区域的第一材料层及第二材料层的光学厚度大致小于0.25λ。
具体而言，第二区域包括以小于0.25λ-10％的光学厚度连续配置的第三群组的第一材料层。进而，所述第三群组的第一材料层具有大于0.2λ-10％的光学厚度。
第二区域内的第一材料层的光学厚度偏差小于第一区域内的第一材料层的光学厚度偏差。第一区域内的第一群组的第一材料层及第二群组的第一材料层具有明显不同的光学厚度，故而光学厚度偏差相对大于具有大致相似的光学厚度的第二区域内的第一材料层。
另一方面，所述第二区域内的第二材料层包括以小于0.25λ-10％的光学厚度连续配置的第三群组的第二材料层。在第二区域内，仅第一个第二材料层(即，第13对第二材料层)具有大于0.25λ-10％的光学厚度，除此之外的第二材料层均具有小于0.25λ-10％的光学厚度。
(第三区域)
第三区域配置到第一区域与第二区域之间，其是为了去除将具有不同的反射带的DBR彼此重叠时产生的波纹而配置。
第三区域大致包括较少数量的对。在本实施例中，第一区域包括最多数量的对，第三区域包括最少数量的对。
具体而言，第三区域包括具有小于0.25λ-10％的光学厚度的第一材料层、及具有大于0.25λ的光学厚度的第一材料层。进而，第三区域可包括具有大于0.25λ-10％且小于0.25λ的光学厚度的第一材料层。
另外，所述第三区域内的第二材料层可包括小于0.25λ-10％的光学厚度的第二材料层、及具有大于0.25λ且小于0.25λ+10％的光学厚度的第二材料层。进而，第三区域内的第二材料层还可包括具有大于0.25λ+10％的光学厚度的第二材料层。
在包括数量相对较少的对的第三区域内，第一材料层及第二材料层以较第一区域及第二区域内的材料层具有相对多样的光学厚度的方式构成。
根据本实施例，将相对靠近地配置到发光构造体30而反射长波长区域的光的第一区域的第一材料层及第二材料层分为具有相对较厚的光学厚度的第一群组、与具有相对较小的光学厚度的第二群组，由此可去除因入射角增加而产生在阻带内的波纹。
另外，第一区域内的对数多于其他区域的情况有利于增强长波长区域的反射率。
另一方面，第一焊垫电极39a与第二焊垫电极39b位于第一绝缘反射层37上，分别通过开口部37a、37b连接到接触电极33及连接垫35a。
如图1所示，第一焊垫电极39a大致位于透明电极31的上部区域内，一部分位于接触电极33上。另外，第一焊垫电极39a沿横向远离电流扩散器35以不与电流扩散器35重叠。第一焊垫电极39a不与电流扩散器35重叠，因此即便在第一绝缘反射层37产生龟裂，也可防止第一焊垫电极39a与电流扩散器35之间发生电性短路。
另一方面，第二焊垫电极39b位于透明电极31的上部区域内，通过开口部37b连接到电流扩散器35的连接垫35a。如图所示，第二焊垫电极39b与电流扩散器35的连接垫35a重叠，进而，可与延伸部35b的一部分重叠。另一方面，第二焊垫电极39b沿横向远离接触电极33以不与接触电极33重叠。尤其，第二焊垫电极39b限定地配置到台面M的上部区域内，不向台面M与接触电极33之间的区域延伸。
第一焊垫电极39a与第二焊垫电极39b在台面M上彼此隔开固定距离以上。第一焊垫电极39a与第二焊垫电极39b的最短相隔距离例如可为约3μm至约100μm。
第一焊垫电极39a及第二焊垫电极39b可在同一工艺中利用相同的材料一并形成，因此可具有相同的层构造。第一焊垫电极39a及第二焊垫电极39b的厚度可薄于第一绝缘反射层37的厚度，例如可形成为约2μm的厚度。
第二绝缘反射层41配置到基板21的下部。第二绝缘反射层41可覆盖基板21的整个下表面。第二绝缘反射层41包括分布布勒格反射器。另外，第二绝缘反射层41还可包括位于分布布勒格反射器与基板21之间的界面层，另外，还可包括覆盖分布布勒格反射器的保护层。界面层例如可由SiO2形成，保护层可由SiO2或SiNx形成。
第二绝缘反射层41的分布布勒格反射器与第一绝缘反射层37的分布布勒格反射器相似，因此省略详细的说明。然而，第一绝缘反射层37的分布布勒格反射器中的长波长DBR及短波长DBR的位置与第二绝缘反射层41的分布布勒格反射器中的长波长DBR及短波长DBR的位置相互密切相关，以隔以基板21而彼此呈镜面对称的方式配置。
图4a及图4b是用以说明本发明的实施例的第一绝缘反射层37与第二绝缘反射层41的相对位置关系的概略性剖面图。
参照图4a及图4b，第一绝缘反射层37及第二绝缘反射层41可分别包括界面层37A、41a、长波长DBR 37B、41b、短波长DBR 37c、41c及保护层37d、41d。长波长DBR 37B、41b可形成为之前所说明的第一区域，短波长DBR 37c、41c可形成为之前所说明的第二区域。另外，虽未图示，但第三区域可配置到第一区域与第二区域之间。
在图4a的实施例中，第一绝缘反射层37及第二绝缘反射层41的长波长DBR 37B、41b较短波长DBR 37c、41c更靠近地配置到基板21。
在图4b的实施例中，第一绝缘反射层37及第二绝缘反射层41的短波长DBR 37c、41c较长波长DBR 37B、41b更靠近地配置到基板21。
如图4a及图4b所示，第一绝缘反射层37的长波长DBR 37B及短波长DBR 37c与第二绝缘反射层41的长波长DBR 41b及短波长DBR 41c以隔以基板21而彼此对称的方式配置，由此可提高基板21的侧面的光提取效率。
另一方面，第二绝缘反射层41可在形成第一焊垫电极39a及第二焊垫电极39b后形成到基板21的下表面。接着，通过切割工艺分割第二绝缘反射层41、基板21及第一绝缘反射层37，由此提供一种倒装芯片型发光二极管芯片。
第二绝缘反射层41反射通过基板21的下表面射出的光，由此有助于基板21的侧面方向的光提取。因此，发光二极管芯片的指向角增加。
另一方面，倒装芯片型发光二极管芯片的基板21在俯视图中呈长方形形状，侧面中的一部分可相对于基板的下表面倾斜。图5a及图5b是用以说明基板21的倾斜度的概略性侧视图，图5a是表示短侧面的侧视图，图5b是表示长侧面的侧视图。
参照图5a，平行于基板21的短边的短侧面的两侧边缘垂直于基板21的下表面。即，基板21的长侧面垂直于基板21的下表面。
参照图5b，平行于基板21的长边的长侧面的两侧边缘相对于基板21的下表面倾斜。即，基板21的短侧面以不垂直于基板21的下表面的方式倾斜。
在另一实施例中，可为长侧面相对于基板21的下表面倾斜，也可为短侧面相对于基板21的下表面垂直。
图6a及图6b是表示与是否使用第二绝缘反射层41对应的长轴方向(X轴)及短轴方向(Y轴)的指向角的曲线图。在远场中测定光的强度，将其标准化而以曲线图示出。在各曲线图中，实线表示图1的倒装芯片型发光二极管芯片中不使用第二绝缘反射层41的倒装芯片型发光二极管芯片的强度，虚线表示图1中使用第二绝缘反射层41的倒装芯片型发光二极管芯片的强度。在各发光二极管芯片中，基板的长轴方向的长度为300μm且短轴方向的长度为220μm，露出在发光构造体30的周围的基板上表面的宽度W1、W2均相同地为15μm。
参照图6a及图6b，在使用第二绝缘反射层41的情况下，垂直于基板21的0度附近的光减少，-90度及90度下的光增加。
另一方面，不使用第一绝缘反射层37时的指向角在X轴方向上为约136度，且在Y轴方向上为136.3度而差异甚微。即，即便基板21及发光构造体30呈长方形形状，在不采用第二绝缘反射层41的情况下指向角也无差异。
与此相反，在使用第二绝缘反射层41的情况下，X轴方向的指向角为160度，Y轴方向的指向角为169.4度，可确认到指向角之差变大至5度以上。
根据本实施例，通过将第一绝缘反射层37及第二绝缘反射层41配置到基板21的两侧，在活性层25产生的光通过基板21的侧面射出到外部。因此，发光二极管芯片可使光分散到较广的区域，因此可省略用于防止斑点现象等的扩散板或滤波器等。
另一方面，根据本实施例，通过将接触电极33从第一焊垫电极39a分离，可缓解对第一焊垫电极39a的物质层的限制。即，第一焊垫电极39a无需直接欧姆接触到第一导电型半导体层23，另外，接触电极33包括Au层，故而可防止因金属扩散发生的元件不良。
进而，采用电流扩散器35来提高电流分散性能，并且第一绝缘反射层37覆盖透明电极31的大部分而可减少因金属层引起的光损耗。即便利用金属层形成反射层，金属反射层的反射率也差于分布布勒格反射器，另外，随着发光二极管芯片的使用时间增加而金属反射层的反射率减小。对此，在本实施例中，第一绝缘反射层37的分布布勒格反射器与透明电极31相接而反射光，由此可保持高反射率。
另外，将基板21及发光构造体30形成为具有长轴及短轴的长方形形状，使用第二绝缘反射层41，由此可改变与基板21的方向对应的指向角。
在上述实施例中，对本发明的各种实施例的发光二极管芯片进行了说明，但本发明并不限定于此。所述发光二极管芯片也可应用在要求小型发光部的其他各种电子装置，例如可应用在显示器装置或照明装置。

Claims (20)

1.一种倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，包括：
基板；
第一导电型半导体层，位于所述基板上；
台面，配置到所述第一导电型半导体层的一部分区域上，包括活性层及第二导电型半导体层；
透明电极，欧姆接触到所述第二导电型半导体层上；
接触电极，沿横向远离所述台面而配置到所述第一导电型半导体层上，欧姆接触到所述第一导电型半导体层；
电流扩散器，配置到所述透明电极的一部分区域上而电连接到所述透明电极；
第一绝缘反射层，覆盖所述基板、所述第一导电型半导体层、所述台面、所述透明电极、所述接触电极及所述电流扩散器，具有使所述接触电极及所述电流扩散器的一部分露出的开口部，包括分布布勒格反射器；
第一焊垫电极及第二焊垫电极，位于所述第一绝缘反射层上，通过所述开口部分别连接到所述接触电极及所述电流扩散器；以及
第二绝缘反射层，配置到所述基板的下部，包括分布布勒格反射器；
所述第二绝缘反射层远离所述第一绝缘反射层。
2.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述接触电极与所述电流扩散器具有相同的层构造。
3.根据权利要求2所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述电流扩散器包括连接垫及从所述连接垫延伸的延伸部，
所述第一绝缘反射层的所述开口部位于所述连接垫上，
所述第二焊垫电极通过所述开口部连接到所述连接垫。
4.根据权利要求3所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述电流扩散器具有所述透明电极的面积的1/10以下的面积。
5.根据权利要求2所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述接触电极及所述电流扩散器的厚度大于所述台面的厚度。
6.根据权利要求2所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述接触电极及所述电流扩散器包括用以欧姆接触到所述第一导电型半导体层的欧姆金属层、及用以反射在所述活性层产生的光的金属反射层。
7.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述接触电极与所述台面之间的横向相隔距离大于所述第一绝缘反射层及所述第二绝缘反射层的厚度。
8.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述第一绝缘反射层及所述第二绝缘反射层各别包括短波长分布布勒格反射器及长波长分布布勒格反射器，所述第一绝缘反射层的所述长波长分布布勒格反射器与所述第二绝缘反射层的所述长波长分布布勒格反射器分别较所述第一绝缘反射层的所述短波长分布布勒格反射器及所述第二绝缘反射层的所述短波长分布布勒格反射器更靠近地配置到所述基板。
9.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述第一绝缘反射层及所述第二绝缘反射层各别包括短波长分布布勒格反射器及长波长分布布勒格反射器，所述第一绝缘反射层的所述短波长分布布勒格反射器与所述第二绝缘反射层的所述短波长分布布勒格反射器分别较所述第一绝缘反射层的所述长波长分布布勒格反射器及所述第二绝缘反射层的所述长波长分布布勒格反射器更靠近地配置到所述基板。
10.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述基板呈具有长轴及短轴的长方形形状，
所述发光构造体在所述基板上呈具有所述长轴及所述短轴的长方形形状。
11.根据权利要求10所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述基板的上表面沿所述发光构造体外缘露出，
沿所述长轴方向或所述短轴方向露出在所述发光构造体的周围的所述基板的所述上表面的整体宽度相对于所述基板的所述长轴方向或所述短轴方向的长度为1/10至1/6的范围内。
12.根据权利要求11所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
沿所述长轴方向测定的光的指向角与沿所述短轴方向测定的光的指向角之差为5度以上。
13.根据权利要求11所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述第一绝缘反射层覆盖所露出的所述基板的整个所述上表面。
14.根据权利要求13所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述第一绝缘反射层的侧面与所述基板的侧面对齐。
15.根据权利要求14所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述第二绝缘反射层的侧面与所述基板的侧面对齐。
16.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述基板在侧面包括粗糙表面。
17.根据权利要求16所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述粗糙表面沿所述基板的外缘形成。
18.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述第一绝缘反射层的所述开口部分别限定地位于所述接触电极及所述电流扩散器的一部分区域上。
19.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述基板为图案化蓝宝石基板。
20.根据权利要求1所述的倒装芯片型发光二极管芯片，其特征在于，
所述基板的侧面中的至少一侧面相对于所述基板的下表面倾斜。
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