CN111106216A - 发光二极管 - Google Patents

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金彰渊
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Abstract

本发明提供一种发光二极管。所述发光二极管包括基板、包含第一导电型半导体层、第二导电型半导体层和活性层的半导体堆叠件、光阻挡层、欧姆反射层、包括使所述第一导电型半导体层和欧姆反射层暴露的第一开口部和第二开口部的下部绝缘层、第一焊盘金属层、第二焊盘金属层、包含使所述第一焊盘金属层和第二焊盘金属层暴露的第一开口部和第二开口部的上部绝缘层、第一凸块焊盘和第二凸块焊盘，其中，所述第一凸块焊盘和第二凸块焊盘的上表面形成为比所述上部绝缘层的上表面更高。

Description

发光二极管
本申请是申请日为2017年11月24日、申请号为201711191300.2、发明名称为“具有光阻挡层的发光二极管”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种发光二极管，更为具体地涉及一种具有光阻挡层(lightblockinglayer)的发光二极管。
背景技术
通常，如氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)等Ⅲ族元素的氮化物，其热稳定性出色且具有直接跃迁型(direct transition)的能带(band)结构，因此最近作为可见光线以及紫外线区域的光源用物质备受青睐。尤其是，使用氮化铟镓(InGaN)的蓝色以及绿色发光二极管应用于大型天然色平板显示装置、信号灯、室内照明、高密度光源、相机闪光灯、高清输出系统与光通信等各种应用领域。另外，由于从发光二极管射出的光的直进性出色，因此最近广泛应用于汽车用头灯(head lamp)。
发光二极管需要根据应用领域来调整指向角。尤其是，对应用于汽车用头灯或者闪光灯的发光二极管而言，其指向角越窄越有利。尤其是，如点照明(Spot Light)具有较窄的指向特性的照明装置需要指向角较窄的发光元件。尤其是，为了使指向角变窄需要缩小发光二极管的大小。但是，通常，在相同的电流密度条件下，芯片尺寸的缩小会导致光功率减少。因此，为了使用较小的发光二极管芯片实现较高的光功率(optical power)，应该增加电流密度，但在较高的电流密度下，由于众所周知的下垂(droop)现象，发光效率会降低。
另一方面，为了体现如白色光等混色光而将荧光体与发光二极管芯片一起使用。通常，荧光体混合于硅树脂(silicone)或者环氧树脂(epoxy)等透明树脂而使用，但树脂具有对热量较弱的缺点。
另外，为了提高显色性(color rendering)以及色彩再现性(Color ReproductionCharacteristics)使用两种以上的荧光体而非单一的荧光体，但很难均匀地混合这些荧光体。据此，在应用荧光体的发光二极管之间较容易出现色差。尤其是，在一种荧光体进行波长转换的光可能会被另一种荧光体吸收或者干涉，因此光的转换效率较低，很难提高显色性。
发明内容
本发明所要解决的课题是提供一种在不降低发光效率的情况下具有高功率性能并具有较小的发光面的发光二极管。
本发明所要解决的又一课题是提供一种能够维持发光二极管的高功率性能并能够较容易调整发光面的大小的技术。
本发明所要解决的又一课题是提供一种适合于在高温环境下使用的混色光发光二极管。
本发明所要解决的又一课题是提供一种能够缩小发光二极管之间的色差的发光二极管。
本发明所要解决的又一课题是提供一种能够提高光转换效率且改善显色性的发光二极管。
根据本发明的一实施例的发光二极管包括：基板；半导体层，配置于所述基板的下部，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层；以及光阻挡层，为了在所述基板的上表面限定发光面而覆盖所述基板的侧面以及上表面。
通过使用光阻挡层限定发光面，从而可以提供一种在不缩小发光面的大小的情况下能够实现较小的点波束(spot beam)的发光二极管。据此，在不增加发光二极管的电流密度的情况下也能够实现高功率，因此能够防止发光效率的降低。另外，使用光阻挡层控制发光面，因此在不调整发光二极管的整体大小的情况下也能够较容易调整发光面的大小。
另一方面，所述发光面限定于所述基板的上表面，因此具有比所述基板的上表面窄的面积。所述发光面可以具有各种形状，例如，可以具有圆形、椭圆形或者多边形形状。
进而，所述发光面可以通过所述光阻挡层被划分为多个区域。所述多个区域可以具有彼此相同的形状，但并不限定于此。此外，在所述多个区域中，一个区域可以包围另一个区域。
在一些实施例中，所述光阻挡层可以包括金属反射层。在其他实施例中，所述光阻挡层可以包括分布布拉格反射器。由于光阻挡层包括反射层，所以能够使朝向光阻挡层的光向外部射出，从而可以进一步提高发光二极管的光功率。金属反射层可以比所述布拉格反射器更加简单地形成。
另一方面，位于所述基板的上表面的所述光阻挡层的厚度可以比位于所述基板的侧面的光阻挡层的厚度更厚。据此，通过减少在发光面周围的漏光(light leakage)，能够清晰地限定发光面。
所述发光二极管还可以包括：欧姆反射层，电连接于所述第二导电型半导体层；以及第一凸块焊盘和第二凸块焊盘，配置于所述欧姆反射层的下部，且分别与所述第一导电型半导体层和第二导电型半导体层电连接。据此，可以提供一种倒装芯片型的发光二极管。
此外，所述发光二极管可以包括配置于所述第一导电型半导体层上的台面。所述台面包括所述活性层和所述第二导电型半导体层，且从所述侧面隔开。另外，所述光阻挡层能够从所述台面横向隔开而配置。
另外，所述发光二极管还包括：下部绝缘层，覆盖所述欧姆反射层，且包括使所述第一导电型半导体层暴露的第一开口部以及使所述欧姆反射层暴露的第二开口部；第一焊盘金属层，配置于所述下部绝缘层上，且通过所述第一开口部电连接于所述第一导电型半导体层；第二焊盘金属层，配置于所述下部绝缘层上，且通过所述第二开口部电连接于所述欧姆反射层；以及上部绝缘层，覆盖所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层，且包括使所述第一焊盘金属层暴露的第一开口部以及使所述第二焊盘金属层暴露的第二开口部，其中，所述第一凸块焊盘和第二凸块焊盘配置于所述上部绝缘层上，并可以通过所述上部绝缘层的第一开口部和第二开口部分别连接于所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层。
据此，可以提供一种芯片级封装(Chip Scale Package)型的发光二极管。
另一方面，所述台面可以包括通过贯穿第二导电型半导体层和活性层而使第一导电型半导体层暴露的通孔，所述第一焊盘金属层可电连接于通过所述通孔暴露的第一导电型半导体层。
此外，所述台面在侧面还可以包括凹陷部，所述凹陷部使所述第一导电型半导体层暴露，所述第一焊盘金属层可电连接于通过所述凹陷部暴露的第一导电型半导体层。
另外，所述台面可以具有边角被切断的形状，所述第一焊盘金属层可在所述台面的边角附近电连接于所述第一导电型半导体层。
另一方面，所述基板可以是蓝宝石基板或者氮化镓系基板。
另外，所述基板的上表面可以具有用于使从所述活性层生成的光射出的粗糙面。在一实施例中，所述粗糙面可限定于所述发光面内而配置。
另一方面，所述基板的侧面可以包括相对于所述第一导电型半导体层上表面垂直的侧面以及相对于所述垂直的侧面倾斜的侧面。
根据本发明的又一实施例，提供一种发光二极管，其包括：基板；半导体层，配置于所述基板的下部，且包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及夹设于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层；欧姆反射层，电连接于所述第二导电型半导体层；第一凸块焊盘和第二凸块焊盘，配置于所述欧姆反射层的下部，且分别电连接于所述第一导电型半导体层和第二导电型半导体层；侧面反射层，覆盖所述基板的侧面；以及多个波长转换器，彼此相邻地附着于所述基板上，其中，所述多个波长转换器包含彼此不同的荧光体。
可以使用侧面反射层而向波长转换器传输光，因此能够防止从活性层生成的光不经过波长转换器而向外部射出，且能够缩小发光二极管的指向角。另外，通过采用包含彼此不同的荧光体的波长转换器，可以缩小发光二极管之间的颜色偏差。
所述多个波长转换器可以包括波长转换片或者陶瓷片荧光体。尤其，陶瓷片荧光体具有高耐热性，因此可以在高温环境下长期不变色而使用。
另一方面，所述侧面反射层的一部分可位于所述基板的上表面上。例如，侧面反射层的一部分沿着所述基板的边缘可以覆盖基板的上表面，并且，可以以使基板的上表面区域被分割成多个区域的方式覆盖基板的上表面。
此外，位于所述基板的上表面上的侧面反射层可位于所述基板的平坦的面上。
另外，所述发光二极管还可以包括形成于所述基板的上表面的粗糙面，所述粗糙面可形成于通过所述平坦的面分离的区域。所述多个波长转换器可分别配置于所述被分离的区域上。
另一方面，所述基板可以是氮化镓系基板，且从所述活性层至所述基板的上表面的所有层可以均利用氮化镓系半导体形成。与此相反，所述基板也可以是蓝宝石基板。另外，从所述活性层至所述基板的上表面的距离可以是50μm以上。
从活性层生成的光通过至少距离50μm以上的出光面射入波长转换器，据此，可以使发光二极管的光指向角变得更窄。
另一方面，所述基板可以包括相对于所述第一导电型半导体层的上表面垂直的侧面以及相对于所述垂直的侧面倾斜的侧面，所述垂直的侧面可以比所述倾斜的侧面更靠近所述基板的上表面。所述侧面反射层可以覆盖所述垂直的侧面以及所述倾斜的侧面。
在一些实施例中，所述发光二极管包括配置于所述第一导电型半导体层的一部分区域的下部的台面，所述台面包括所述活性层和所述第二导电型半导体层，所述侧面反射层可以与所述台面相隔。尤其是，所述侧面反射层覆盖所述第一导电型半导体层的侧面，而不覆盖暴露于台面周围的第一导电型半导体层的下表面。
所述发光二极管还可以包括：下部绝缘层，覆盖所述欧姆反射层，且包括使所述第一导电型半导体层暴露的第一开口部以及使所述欧姆反射层暴露的第二开口部；第一焊盘金属层，配置于所述下部绝缘层的下方，且通过所述第一开口部电连接于所述第一导电型半导体层；第二焊盘金属层，配置于所述下部绝缘层的下方，且通过所述第二开口部电连接于所述欧姆反射层；以及上部绝缘层，覆盖所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层，且包括使所述第一焊盘金属层暴露的第一开口部以及使所述第二焊盘金属层暴露的第二开口部，其中，所述第一凸块焊盘和第二凸块焊盘配置于所述上部绝缘层的下方，并可以通过所述上部绝缘层的第一开口部和第二开口部分别与所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层连接。
另一方面，所述台面可以包括贯穿第二导电型半导体层和活性层而使第一导电型半导体层暴露的通孔，所述第一焊盘金属层可电连接于通过所述通孔暴露的第一导电型半导体层。
此外，所述台面还可以包括使所述第一导电型半导体层暴露于侧面的凹陷部，所述第一焊盘金属层可电连接于通过所述凹陷部暴露的第一导电型半导体层。
另外，所述台面具有边角被切断的形状，所述第一焊盘金属层可在所述台面的边角附近电连接于所述第一导电型半导体层。
在一些实施例中，所述发光二极管还可以包括在所述欧姆反射层的周围与所述第二导电型半导体层欧姆接触的欧姆氧化物层。通过采用欧姆氧化物层，可以降低接触电阻，因此能够降低正向电压。
所述侧面反射层可以覆盖所述基板的侧面以及第一导电型半导体层的侧面。
另一方面，所述侧面反射层可以包括金属反射层。
根据本发明的又一实施例，提供一种发光二极管，其包括：基板，具有出光面和侧面，该出光面具有粗糙面；第一导电型半导体层，与所述出光面对向而配置于所述基板的下方；台面，配置于所述第一导电型半导体层的下方，且包括活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，覆盖所述第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖所述欧姆反射层，且包括使所述第一导电型半导体层暴露的第一开口部以及使所述欧姆反射层暴露的第二开口部；第一焊盘金属层，配置于所述下部绝缘层上，且通过所述第一开口部电连接于所述第一导电型半导体层；第一凸块焊盘，电连接于所述第一焊盘金属层；第二凸块焊盘，电连接于所述欧姆反射层；多个波长转换器，配置于所述基板上；以及侧面反射层，覆盖所述基板的侧面以及所述第一导电型半导体层的侧面，其中，所述侧面反射层以与所述第一焊盘金属层不重叠的方式沿水平方向与所述第一焊盘金属层隔开，所述多个波长转换器包含彼此不同的荧光体。
侧面反射层与第一焊盘金属层以不重叠的方式相隔，因此能够防止侧面反射层与第一焊盘金属层直接电连接。据此，可以缩小发光二极管之间的电特性偏差。
另一方面，所述侧面反射层在覆盖所述基板和第一导电型半导体层的侧面的同时，可以覆盖所述基板的上表面的一部分。
所述发光二极管还可以包括：第二焊盘金属层，配置于所述下部绝缘层的下方，且通过所述第二开口部电连接于所述欧姆反射层；以及上部绝缘层，覆盖所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层，且包括使所述第一焊盘金属层暴露的第一开口部以及使所述第二焊盘金属层暴露的第二开口部，其中，所述第二凸块焊盘可通过所述上部绝缘层的第二开口部连接于所述第二焊盘金属层。
另一方面，所述基板的侧面可以包括相对于所述出光面垂直的侧面以及相对于所述垂直的侧面倾斜的侧面，所述侧面反射层覆盖所述垂直的侧面以及倾斜的侧面。
另外，所述发光二极管还可以包括夹设于所述倾斜的侧面与所述侧面反射层之间的绝缘层。
此外，所述侧面反射层的一侧端部可以与所述台面周围的第一导电型半导体层的面对齐或者与所述台面周围的第一导电型半导体层的面相隔。
根据本发明的又一实施例，可以提供一种包括以上所述的发光二极管的发光模块、安装有相机闪光灯的移动设备或者安装有头灯的汽车。
另外，根据本发明的又一实施例，可以提供一种光源模块，其包括以上所述的发光二极管以及配置于所述发光二极管上部的透镜。
根据本发明的一实施例，可以提供一种发光二极管，其使用光阻挡层限定发光面，因此适合于点照明。尤其是，不需要缩小发光二极管的大小，因此在不增加电流密度的情况下可以提供较小的发光面，从而在不降低发光效率的情况下可以实现高功率。
根据本发明的又一实施例，采用侧面反射层且使从活性层至出光面的距离为50um以上，从而可以提供一种指向角较窄的发光二极管。此外，通过维持侧面反射层与金属层之间的距离而防止电短路，从而可以提供一种电可靠性出色且偏差较少的发光二极管。
另外，通过使用包含彼此不同种类的荧光体的波长转换器，可以缩小发光二极管的色差，尤其是，通过采用陶瓷片荧光体可以提供一种适合在高温环境下使用的发光二极管。此外，以彼此不重叠的方式排列包含彼此不同的荧光体的波长转换器，从而可以提高光的转换效率，且通过在指向角较窄的发光二极管上排列彼此不同的荧光体而使分别通过荧光体转换而射出的光彼此不干涉，从而可以改善显色性。
本发明的其它优点以及效果将通过详细说明而变得更加明确。
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的仰视图。
图2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的平面图。
图3是沿着图1的截取线A-A截取的剖面图。
图4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的剖面图。
图5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的剖面图。
图6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的平面图。
图7a、图7b、图8a、图8b、图9a、图9b、图10a、图10b、图11a、图11b、图12a、图12b、图13a、图13b、图14a、图14b、图15a、图15b、图15c和图15d是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的制造方法的示意图。
图16a、图16b、图16c和图16d是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的制造方法的示意性的剖面图。
图17是用于说明本发明的一实施例的发光模块的示意性的剖面图。
图18是用于说明根据本发明的一实施例的光源模块的示意性的剖面图。
图19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的平面图。
图20是沿着图19的截取线A-A截取的剖面图。
图21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的平面图。
图22a、图22b、图23a、图23b、图23c、图23d和图23e是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的制造方法的示意图。
图24是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的示意性的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。以下介绍的实施例是为了使本发明所属技术领域的普通技术人员能够充分理解本发明的思想而举例提供的。因此，本发明并不限定于以下说明的实施例，也可以被具体化为其他形式。此外，为了便于说明，在图中，也可以夸大描述构成要素的宽度、长度、厚度等。另外，在记载为一个构成要素在另一构成要素的“上部”或者“上方”时，不仅包括各部分在其他部分的“正上部”或者“正上方”的情况，还包括在各构成要素与另一构成要素之间还夹设有其他构成要素的情况。在整个说明书中，同一个附图符号显示同一构成要素。
图1以及图2分别是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管100的示意性的仰视图以及平面图，图3是沿着图1的截取线A-A截取的剖面图。
参照图1、图2以及图3，所述发光二极管100包括：基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸块焊盘39a、第二凸块焊盘39b和光阻挡层41。第一导电型半导体层23、活性层25和第二导电型半导体层27形成半导体层叠层30。此外，所述发光二极管还可以包括欧姆氧化物层29。
所述基板21是可使氮化镓系半导体层生长的基板，例如，可以是蓝宝石基板或者氮化镓系基板。蓝宝石基板能够以相对较低的成本使氮化镓系半导体层生长。另一方面，氮化镓系基板具有与第一导电型半导体层23相同或者类似的折射率，因此从活性层25射出的光可以不经过较大的折射变化而射入基板，从而能够提高光效率。基板21的上表面可以具有粗糙面R，而光通过粗糙面R而向外部射出。据此，可以提高发光二极管的光提取效率。
从活性层23至基板21上表面的距离不受特殊限制，例如，可以是50μm以上且500μm以下，进而可以是300μm以下。基板21的大小不受特殊限制，可以选择为各种各样。只不过，基板21比所需的发光面21a的大小更大。
在本实施例中，对基板21是生长基板的情况进行了说明，但并不限定于此，也可以是在其他生长基板上生长的相对较厚的氮化镓系半导体层。或者，第一导电型半导体层23的连续的层也可以替代基板。而其他的生长基板可以去除。
基板21具有相对于基板21的下表面垂直的侧面以及相对于垂直的侧面倾斜的侧面。垂直的侧面与倾斜的侧面所形成的角可以是大约10度以上。垂直的侧面的倾斜角可以通过划线(scribing)而规定，但在应用使用激光的划线工序的情况下，与应用了使用刀片(Blade)的划线工序的情况相比，坡度更陡。垂直的侧面与倾斜的侧面之间的界线用虚线表示。垂直的侧面与倾斜的侧面可在基板21的四个侧面均形成。
第一导电型半导体层23可配置于基板21上。尤其是，第一导电型半导体层23邻接配置于基板21的倾斜的侧面。第一导电型半导体层23可以是生长于基板21上的层，且可以是氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层23可以是掺杂有杂质的氮化镓系半导体层，例如，掺杂有硅(Si)的氮化镓系半导体层。在这里，说明为第一导电型半导体层23与基板21被划分，但它们之间可以不明确得到划分。尤其是，当基板21与第一导电型半导体层23是相同的材质时，很难明确地划分基板21与第一导电型半导体层23。另一方面，如图所示，所述倾斜的侧面的一部分可以包括第一导电型半导体层23。
在第一导电型半导体层23上配置有台面M。台面M可限定于由第一导电型半导体层23包围的区域内侧而配置，因此，第一导电型半导体层的边缘附近区域可以不被台面M覆盖而暴露于外部。
台面M包括第二导电型半导体层27与活性层25。另外，台面M可以包括第一导电型半导体层23的一部分厚度。所述活性层25夹设于第一导电型半导体层23与第二导电型半导体层27之间。活性层25可以具有单量子阱结构或者多层量子阱结构。活性层25内的阱层的组成以及厚度决定所生成的光的波长。尤其是，通过调整阱层的组成可以提供生成紫外线、蓝色光或者绿色光的活性层。
另一方面，第二导电型半导体层27可以是掺杂有P型杂质的氮化镓系半导体层，例如，掺杂有镁(Mg)的氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层23和第二导电型半导体层27分别可以是单层，但并不限定于此，也可以是多层，也可以包括超晶格层。第一导电型半导体层23、活性层25和第二导电型半导体层27可利用如金属有机化学气象沉积法(MOCVD)或者分子束外延(MBE)等众所周知的方法在腔室内生长于基板21上而形成。
台面M具有以离第一导电型半导体层23越远面积变得越窄的方式倾斜的侧面。台面M的倾斜可以比基板21的侧面的倾斜更舒缓。但是，本发明并不限定于此，基板21的倾斜的侧面也可以比台面M的侧面更舒缓。
另一方面，台面M可以包括通孔30a，其贯穿第二导电型半导体层27和活性层25而使第一导电型半导体层23暴露。通孔30a被第二导电型半导体层27和活性层25包围。台面M具有大致矩形形状，且可以具有边角被切断的形状。另外，台面M可以包括凹陷部30b，其使第一导电型半导体层23暴露。凹陷部30b的一部分被第二导电型半导体层27和活性层25包围。可以在台面M的四个侧面全部配置凹陷部30b，但并不限定于此，也可以限定于一至三个侧面而配置。通孔30a和凹陷部30b的侧壁可以与台面M的侧面类似地倾斜。另外，它们的侧壁的倾斜度可以比基板21的侧面的倾斜度更平缓。
另一方面，欧姆反射层31配置于台面M的上部而接触于第二导电型半导体层27。欧姆反射层31在台面M的上部区域可以跨越台面M的几乎所有区域而配置。例如，欧姆反射层31可以覆盖台面M上部区域的80％以上，进而，可以覆盖90％以上。
欧姆反射层31可以包括具有反射性的金属层，因此，可以使在活性层25生成而向欧姆反射层31行进的光反射至基板21侧。例如，欧姆反射层31可以利用单一的反射金属层形成，但并不限定于此，也可以包括欧姆层与反射层。作为欧姆层可以使用如镍(Ni)等金属层，作为反射层可以使用如银(Ag)或者铝(Al)等反射率较高的金属层。另外，欧姆反射层31可以包括势垒层(barrier layer)，例如，可以包含镍(Ni)、钛(Ti)和金(Au)。例如，欧姆反射层可以具有Ni/Ag/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的层叠结构。
另一方面，欧姆氧化物层29可以覆盖所述欧姆反射层31周围的台面M。欧姆氧化物层29，可以利用例如铟锡氧化物(Iindium Tin Oxide，ITO)或者氧化锌(ZnO)等透明氧化物层形成。欧姆氧化物层29的侧面大致可以与台面M的侧面对齐。在欧姆反射层31的周围配置欧姆氧化物层29，从而能够扩宽欧姆接触区域，因此，能够降低发光二极管的正向电压。
下部绝缘层33覆盖台面M、欧姆氧化物层29和欧姆反射层31。另外，下部绝缘层33能够沿着台面M的周边覆盖台面M的侧面，且能够覆盖暴露于台面M周边的第一导电型半导体层23的一部分。下部绝缘层33在通孔30a内覆盖通孔30a的侧壁，且覆盖凹陷部30b的侧壁。
另一方面，下部绝缘层33具有使第一导电型半导体层暴露的第一开口部33a以及使欧姆反射层31暴露的第二开口部33b。第一开口部33a可配置于通孔30a和凹陷部30b。另外，下部绝缘部33可以沿着台面M的周边而使第一导电型半导体层23暴露。
下部绝缘层33的第二开口部33b使欧姆反射层31暴露。第二开口部33b可以形成有多个，这些第二开口部33b可配置于台面M的一侧边缘附近。
下部绝缘层33可以利用二氧化硅(SiO2)或者氮化硅(Si3N4)的单层形成，但并不限定于此。例如，下部绝缘层33还可以具有包括氮化硅膜与氧化硅膜的多层结构，也可以包括如同氧化硅膜以及氧化钛膜那样将折射率彼此不同的介电层交替层叠的分布布拉格反射器。
另一方面，第一焊盘金属层35a配置于所述下部绝缘层33上，且通过下部绝缘层33而与台面M和欧姆反射层31绝缘。第一焊盘金属层35a通过下部绝缘层33的第一开口部33a接触于第一导电型半导体层23。第一焊盘金属层35a可以包括：外部接触部，在台面M的周边接触于第一导电型半导体层23；内部接触部，在通孔30a内接触于第一导电型半导体层23。外部接触部可形成于在台面M的周边形成的凹陷部30a附近，另外，可形成于台面M的四个边角附近。可以使用内部接触部和外部接触部中的至少一个接触部，通过使用所有这些接触部可以提高发光二极管的电流分散性能。
另一方面，第二焊盘金属层35b在下部绝缘层33上配置于台面M的上部区域，且通过下部绝缘层33的第二开口部33b电连接于欧姆反射层31。第二焊盘金属层35b可以被第一焊盘金属层35a包围，且在它们之间可以形成边界区域35ab。在边界区域35ab暴露有下部绝缘层33，该边界区域35ab被下述的上部绝缘层37覆盖。
第一焊盘金属层35a与第二焊盘金属层35b可以在同一工序中利用相同的材料一起形成。第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b可以包括如Al层等欧姆反射层，欧姆反射层可形成于Ti、Cr或者Ni等粘合层上。另外，在所述欧姆反射层上可形成有Ni、Cr、Au等单层或者复合层结构的保护层。第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b可以具有例如Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的多层结构。
上部绝缘层37覆盖第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b。另外，上部绝缘层37沿着台面M的周边能够覆盖第一导电型半导体层23。只不过，上部绝缘层37沿着基板21的边缘可以使第一导电型半导体层23暴露。
另一方面，上部绝缘层37具有使第一焊盘金属层35a暴露的第一开口部37a以及使第二焊盘金属层35b暴露的第二开口部37b。第一开口部37a和第二开口部37b可配置于台面M的上部区域，且可以彼此对置地配置。尤其是，第二开口部37b可限定于第二焊盘金属层35b的上部区域内而配置。
在本实施例中，图示以及说明为第二开口部37b使下部绝缘层33的第二开口部33b的上部区域全部暴露，但上部绝缘层的第二开口部37b与下部绝艳层33的第二开口部33b也可以沿水平方向彼此隔开。即，第二开口部33b可配置于第二开口部37b的外部，多个第二开口部37b还可以从第二开口部33b沿水平方向隔开而配置。
上部绝缘层37可以利用SiO2或者Si3N4的单层形成，但并不限定于此。例如，上部绝缘层37也可以具有包括氮化硅膜与氧化硅膜的多层结构，也可以包括如氧化硅膜以及氧化钛膜一样将折射率彼此不同的介电层交替层叠的分布布拉格反射器。
另一方面，第一凸块焊盘39a电接触于通过所述绝缘层37的第一开口部37a暴露的第一焊盘金属层35a，第二凸块焊盘39b电接触于通过第二开口部37b暴露的第二焊盘金属层35b。如图1以及图2所示，第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b可分别限定于第一开口部37a和第二开口部37b内而配置，但并不限定于此，也可以将第一开口部37a和第二开口部37b全部覆盖而密封。
第一凸块焊盘39a通过第一焊盘金属层35a电连接于第一导电型半导体层23，第二凸块焊盘39b通过第二焊盘金属层35b和欧姆反射层31电连接于第二导电型半导体层27。第二焊盘金属层35b也可以省略，而第二凸块焊盘39b也可以直接连接于欧姆反射层31。
如图1所示，第二凸块焊盘39b可限定于第二焊盘金属层35a的上部区域内而配置。但是，本发明并不限定于此，第二凸块焊盘39b的一部分也可以与第一焊盘金属层35a重叠。只不过，上部绝缘层37配置于第一焊盘金属层35a与第二凸块焊盘39b之间而使它们绝缘。
另一方面，光阻挡层41覆盖基板21的侧面以及上表面。光阻挡层41可以覆盖基板21的整个侧面而阻挡光通过侧面射出。光阻挡层41不仅覆盖基板21的垂直的侧面，还覆盖倾斜的侧面。另外，光阻挡层41可以覆盖第一导电型半导体层23的侧面。
此外，光阻挡层41沿着基板21的边缘局部地覆盖基板21的上表面，且使基板21上表面的一部分暴露。通过光阻挡层41暴露的基板21的上表面区域成为发光面21a。在前面说明的基板21的粗糙面可以限定于发光面21a内而配置。
如图2所示，光阻挡层41可以将发光面21a限定为四边形形状，但并不限定于此，可以将发光面21a限定为多样的形状。例如，所述发光面21a可以是圆形、除四边形以外的其他多边形或者椭圆形。
另一方面，光阻挡层41沿横向与台面M相隔。此外，如图2的放大部分所示，光阻挡层41沿横向与第一焊盘金属层35a相隔。尤其是，光阻挡层41可位于台面M的上部表面的上方，因此，位于台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的上方。例如，光阻挡层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐，如用虚线所示，可位于第一导电型半导体层23的暴露面的上方。据此，台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的一部分在光阻挡层41与上部绝缘层37之间可暴露于外部。
光阻挡层41可以包括Ag或者Al的金属反射层，而如Ni和/或Ti等势垒层可配置于金属反射层上。另外，为了防止氧化，如Au等抗氧化膜可配置于势垒层上。此外，为了改善金属反射层的接合特性，如Ni或者Ti等粘合层可配置于金属反射层与基板21之间。光阻挡层41也可以欧姆接触于基板21和第一导电型半导体层23，但也可以肖特基接触(Schottkycontact)。
另一方面，除了金属反射层以外，光阻挡层41也可以包括分布布拉格反射器，也可以是在金属反射层与基板21之间包括透明氧化物层的全方位反射层(Omni directionalreflector：ODR)。
光阻挡层41从第一焊盘金属层35a隔开，从而可以防止与第一焊盘金属层35a直接连接(短路)，因此，能够减少光阻挡层41所致的电干涉。
光阻挡层41包括金属反射层，当该金属反射层与第一焊盘金属层35a重叠时，因发生于上部绝缘层37内的销孔(pin hole)或者裂纹(crack)等缺陷，光阻挡层41可能会意外地直接电连接于第一焊盘金属层35a。在这种情况下，如正向电压之类的发光二极管的电特性可能会根据光阻挡层41与第一焊盘金属层35a的接触与否而发生严重变化，据此，在所制造的发光二极管之间可能会发生严重的电特性偏差。与此相反，根据本发明的实施例，通过使光阻挡层41与第一焊盘金属层35a相隔而能够大量地制造出电特性偏差较少的发光二极管。
根据本实施例，使用光阻挡层41将发光面21a限定于基板21的上表面，从而能够在不变更用于驱动发光二极管100的驱动电流情况下，缩小射出的光的发光面的大小。因此，发光二极管的电流密度不会增加，因此不会发生下垂现象所致的发光效率的降低。此外，作为光阻挡层41使用反射层，从而可以防止光功率的降低。
另外，由于使用光阻挡层41，所以能够较容易地调整发光面的大小。例如，一旦确定点照明所需的光功率以及发光面的大小，则首先决定适合光功率的发光二极管的大小。在这种情况下，可以为了以发光效率最高的电流密度进行驱动而选择发光二极管的大小。然后，所需的发光面的大小可以使用光阻挡层41进行调整。据此，可以提供一种能够在具有所需大小的发光面的同时不降低发光效率，并通过高电流驱动而实现高功率的发光二极管。
图4是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管200的示意性的剖面图。
参照图4，根据本实施例的发光二极管200与参照图1至图3说明的发光二极管100大致类似，但在上部绝缘层37覆盖基板21的倾斜的侧面的这一点上存在差异。
即，上部绝缘层37覆盖暴露于台面M周边的整个第一导电型半导体层23，此外，覆盖第一导电型半导体层23的侧面和基板21的倾斜的侧面。只不过，上部绝缘层37不覆盖基板21的垂直的侧面。
另一方面，光阻挡层41覆盖基板21的垂直的侧面，且覆盖倾斜的侧面上的上部绝缘层37。在这种情况下，光阻挡层41的下部端部也可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐，但如用虚线所示，也可位于所述第一导电型半导体层23的下方。只不过，光阻挡层41的下部端部与上部绝缘层37的水平面对齐或者位于其上方。
当倾斜的侧面通过划线工序形成时，侧面可能会粗糙地形成。在这种情况下，光阻挡层41不沉积于倾斜的侧面或者即使沉积也容易剥落。因此，用绝缘层37覆盖倾斜的侧面，从而能够稳定地形成光阻挡层41。
图5是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管300的示意性的剖面图。
参照图5，根据本实施例的发光二极管300与参照图1以及图2说明的发光二极管100大致类似，但在倾斜的侧面比垂直的侧面更接近基板21的上表面侧的这一点上存在差异。倾斜的侧面与基板21的上表面邻接，而垂直的侧面可以与第一导电型半导体层23邻接。垂直的侧面和倾斜的侧面可以被光阻挡层41覆盖。
倾斜的侧面配置于基板21的上表面侧，因此根据本实施例的发光二极管300相比于图1至图3的发光二极管100，能够更加稳定地形成光阻挡层41。
图6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的平面图。在平面图中，斜线部分显示光阻挡层41，没有斜线的部分显示发光面21a。
参照图6的(a)，根据本实施例的发光二极管的发光面21a与参照图2说明的发光二极管的发光面21a大致类似，但在发光面21a从基板21的上表面的一侧边缘延续至另一侧边缘的这一点上存在差异。光阻挡层41沿着基板21的上表面的两侧边缘平行地配置。另一方面，发光面21a的宽度大于配置于基板21a上表面的两侧边缘附近的光阻挡层41各自的宽度。
参照图6的(b)，根据本实施例的发光二极管的发光面21a与参照图6的(a)说明的发光面21a大致类似，但发光面21a的宽度小于基板21的上表面的每一个光阻挡层41的宽度。即，在本实施例中，发光面21a具有相对较窄的线宽且横穿基板21上表面的中央区域，从而提供较长的发射光源。
参照图6的(c)，在本实施例中，发光面21a与参照图6的(b)说明的发光面21a大致类似，但在发光面21被分割成两个区域的这一点上存在差异。被分割的各个发光面区域可以具有相对于配置于基板21上表面的每一个光阻挡层41的宽度较窄的宽度。另外，基板21的上表面中央可以被光阻挡层41覆盖，被分割的发光面区域可以彼此平行。在图6的(c)中，图示发光面21a被分割成两个区域，但也可以被分割成三个以上的区域。
参照图6的(d)，在本实施例中，发光面21a具有圆形形状。但是如前所述，也可以是椭圆形，也可以是边角被圆滑处理(rounding)的多边形形状。
参照图6的(e)，在本实施例中，发光面21a通过光阻挡层41被分割成四个区域。被分割的各个发光面21a区域以岛屿形状被光阻挡层41包围。但是，本发明并不限定于此，光阻挡层41也可以通过发光面21a区域被分割成岛屿形状。
另一方面，图示各个被分割的区域为圆形，但并不限定于此，可以是椭圆形或者多边形，也可以是边角被圆滑处理的多边形形状。另外，在图6的(e)中，图示了被分割成四个区域的发光面21a区域，但发光面21a也可以被分割成两个或者三个或者五个以上。另外，发光面21a区域也可以具有彼此不同的形状，也可以具有相同的形状。当发光面21a区域具有彼此相同的形状时，可以射出相同形状的点波束，从而较容易控制射出光。
参照图6的(f)，在本实施例中，一个发光面21a区域被另一个发光面21a区域包围。在发光面21a区域之间夹设光阻挡层41而使它们分离。
一个发光面21a区域可配置于基板21上表面的中央区域，另一个发光面21a区域可以从配置于中央区域的区域以相同的间距隔开。据此，从发光面21a区域射出的光的中心轴可以与发光二极管的中心轴一致，因此，能够较容易设计适合于发光二极管的透镜。在图6的(f)中，举例说明发光面21a是四边形的情形，但也可以是圆形或者椭圆形，也可以是其它多边形形状。
图7a至图15d是用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管的制造方法的平面图以及剖面图。图7a、8a、9a、10a、11a、12a、13a和14a是平面图，图7b、8b、9b、10b、11b、12b、13b和14b是沿着各平面图的截取线A-A截取的剖面图。
首先，参照图7a以及图7b，在基板21上生长有包括第一导电型半导体层23、活性层25和第二导电型半导体层27的半导体堆叠层30，在其上方形成有欧姆氧化物层29。
基板21可以是蓝宝石基板或者氮化镓系基板。在基板21为氮化镓系基板的情况下，例如，n型杂质的掺杂浓度可以是7E17～9E17/cm3。另一方面，第一导电型半导体层23的n型杂质的掺杂浓度例如可以是9E18～2E19/cm3。
第一导电型半导体层23、活性层25和第二导电型半导体层27可以通过利用金属有机化学气象沉积法(MOCVD)或者分子束外延(MBE)等众所周知的方法而在腔室内生长于基板21上而形成。
另一方面，欧姆氧化物层29可以利用例如铟锡氧化物(ITO)或者氧化锌(ZnO)等形成。欧姆氧化物层29可以通过电子束蒸发法或者溅镀(sputter)法形成，且可以覆盖第二导电型半导体层27并欧姆接触于第二导电型半导体层27。
参照图8a以及图8b，通过使欧姆氧化物层29和半导体堆叠层30图案化而形成台面M。随着台面M的形成，第一导电型半导体层23暴露于台面M周围。另外，台面M具有通孔30a和凹陷部30b，且可以形成为具有边角被切断的形状。欧姆氧化物层29覆盖台面M的上部区域的大部分，且具有与台面M相同的平面形状。
在本实施例中，欧姆氧化物层29可以通过使用光刻胶图案的湿法蚀刻工序图案化，而半导体堆叠层30可以通过干法蚀刻工序图案化。但是，本发明并不限定于此，欧姆氧化物层29与半导体堆叠层30也可以全部通过干法蚀刻工序图案化。另一方面，在欧姆氧化物层29与半导体堆叠层30的图案化工序中，可以继续使用相同的光刻胶图案。
参照图9a以及图9b，通过对欧姆氧化物层29进行图案化而暴露第二导电型半导体层27，且在暴露的区域形成欧姆反射层31。欧姆反射层31包括如Ag或者Al等金属反射层，且可以包括如Ni等欧姆金属层。对于欧姆反射层31的材料，在前面已参照图1以及图3进行了说明，因此为了避免重复而省略详细说明。欧姆反射层31可以利用电子束蒸发法或者溅镀法形成。
参照图10a以及图10b，形成覆盖欧姆氧化物层29和欧姆反射层31的下部绝缘层33。另外，下部绝缘层33覆盖台面M的侧面，且覆盖通孔30a的侧壁。另一方面，下部绝缘层33具有使第一导电型半导体层23暴露的第一开口部33a以及使欧姆反射层31暴露的第二开口部33b。
第一开口部33a可形成于例如通孔30a内，还可形成于凹陷部30b附近。此外，下部绝缘部33可以沿着台面M的周边而覆盖第一导电型半导体层23的一部分。据此，第一导电型半导体层23的一部分可以沿着台面M的周围而暴露。
第二开口部33b在台面M上位于欧姆反射层31上。多个第二开口部33b可偏向台面M的一侧而分布。欧姆反射层31通过所述第二开口部33b暴露。在本实施例中，图示有五个第二开口部33b，但并不限定于此，也可以形成有一个第二开口部33b，也可以形成有两个以上的第二开口部33b。
参照图11a以及图11b，在下部绝缘层33上形成有第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b。第一焊盘金属层35a电连接于通过第一开口部33a暴露的第一导电型半导体层23，第二焊盘金属层35b与暴露于第二开口部33b的欧姆反射层31电连接。
第一焊盘金属层35a可通过通孔30a和凹陷部30b附近的第一开口部30a连接于第一导电型半导体层23，进而，可以在台面M的边角附近连接于第一导电型半导体层23。第一焊盘金属层35a可以具有通过通孔30a接触于第一导电型半导体层23的内部接触部以及在台面M的周围接触于第一导电型半导体层23的外部接触部。第一焊盘金属层35a具有内部接触部和外部接触部，从而能够使电流均匀地分布在台面M的全部区域。
另一方面，第二焊盘金属层35b可以被第一焊盘金属层35a包围，且在第一焊盘金属层35a与第二焊盘金属层35b之间可以形成边界区域35ab。第二焊盘金属层35b覆盖第二开口部33b，且可限定于台面M的区域上而配置。
第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b，例如可以通过剥离(Lift-off)工序而利用相同的材料形成，因此，可配置于相同的水平面(level)上。
参照图12a以及图12b，在第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b上形成有上部绝缘层37。上部绝缘层37具有使第一焊盘金属层35a和第二焊盘金属层35b暴露的第一开口部37a和第二开口部37b。上部绝缘层37能够覆盖台面M周围的下部绝缘层33，且能够使第一导电型半导体层23沿着台面M的周边暴露。形成于台面M的凹陷部30b和边角附近的第一焊盘金属层35a的外部接触部同样被上部绝缘层37覆盖。
另一方面，第二开口部37b可限定于第二焊盘金属层35b的上部区域内而配置。第一开口部37a限定于第一焊盘金属层35a的上部区域内而配置，但并不一定限定于此，也可以限定于台面M的上部区域内而配置。第一开口部37a与第二开口部37b彼此相隔。
在本实施例中，对第一开口部37a与第二开口部37b分别形成有一个的情况进行了说明，但可以形成多个第一开口部37a和多个第二开口部37b。
另外，图示为第二开口部37b形成于下部绝缘层33的第二开口部33b的上部而彼此重叠，但第二开口部33b也可以沿水平方向与第二开口部37b相隔而彼此不重叠。
参照图13a以及图13b，在上部绝缘层37的第一第二开口部37a和第二开口部37b内形成第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b。第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b，例如，可以利用AuSn形成，但是不限于此。第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b是，在将发光二极管贴装于子安装部(submount)或者引线框架(lead frame)时，键合于子安装部(submount)或者引线框架的焊盘。第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b可以利用剥离(Lift-off)等众所周知的技术形成。。
在本实施例中，说明为第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b分别形成于第一开口部37a和第二开口部37b内，但并不限定于此，也可以完全覆盖第一开口部37a和第二开口部37b而密封。
参照图14a以及图14b，在形成第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b后，对基板21的下表面进行研磨而减小基板21的厚度，且在经研磨的下表面形成粗糙面R。基板21的下表面可以利用磨光(lapping)和/或抛光(polishing)技术进行研磨，且可以利用干法以及湿法蚀刻技术形成粗糙面R。粗糙面R还可以形成于基板21的整个下表面，但如图14b所示，也可以局部地形成。例如，如在前面参照图1至图3说明，粗糙面R可限定于将成为发光面21的区域而形成。
接着，参照图15a至图15d对在基板21形成光阻挡层41的技术进行说明。图15a至图15d显示用于说明根据本发明的一实施例的发光二极管100的光阻挡层41的形成方法的示意性的剖面图。在图15a至图15d中，图示如在前面参照图7a至图14b说明一样制造的两个发光二极管区域，但在基板21上可以形成更多的发光二极管区域，且在各发光二极管区域形成台面M和凸块焊盘39a、39b。
参照图15a，在形成第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b后，在从第一导电型半导体层23侧至基板21的内部形成划线LS。划线LS形成于发光二极管的分割区域，因此，多个划线(LS)可以以网格形状形成于基板21上。划线LS限定具有为实现所需的光功率而设定的大小的发光二极管区域。
另外，在形成有粗糙面R的基板21上，涂布有例如光刻胶膜51。光刻胶膜51可以通过旋涂等技术而形成于基板21上。另外，光刻胶膜51暴露划线LS的上部区域的周围，且以覆盖所需发光面区域的方式被图案化。据此，粗糙面R周围的平坦的基板21面被暴露。
参照图15b，在蓝膜(blue tape)等可伸长胶带上进行断裂(breaking)而按各个发光二极管区域分离，且使其伸长而可以使各个发光二极管区域彼此相隔。然后，可以将分离的各个发光二极管区域转印(transfer)到支撑体61上而使其附着。例如，支撑体61可以使用聚合物或者聚酰亚胺薄膜或者其他支撑基板。各个发光二极管区域可以被转印到聚合物或者聚酰亚胺薄膜，或者可以各自地被附着或者转印到支撑基板等。此时，台面M可埋入支撑体61内，因此，暴露于台面M周围的第一导电型半导体层23能够接触于支撑体61的上表面。但是，本发明并不限定于此，能够调整在发光二极管区域与支撑体61接触的部分，且第一导电型半导体层23的一部分厚度也可以埋入支撑体61内。
另一方面，在各个发光二极管区域的基板21侧面可以形成有通过激光划线形成的倾斜面与通过断裂形成的垂直面。
参照图15c，在各个发光二极管区域上沉积光阻挡层41。光阻挡层41例如可以利用溅镀技术沉积。光阻挡层41包括如Ag或者Al等金属反射层或者折射率彼此不同的介电层。对于侧面反射层41的具体结构以及材料，与参照图1以及图3说明的相同，因此为了避免重复而省略详细说明。
光阻挡层41在倾斜的侧面和垂直的侧面以大致均匀的厚度形成于基板21的侧面。另一方面，光阻挡层41沉积于通过光刻胶膜51暴露的基板21的上表面，且覆盖光刻胶膜51。形成于基板21上表面的光阻挡层41的厚度比沉积于基板21侧面的光阻挡层41的厚度更厚。
另一方面，支撑体61遮挡第一导电型半导体层23的暴露面，从而防止光阻挡层41形成于第一导电型半导体层23的暴露面。因此，可以防止光阻挡层41隔着上部绝缘层37而与第一焊盘金属层35a重叠。
参照图15d，通过去除光刻胶膜51可以去除与光刻胶膜51一同形成于上部的光阻挡层41，且将其从支撑体61分离而完成发光二极管100。据此，提供一种具有被光阻挡层41包围的发光面21a的图1至图3所图示的发光二极管100。
另一方面，在本实施例中，对利用激光形成划线LS进行了说明，但划线LS也可以利用刀片形成。在这种情况下，能够使基板21侧面的倾斜的面的坡度更加平缓。
另外，在本实施例中，说明为划线LS在形成第一凸块焊盘39a、和第二凸块焊盘39b后形成，但划线LS也可以在形成上部绝缘层37之前形成。在这种情况下，在划线LS内部可以形成上部绝缘层37，因此，能够制造如图4的实施例一样的发光二极管200。
图16a至图16d是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管300的制造方法的剖面图。如在前面参照图7a至图14b进行说明，在基板21上形成有发光二极管区域，在各发光二极管区域形成有台面M和凸块焊盘39a、39b。
参照图16a，在形成第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b后，在形成有粗糙面R的基板21上涂布光刻胶膜51。光刻胶膜51可以利用旋涂等技术而形成于基板21上。另外，光刻胶膜51覆盖用于形成发光面的区域，且以使用于形成划线LS的区域的周围暴露的方式被图案化。
然后，在基板21的上表面侧，即，从光刻胶膜51侧至基板21内部形成划线LS。划线LS形成于发光二极管的分割区域，因此，多个划线(LSs)可以以网格形状形成于基板21上。划线可以利用激光形成，为了去除形成于基板21侧面的碎屑(debris)并使通过激光产生的基板21表面的粗糙度缓解，可以实施如磷酸处理等化学处理。
参照图16b，如参照图15b进行说明，在蓝膜(blue tape)等可伸长胶带上按照个别发光二极管区域进行分离并使其伸长，从而可以使各个发光二极管区域彼此相隔。然后，将分离的各个发光二极管区域转印到支撑体61上而使其附着。
另一方面，在个别发光二极管区域的基板21侧面，可形成有通过激光划线形成的倾斜面与通过断裂形成的垂直面。
参照图16c，在各个发光二极管区域上沉积光阻挡层41。光阻挡层41例如可以利用溅镀技术沉积。光阻挡层41可以包括如Ag或者Al等金属反射层或者分布布拉格反射器。关于光阻挡层41的具体结构以及材料进行的说明与参照图1以及图3说明的内容相同，因此为了避免重复而省略详细说明。
光阻挡层41在倾斜的侧面以及垂直的侧面，可以以大致均匀的厚度形成于基板21的侧面。另外，光阻挡层41覆盖暴露于光刻胶膜51的周围的基板21的上表面，且还覆盖光刻胶图膜51。
另一方面，支撑体61遮挡第一导电型半导体层23的暴露面，从而防止光阻挡层41形成于第一导电型半导体层23的暴露面。因此，可以防止光阻挡层41隔着上部绝缘层37与第一焊盘金属层35a重叠。
参照图16d，通过去除光刻胶膜51可以去除形成于基板21上部的光阻挡层41并从支撑体61分离，从而完成发光二极管100。
另一方面，在本实施例中，对利用激光形成划线LS进行了说明，但划线LS也可以利用刀片形成。在这种情况下，能够使基板21侧面的倾斜的面的坡度更加平缓。
图17是用于说明根据本发明的一实施例的发光模块的示意性的剖面图。
参照图17，所述光源模块包括支撑基板71、发光二极管100和波长转换器81。另外，所述光源模块可以包括白色势垒层75。
发光二极管100是在前面参照图1至图3说明的发光二极管，该发光二极管100利用第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b倒装键合(filp bonding)于配置有第一第二焊盘73a和第二焊盘73b的支撑基板71上。支撑基板71可以是例如子安装部(submount)、印刷电路板或者引线框等。
另一方面，白色势垒层(white barrier layer)75能够覆盖发光二极管100的侧面。白色势垒层75可以在例如硅树脂、环氧树脂、有机硅模塑料(Silicone MoldingCompound)或者环氧树脂模塑料(epoxy molding compound)混合TiO2等而形成。白色势垒层75随着时间的流逝在内部可能会生成裂纹等缺陷。因此，在无光阻挡层41的情况下直接将白色势垒层75形成于发光二极管的侧面时，可能会发生从发光二极管射出的光通过白色势垒层75向外部射出的漏光现象。但是，本发明在发光二极管的侧面形成光阻挡层41，因此能够提供一种长时间不漏光的发光模块。
另一方面，在发光二极管100的上部可以形成有波长转换器81。波长转换器81也可以将荧光体与树脂混合而直接形成于发光二极管100上，且可以将荧光体片或者波长转换板(wavelength converting plate)附着到发光二极管100上而配置。波长转换器81可以包括陶瓷片荧光体(ceramic plate phosphor)，尤其是，可以包括荧光体玻璃(phosphor inglass：PIG)或者碳化硅(SiC)荧光体。据此，可以提供一种能够在高温环境下防止变色，从而能够长时间使用的波长变换器。
波长转换器81可以利用粘合剂附着于发光二极管100上，但也可以附着于白色势垒层75上或者配置于其他构成要素上。因此，波长转换器81也可以与发光二极管100相隔而配置于发光二极管100上部。
在本实施例中，举例说明了发光二极管100，但也可以使用其他发光二极管200、300。
图18是用于说明根据本发明的一实施例的光源模块的示意性的剖面图。
参照图18，所述光源模块包括支撑基板71、发光二极管100、波长转换器81和透镜91。发光二极管100是在前面参照图1至图3说明的发光二极管100，该发光二极管100利用第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b可倒装键合于配置有第一第二焊盘73a和第二焊盘73b的支撑基板71上。支撑基板71例如可以是印刷电路板。
另外，透镜91配置于发光二极管100的上部。透镜91具有下部面与上部面，下部面包括使从发光二极管100射出的光射入的凹陷部，上部面具有使光射出的射出面。下部面的凹陷部可被平坦的面包围。
另外，如图所示，上部面可以包括位于中央的凹陷部与位于其周围的凸出部。凸出部可以包围凹陷部。
所述透镜91是使光分散的扩散透镜(diffusion lens)，但本发明并不限定于此，各种形状的透镜91可与发光二极管100结合而实现各种光图案。
在本实施例中，对发光二极管100倒装键合于支撑基板71的光源模块进行了说明，但也可以将发光二极管200、300也可贴装在支撑基板71上而使用。
在前面的实施例中，对波长转换器81在发光模块内配置于发光二极管100上的情况进行了说明，但波长转换器81也可以直接附着于发光二极管上。
图19是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管400的示意性的平面图，图20是沿着图19的截取线A-B截取的剖面图。
参照图19以及图20，所述发光二极管400包括基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸块焊盘39a、第二凸块焊盘39b和侧面反射层41。另外，所述发光二极管400可以包括第一波长转换器81a和第二波长转换器81b，且可以包括粘合剂171。第一导电型半导体层23、活性层25和第二导电型半导体层27形成半导体层叠层30。此外，所述发光二极管400还可以包括欧姆氧化物层29。
在本实施例中，基板21、第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一焊盘金属层35a、第二焊盘金属层35b、上部绝缘层37、第一凸块焊盘39a、第二凸块焊盘39b、半导体层叠层30和透明欧姆层29与参照图1至图3进行的说明类似，因此为了避免重复而省略详细说明。另外，在第一导电型半导体层23上配置有台面M，台面M与参照图1至图3进行的说明类似，因此省略详细说明。
另一方面，在前面说明为光阻挡层41的构成要素，在本实施例中是具有反射功能的反射层，因此被称为侧面反射层41。侧面反射层41配置于基板21的侧面上。侧面反射层41不仅覆盖基板21的垂直的侧面，还覆盖倾斜的侧面。侧面反射层41还可以覆盖第一导电型半导体层23的侧面。侧面反射层41可以将基板的四个侧面全部覆盖，但本发明并不限定于此，也可以覆盖一至三个侧面。
如图20所示，侧面反射层41的一部分可以沿着基板21的边缘覆盖基板21的上表面，进而，为了将使基板21暴露的区域分割成两个以上的多个区域，可以局部地覆盖基板21的上表面。
位于基板21上表面的侧面反射层41部分可位于基板21的平坦的面上，粗糙面R可限定于被侧面反射层41包围的区域内而配置。
另一方面，如图20的放大部分所示，侧面反射层41沿水平方向而与第一焊盘金属层35a相隔。尤其是，侧面反射层41可位于台面M的上部表面的上方，因此，位于台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的上方。例如，侧面反射层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐，如用虚线所示，可位于第一导电型半导体层23的暴露面的上方。据此，台面M周围的第一导电型半导体层23的暴露面的一部分在侧面反射层41与上部绝缘层37之间可暴露于外部。
侧面反射层41可以包括Ag或者Al的金属反射层，而如Ni和/或Ti等势垒层可配置于金属反射层上。另外，为了防止氧化，如Au等抗氧化膜可配置于势垒层上。此外，为了改善金属反射层的接合特性，如Ni或者Ti等粘合层可配置于金属反射层与基板21之间。侧面反射层41也可以欧姆接触于基板21和第一导电型半导体层23，但也可以肖特基接触(Schottky contact)。
另一方面，除了金属反射层以外，侧面反射层41还可以包括分布布拉格反射器，也可以是在金属反射层与基板21之间包括透明氧化物层的全方位反射层(Omni directionalreflector：ODR)。
侧面反射层41不向基板21的下表面延伸，而是限定于基板21和第一导电型半导体层23的侧面而配置，从而能够防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a直接连接(短路)，因此，能够减少侧面反射层41所致的电干涉。
侧面反射层41包括金属反射层，当该金属反射层与第一焊盘金属层35a重叠时，因发生于上部绝缘层37内的销孔(pin hole)或者裂纹(crack)等缺陷，侧面反射层41可能会意外地直接电连接于第一焊盘金属层35a。在这种情况下，如正向电压之类的发光二极管的电特性可能会根据侧面反射层41与第一焊盘金属层35a的接触与否而发生严重变化，据此，在所制造的发光二极管之间可能会发生严重的电特性偏差。与此相反，根据本发明的实施例，通过使侧面反射层41与第一焊盘金属层35a相隔而能够大量地制造出电特性偏差较少的发光二极管。
另一方面，第一波长转换器81a和第二波长转换器81b配置于基板21的上部。第一波长转换器81a和第二波长转换器81b还可以使用粘合剂171附着于基板21，也可以粘合于在基板21的上表面形成的侧面反射层41上。
第一波长转换器81a和第二波长转换器81b可以包括包含荧光体的波长转换片或者陶瓷板荧光体(ceramic plate phosphor)，尤其是，可以包括荧光体玻璃(phosphor inglass；PIG)或者碳化硅(SiC)荧光体。尤其是，陶瓷片荧光体在高温下也不会发生变色，因此能够长时间使用。
另一方面，多个波长转换器81a、81b分别可以包括彼此不同种类的荧光体。例如，波长转换器81a可以包括通过在活性层25生成的光而射出绿色光的荧光体，波长转换器81b可以包括通过在活性层25生成的光而射出红色光的荧光体。在从活性层25射出蓝色光时，可以通过在波长转换器81a、81b转换的光与在活性层25生成的光的组合来实现白色光。
在本实施例中，对附着有两个波长转换器81a、81b的情形进行了说明，但也可以附着有两个以上的波长转换器。例如，还可以包括包含蓝色荧光体的波长转换器，据此，活性层25射出紫外线，且通过在波长转换器转换的光，还能够体现白色光。
在本实施例中，对体现白色光的发光二极管400进行了说明，但并不限定于白色光，可以利用多个波长转换器81a、81b体现各种颜色的混色光。
图21是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管500的示意性的剖面图。
参照图21，根据本实施例的发光二极管500与参照图19至图20说明的发光二极管大致类似，但在上部绝缘层37覆盖基板21的倾斜的侧面这一点上存在差异。
即，上部绝缘层37覆盖暴露于台面M外周的整个第一导电型半导体层23，进而，覆盖第一导电型半导体层23的侧面以及基板21的倾斜的侧面。只不过，上部绝缘层37不覆盖基板21的垂直的侧面。
另一方面，侧面反射层41覆盖基板21的垂直的侧面，且覆盖倾斜的侧面上的上部绝缘层37。在这种情况下，侧面反射层41的下部端部可以与第一导电型半导体层23的暴露面对齐，但如同用虚线所示的部位，也可位于所述第一导电型半导体层23的暴露面的下方。只不过，侧面反射层41的下部端部与上部绝缘层37的水平面齐平或者位于其上方。
图22a、图22b、图23a、图23b、图23c、图23d和图23e是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管400的制造方法的平面图以及剖面图。图22a是平面图，图22b是沿着图22a的平面图的截取线A-A截取的剖面图。
首先，根据本实施例的发光二极管400的制造方法包括与参照图7a至图13b进行的说明相同的工序。因此，为了避免重复而省略对它们的说明，并对图13a及图13b以后的工序进行说明。
参照图22a以及图22b，在形成第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b后，研磨基板21的下表面使基板21的厚度变小，且在经研磨的下表面形成粗糙面R。基板21的下表面可以利用研磨和/或抛光技术得到研磨，且可以利用干法或者湿法蚀刻技术形成粗糙面R。
粗糙面R可以被分割成多个区域而形成，为此，可以使用掩膜。因此，在形成有粗糙面R的区域之间可以形成有平坦的面。
在本说明书中，粗糙面R的高度不受特殊限制。例如，粗糙面R可以具有1μm以上的高度。
接着，参照图23a至23e对在基板21侧面形成侧面反射层41的技术进行说明。在图23a至23e中图示有在前面参照图22a以及图22b制造的两个发光二极管区域，但在基板21上可以形成更多的发光二极管区域，在各发光二极管区域可以形成台面M和凸块焊盘39a、39b。
参照图23a，在形成第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b后，在第一导电型半导体层23侧至基板21内部形成划线LS。划线LS形成于发光二极管的分割区域，因此，多个划线LSs可以以网格(mesh)形状形成于基板21上。
另外，在形成有粗糙面R的基板21上形成有光刻胶图案51。光刻胶图案51，在利用旋涂(spin coating)等技术使光刻胶膜形成于基板21上之后，通过光刻以及显影对该光刻胶膜进行图案化而形成。据此，可以暴露基板21上表面的平坦的区域。
参照图23b，在蓝膜(blue tape)等可伸长胶带上按照个别发光二极管区域进行分离并使其伸长，从而可以使各个发光二极管区域彼此相隔。然后，将分离的各个发光二极管区域转印到支撑体61上而使其附着。此时，台面M可埋入胶带61内，因此，暴露于台面M周围的第一导电型半导体层23能够接触于胶带61的上表面。但是，本发明并不限定于此，能够调整在发光二极管区域与胶带61接触的部分，且第一导电型半导体层23的一部分厚度也可以埋入胶带61内。
另一方面，在各个发光二极管区域的基板21侧面可以形成有通过划线形成的倾斜面与通过断裂形成的垂直面。
参照图23c，在各个发光二极管区域上沉积侧面反射层41。侧面反射层41例如可以利用溅镀技术沉积。侧面反射层41包括如Ag或者Al等金属反射层。对于侧面反射层41的具体结构以及材料，与参照图19以及图20进行的说明相同，因此为了避免重复而省略详细说明。
侧面反射层41在倾斜的侧面和垂直的侧面以大致均匀的厚度形成于基板21的侧面。进而，侧面反射层41覆盖光刻胶图案51，且覆盖通过光刻胶图案51暴露的基板21的上表面。
另一方面，第一导电型半导体层23的暴露面被胶带61遮挡，从而防止侧面反射层41形成于第一导电型半导体层23的暴露面。因此，可以防止侧面反射层41与第一焊盘金属层35a重叠。
参照图23d，通过去除光刻胶图案51，可以将光刻胶膜以及形成于光刻胶膜上的反射物质层一同去除，此时，将形成于基板21的侧面以及上表面的侧面反射层41除外。据此，可以形成覆盖基板21的侧面且覆盖上表面的一部分的侧面反射层41。
参照图23e，在基板21的上表面附着有多个波长转换器81a、81b。波长转换器81a、81b使用粘合剂171而可以附着于基板21，或者可以直接粘合于在基板21的上表面形成的侧面反射层41上。接着，从胶带61分离各个发光二极管，从而完成图19的发光二极管400。
波长转换器81a、81b可以包括包含荧光体的波长转换片或者陶瓷板荧光体(ceramic plate phosphor)，尤其是，可以包括荧光体玻璃(phosphor in glass；PIG)或者碳化硅(SiC)荧光体。尤其是，陶瓷片荧光体在高温下也不会发生变色，因此能够长时间使用。
另一方面，多个波长转换器81a、81b分别可以包括彼此不同种类的荧光体。例如，波长转换器81a可以包括通过在活性层25生成的光射出绿色光的荧光体，波长转换器81b可以包括通过在活性层25生成的光射出红色光的荧光体。在从活性层25射出蓝色光时，可以通过在波长转换器81a、81b转换的光与在活性层25生成的光的组合来实现白色光。
在本实施例中，对附着有两个波长转换器81a、81b的情形进行了说明，但也可以附着有两个以上的波长转换器。例如，还可以包括包含蓝色荧光体的波长转换器，据此，活性层25射出紫外线，且通过在波长转换器转换的光，还能够体现白色光。
在本实施例中，对体现白色光的发光二极管400进行了说明，但并不限定于白色光，可以利用多个波长转换器81a、81b体现各种颜色的混色光。
另一方面，在本实施例中，对利用激光形成划线LS的情形进行了说明，但划线LS也可以利用刀片形成。在这种情况下，可以使基板21侧面的倾斜的面的坡度更加平缓。
另外，在本实施例中，虽然说明为在形成第一第二凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b之后形成划线LS，但划线LS也可以在形成上部绝缘层37之前形成。在这种情况下，在划线LS内部可以形成上部绝缘层37，因此，可以制造出如图21的实施例那样的发光二极管200。
图24是用于说明根据本发明的一实施例的发光元件的示意性的剖面图。
发光二极管400是在前面参照图19以及图20说明的发光二极管，该发光二极管400使用第一凸块焊盘39a和第二凸块焊盘39b倒装键合于配置有第一焊盘93a和第二焊盘93b的支撑基板91上。支撑基板91例如可以是子安装部(submount)、印刷电路板或者引线框架等。
另一方面，白色势垒层(white wall)95可以覆盖发光二极管400的侧面。白色势垒层95例如可以在硅树脂或者环氧树脂混合二氧化钛(TiO2)等而形成。白色势垒层95随着时间的流逝在内部可能会生成裂纹等缺陷。因此，在无侧面反射层41的情况下直接将白色势垒层95形成于发光二极管的侧面时，可能会发生从发光二极管射出的光通过白色势垒层95向外部射出的漏光现象。但是，本发明在发光二极管的侧面形成侧面反射层41，从而可以提供一种长期不漏光的发光元件。另一方面，所述白色势垒层95也可以被省略。
在本实施例中，对发光二极管400倒装键合于支撑基板91的发光元件进行了说明，但图21的发光二极管200也可以贴装于支撑基板91上。
根据本实施例的发光元件尤其适合在高电流密度以及高温下工作的应用领域，例如，汽车用头灯中应用，还可应用于各种各样的照明领域。尤其是，也可以使用于如同参照图18进行的说明的光源模块。
以上，对本发明的各种实施例进行了说明，但本发明并不限定于这些实施例。另外，对一个实施例进行说明的事项或者构成要素，在不脱离本发明的技术思想的情况下，也可应用于其他实施例。

Claims (10)

1.一种发光二极管，包括：
基板；
半导体堆叠件，布置与所述基板的下部，包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层以及介于所述第一导电型半导体层与所述第二导电型半导体层之间的活性层；
光阻挡层，以在所述基板的上表面限定发光面的方式覆盖所述基板的侧面以及上表面；
欧姆反射层，电连接于所述第二导电型半导体层；
下部绝缘层，覆盖所述欧姆反射层，且包括使所述第一导电型半导体层暴露的第一开口部以及使所述欧姆反射层暴露的第二开口部；
第一焊盘金属层，布置于所述下部绝缘层之上，且通过所述下部绝缘层的第一开口部电连接于所述第一导电型半导体层；
第二焊盘金属层，布置于所述下部绝缘层上，且通过所述下部绝缘层的第二开口部电连接于所述欧姆反射层；
上部绝缘层，覆盖所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层，且包括使所述第一焊盘金属层暴露的第一开口部以及使所述第二焊盘金属层暴露的第二开口部；
第一凸块焊盘和第二凸块焊盘，布置于所述欧姆反射层的下部，且分别与所述第一导电型半导体层和第二导电型半导体层电连接，
其中，所述第一凸块焊盘和第二凸块焊盘的上表面形成为比所述上部绝缘层的上表面更高。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述第一凸块焊盘和第二凸块焊盘配置于所述上部绝缘层上，并通过所述上部绝缘层的第一开口部和第二开口部分别连接于所述第一焊盘金属层和所述第二焊盘金属层。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述上部绝缘层形成为与所述第一凸块焊盘和第二凸块焊盘相隔。
4.根据权利要求1所述的发光二极管，还包括：
通孔，通过贯穿第二导电型半导体层和活性层而使第一导电型半导体层暴露，
其中，所述第一焊盘金属层可电连接于通过所述通孔暴露的第一导电型半导体层。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，还包括：
凹陷部，在所述第二导电型半导体层和活性层的侧面使所述第一导电型半导体层暴露，
其中，所述第一焊盘金属层电连接于通过所述凹陷部暴露的第一导电型半导体层。
6.根据权利要求5所述的发光二极管，其中，
所述第二导电型半导体层和活性层具有边角被切断的形状，
所述第一焊盘金属层在所述第二导电型半导体层和活性层的边角附近电连接于所述第一导电型半导体层。
7.根据权利要求5所述的发光二极管，其中，
所述光阻挡层形成为与所述凹陷部部分地重叠。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其中，
所述光阻挡层包括金属反射层或分布布拉格反射器。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其中，
位于所述基板的上表面的所述光阻挡层的厚度比位于所述基板的侧面的光阻挡层的厚度更厚。
10.根据权利要求7所述的发光二极管，其中，
所述光阻挡层在横向上与所述第二导电型半导体层和活性层相隔。
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