CN111120962A - 具有多个发光单元的发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具有多个发光单元的发光二极管，包括：基板；多个发光单元；欧姆层，欧姆接触第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖发光单元及欧姆层，具有使第一导电型半导体层及欧姆层暴露的开口部；连接部，布置于下部绝缘层，电连接发光单元而形成串联矩阵；第一垫金属层，与布置于串联矩阵的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，与布置于串联矩阵的第一发光单元的欧姆层电连接；上部绝缘层，覆盖连接部、第一垫金属层及第二垫金属层，具有使第一垫金属层及第二垫金属层的上表面暴露的开口部；浮置反射层，布置于下部绝缘层，被上部绝缘层覆盖；第一凸起垫和第二凸起垫，连接于第一垫金属层及第二垫金属层的上表面。

Description

具有多个发光单元的发光二极管
本申请是申请日为2017年11月2日、申请号为201780074372.0、题为“具有多个发光单元的发光二极管”的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，尤其涉及一种具有多个发光单元的发光二极管。
背景技术
通常，诸如氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)等III族元素的氮化物热稳定性良好且具有直接跃迁型能S带(band)结构，因此近来作为可见光及紫外线区域的光源用物质而备受瞩目。尤其，利用氮化铟镓(InGaN)的蓝色发光二极管及绿色发光二极管应用于大规模自然色平板显示装置、信号灯、室内照明、高密度光源、汽车前照灯、高分辨率输出系统及光通信等多种应用领域。
通常，发光二极管经过封装工序而以封装形态进行使用。然而，最近对于发光二极管正在进行关于在芯片级别执行封装工序的芯片级(chip scale)封装形态的发光二极管的研究。由于这种发光二极管的尺寸小于一般的封装件，并且无需单独执行封装工序，因此能够进一步简化工艺，从而能够节约时间及成本。芯片级封装形态的发光二极管大体具有倒装芯片形状的电极结构，因此散热特性良好。
另外，将多个发光单元串联连接的发光二极管正在开发中。这样的发光二极管可以在高电压低电流条件下使一个发光二极管工作，从而能够缓解发光二极管的衰减(droop)现象。
然而，为了将多个发光单元串联连接而使用的连接部受到由发光单元形成的基板上的形貌影响容易发生断线，并且，易于发生水分从外部浸透而导致连接部受损等可靠性问题。
并且，在多个发光单元串联连接的情况下，凸起垫电连接于一个发光单元，因此可能限制凸起垫未电连接的发光单元中的通过凸起垫的散热。
进而，当在未电连接的发光单元上部布置有凸起垫时，在凸起垫与发光单元的电极之间可能发生较高的电位差，从而可能会导致绝缘击穿等原件不良。
发明内容
技术问题
本发明要解决的课题在于提供一种具有串联连接的多个发光单元并提高了可靠性的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种具有多个发光单元且具有芯片级封装形态的倒装芯片结构的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种能够防止沿由于发光单元产生的基板上的形貌而形成的连接部的损伤的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种可靠性高且光提取效率高的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种能够不对发光二极管的结构进行复杂的变更也能够有效地防止焊料等焊接材料扩散以提高可靠性的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种具有串联连接的多个发光单元并提高了散热性能的发光二极管。
本发明要解决的又一课题在于提供一种能够调节发光单元与凸起垫之间的电位差而防止绝缘击穿的芯片级封装形态的倒装芯片结构的发光二极管。
技术方案
根据本发明的一实施例的发光二极管包括：基板；多个发光单元，布置于所述基板上，并且分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆反射层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆反射层暴露的开口部；(多个)连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆反射层电连接；上部绝缘层，覆盖所述(多个)连接部、第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面，其中，所述连接部经过一个发光单元的边缘部位中的仅一个边缘部位上部而延伸至相邻的发光单元的上部。
根据本发明的又一实施例的发光二极管包括：多个发光单元，分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层上；下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆反射层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆反射层暴露的开口部；多个连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆反射层电连接；上部绝缘层，覆盖所述连接部、所述第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面，其中，各个发光单元的至少一部分与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的至少一个的一部分重叠，各个发光单元的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的重叠于该发光单元的凸起垫之间的电位差为5Vf以下，在此，Vf是施加于所述第一凸起垫与所述第二凸起垫之间的正向电压除以发光单元的数量而得到的值。
根据本发明的又一实施例的发光二极管包括：七个或八个发光单元，分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖所述发光单元；连接部，布置于所述下部绝缘层上，通过所述下部绝缘层的开口部电连接于所述发光单元，并串联电连接相邻的发光单元；上部绝缘层，覆盖所述连接部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，布置于所述上部绝缘层上，并分别电连接于所述发光单元中的一个，其中，各个发光单元的至少一部分与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的一个的一部分重叠，所述第一凸起垫及第二凸起垫分别连续地跨过串联连接的三个或四个发光单元而布置。
根据本发明的又一实施例的发光二极管包括：基板；多个发光单元，布置于所述基板上，并且分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆反射层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆反射层暴露的开口部；(多个)连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆反射层电连接；上部绝缘层，覆盖所述(多个)连接部、第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面，其中，所述发光单元包括具有布置于所述基板的一侧边缘部位附近的边缘部位的发光单元，所述上部绝缘层的边缘部位中的一部分位于所述基板的一侧边缘部位与所述发光单元的边缘部位之间，所述下部绝缘层的边缘部位中的一部分位于所述发光单元上。
有益效果
根据本发明的实施例，通过利用(多个)连接部将多个发光单元串联连接，尤其，(多个)连接部经过发光单元的一个边缘部位延伸至相邻的发光单元，能够最小化连接部的脆弱的部分，从而能够提高发光二极管的可靠性。
进而，通过利用下部绝缘层及上部绝缘层密封发光单元并布置第一凸起垫及第二凸起垫，能够提供一种具有多个发光单元的芯片级封装形态的倒装芯片结构的发光二极管。
并且，通过使凸起垫跨过各个发光单元上部而布置，能够利用凸起垫散出从多个发光单元生成的热，从而能够改善发光二极管的散热特性。并且，通过控制凸起垫与发光单元之间的电位差，能够防止由于绝缘击穿造成的原件不良，从而能够提高芯片级封装形态的倒装芯片结构的发光二极管的可靠性。
进而，通过使下部绝缘层远离上部绝缘层的边缘部位而布置，即使在使用对水分等脆弱的下部绝缘层的情况下也能够防止发光二极管的损伤。
针对本发明的其他优点及效果，将通过详细说明进一步明确。
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2是沿图1的截取线A-A截取的剖面图。
图3是图1的发光二极管的示意性电路图。
图4a至图9b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性平面图及剖面图。
图10a及图10b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11a及图11b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13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14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15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16是沿图15的截取线A-A截取的剖面图。
图17是图15的发光二极管的示意性电路图。
图18a至图23b是用于说明根据图15的实施例的发光二极管制作方法的平面图及剖面图。
图24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25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26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27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28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29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30是沿图29的截取线A-A截取的示意性剖面图。
图31是用于说明在高温高湿条件下的可靠性测试结果的示意性图表。
图32是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的剖面图。
图33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34是沿图33的截取线A-A截取的示意性剖面图。
图35是用于说明根据本发明的一实施例的应用发光二极管的照明装置的分解立体图。
图36是用于说明根据本发明的又一实施例的应用发光二极管的显示装置的剖面图。
图37是用于说明根据本发明的又一实施例的应用发光二极管的显示装置的剖面图。
图38是用于说明根据本发明的又一实施例的将发光二极管应用到前照灯的示例的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。为了将本发明的思想充分传递给本领域技术人员，作为示例提供以下介绍的实施例。因此，本发明并不局限于如下所述的实施例，其可以具体化为其他形态。并且，在附图中，可能为了便利而夸张图示构成要素的宽度、长度、厚度等。并且，当记载为某个构成要素布置于其他构成要素的“上部”或“上”时，不仅包括各部分“直接”布置于其他部分的“上部”或“上”的情形，还包括各构成要素与其他构成要素之间插入有另一构成要素的情形。在整个说明书中，相同的附图符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：基板；多个发光单元，布置于所述基板上，并且分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆反射层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆反射层暴露的开口部；(多个)连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆反射层电连接；上部绝缘层，覆盖所述(多个)连接部、第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面，其中，所述连接部经过一个发光单元的边缘部位中的仅一个边缘部位上部而延伸至相邻的发光单元的上部。
由于在基板上布置有多个发光单元，并且在下部绝缘层形成开口部，因此下部绝缘层具有多样的形貌。尤其，在发光单元之间的区域或发光单元的边缘部位区域发生明显的高度差。连接部形成于这样的形貌上，因此具有根据位置变化的高度差。在本发明中，使根据位置变化具有多样的高度的连接部除了作为连接部的功能所需的最小限度的部分以外不经过发光单元的其他边缘部位，从而改善了发光二极管的可靠性。
另外，所述第一垫金属层可以限定布置于所述最后一个发光单元的上部区域内，所述第二垫金属层限定布置于所述第一发光单元的上部区域内。进而，所述第二垫金属层可以被与所述第一发光单元的第一导电型半导体层电连接的连接部包围。并且，所述(多个)连接部可以利用与第一垫金属层及第二垫金属层同一种材料形成而位于同一水平位置。
在本说明书中，术语“同一水平位置”与其说表示高度相同，不如说表示工序步骤相同。连接部、第一垫金属层及第二垫金属层在基板上的形貌确定之后一同形成于基板的同一形貌上。因此，即使高度互不相同，只要能够在同一工序步骤中形成，则可以看作是位于同一水平位置。因此，特定部分可以相比于其他部分更低或更高地形成。(多个)连接部与第一垫金属层及第二垫金属层在形成下部绝缘层的状态下通过同一工序一同形成而位于同一水平位置。
在若干实施例中，所述(多个)连接部可以电连接于一个发光单元的第一导电型半导体层并分为至少两部分而经过所述第一导电型半导体层的边缘部位上部。所述至少两部分可以在分离的状态下分别电连接于相邻的发光单元的欧姆反射层。与此不同，所述至少两部分也可以相互重叠而电连接于相邻的发光单元的欧姆反射层。
另外，使所述欧姆反射层暴露的所述下部绝缘层的开口部与使所述第二垫金属层暴露的所述上部绝缘层的开口部可以在横方向上隔开而互不重叠。因此，当利用焊料将第一凸起垫及第二凸起垫安装于基座或印刷电路板等时，能够阻断焊料向欧姆反射层扩散。
所述欧姆反射层可以仅利用金属层形成，然而并不局限于此。例如，所述欧姆反射层可以包括：透明的欧姆接触层；透明绝缘层，覆盖所述欧姆接触层，并具有使所述欧姆接触层暴露的开口部；以及金属反射层，位于所述透明绝缘层上，并通过所述开口部连接于所述欧姆接触层。
在若干实施例中，所述第一凸起垫及第二凸起垫可以分别跨过两个以上的发光单元上部区域而布置。因此，可以将第一凸起垫及第二凸起垫相对较大地形成，从而能够易于进行发光二极管的安装。
在其他实施例中，所述第一凸起垫及第二凸起垫还可以分别限定位于一个发光单元区域上部。
在若干实施例中，至少一个发光单元可以具有贯通所述第二导电型半导体层及活性层而使所述第一导电型半导体层暴露的贯通孔，所述连接部可以通过所述贯通孔电连接于所述发光单元的第一导电型半导体层。
在其他实施例中，至少一个发光单元的第一导电型半导体层可以具有在所述第二导电型半导体层及活性层周围暴露的区域，所述连接部可以电连接于所述暴露的区域。
另外，所述上部绝缘层可以覆盖所述基板的边缘部位与所述发光单元之间的区域，并且从所述上部绝缘层的边缘部位到所述连接部之间的距离为15μm以上。通过将所述连接部与所述上部绝缘层的边缘部位充分隔开，能够保护所述连接部免受从上部绝缘层的边缘部位浸透的水分的影响。
另外，所述发光二极管还可以包括：至少一个浮置反射层，布置于所述下部绝缘层上，并被所述上部绝缘层覆盖，并且，各个浮置反射层与所述第一垫金属层、第二垫金属层及(多个)连接部之间绝缘。通过布置浮置反射层，能够使在活性层生成的光反射，从而能够改善光提取效率。
在此，“浮置”反射层表示与形成电流路径的第一垫金属层、第二垫金属层及连接部等金属物质层电绝缘。浮置反射层通过下部绝缘层还会与半导体叠层及欧姆反射层绝缘。
所述至少一个浮置反射层可以利用与所述连接部、第一垫金属层及第二垫金属层同一种材料形成。进而，所述浮置反射层可以与所述连接部、第一垫金属层及第二垫金属层位于同一水平位置。
进而，所述至少一个浮置反射层可以包括覆盖彼此相邻的两个发光单元之间的区域的浮置反射层。彼此相邻的两个发光单元之间的区域在基板上呈现相对较明显的高度差，因此在形成连接部的情况下，连接部易于受损。然而，通过将电浮置的浮置反射层布置于形貌明显的位置，即使使光反射也能够防止连接部受损。
另外，所述(多个)连接部可以电连接于一个发光单元的第一导电型半导体层并分为至少两部分而经过所述第一导电型半导体层的边缘部位上部，覆盖两个所述发光单元之间的区域的浮置反射层可以布置于所述至少两部分之间。
在若干实施例中，所述至少一个浮置反射层可以包括沿所述基板的边缘部位布置而覆盖至少一个发光单元的第一导电型半导体层的浮置反射层。进而，沿所述基板的边缘部位布置的浮置反射层可以包围任意一个发光单元的三个面。
并且，沿所述基板的边缘部位布置的浮置反射层可以沿所述基板的边缘部位布置为环形形状，从而包围所述基板上的多个发光单元。
另外，所述(多个)连接部可以直接接触于通过所述下部绝缘层的开口部暴露的第一导电型半导体层及欧姆反射层。因此，所述(多个)连接部的下部表面不平坦而具有凸出部。
所述下部绝缘层可以由于所述发光单元而具有高度根据位置而不同的形貌，所述(多个)连接部布置为根据所述下部绝缘层的形貌而具有互不相同的高度。并且，所述(多个)连接部中的与所述第一导电型半导体层电连接的部分位于最低的高度。
根据本发明的又一实施例的发光二极管包括：多个发光单元，分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层上；下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆反射层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆反射层暴露的开口部；多个连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆反射层电连接；上部绝缘层，覆盖所述连接部、所述第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面，其中，各个发光单元的至少一部分与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的至少一个的一部分重叠，各个发光单元的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的重叠于该发光单元的凸起垫之间的电位差为5Vf以下，在此，Vf是施加于所述第一凸起垫与所述第二凸起垫之间的正向电压除以发光单元的数量而得到的值。
发光二极管的正向电压表示在用于驱动发光二极管的特定驱动电流下施加于第一凸起垫与第二凸起垫之间的电压。将多个发光单元串联连接的发光二极管的正向电压可以指连接于各个发光单元的电极之间的电压降与由于使相邻的发光单元连接的连接部而产生的电压降之和。但是，由于连接部而产生的电压降相比于连接于各个发光单元的电极之间的电压降非常微弱，因此可以忽略不计。从而，第一凸起垫与第二凸起垫之间的电位差可以指由各个发光单元产生的电压降之和，可以将施加于一个发光单元的电极之间的电压的平均值看做Vf。由一个发光单元产生的电压降大致约为3V，因此5Vf可以是约15V。实际，可以通过在用于驱动发光二极管的驱动电流下测量施加于第一凸起垫与第二凸起垫之间的电压，再将此电压除以发光单元的数量而获得Vf。
另外，凸起垫布置为与各个发光单元重叠，从而所有发光单元能够通过凸起垫进行散热。进而，通过控制各个发光单元与凸起垫之间的电位差，能够防止下部绝缘层及上部绝缘层的绝缘击穿，从而提高发光二极管的电可靠性。
所述第一凸起垫及第二凸起垫可以分别跨过至少两个发光单元上部而布置。因此，从发光单元生成的热能够不集中于任何一个凸起垫而分散于第一凸起垫及第二凸起垫。并且，可以将第一凸起垫及第二凸起垫相对较大地形成，从而能够易于进行发光二极管的安装。
在若干实施例中，所述第一凸起垫及第二凸起垫中的一个可以跨过四个发光单元上部而布置。
并且，各个发光单元的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的重叠于该发光单元的凸起垫之间的电位差可以为4Vf以下。进而，所述多个发光单元可以为7个或8个，所述第一凸起垫及第二凸起垫跨过互不相同的发光单元上部而布置。
另外，所述第一垫金属层可以限定布置于所述最后一个发光单元的上部区域内，所述第二垫金属层限定布置于所述第一发光单元的上部区域内。
在若干实施例中，所述第二垫金属层可以被连接部包围。
另外，所述连接部可以利用与所述第一垫金属层及第二垫金属层同一种材料形成而位于同一水平位置。
尤其，所述连接部与第一垫金属层及第二垫金属层可以包括位于所述欧姆反射层的上部区域内的部分，在这种情况下，它们还可以位于彼此相同的高度。
另外，使所述欧姆反射层暴露的所述下部绝缘层的开口部与使所述第二垫金属层暴露的所述上部绝缘层的开口部可以在横方向上隔开而互不重叠。因此，当利用焊料将第一凸起垫及第二凸起垫安装于基座或印刷电路板等时，能够有效地阻断焊料向欧姆反射层扩散。
在若干实施例中，至少一个发光单元可以具有贯通所述第二导电型半导体层及活性层而使所述第一导电型半导体层暴露的贯通孔，所述连接部可以通过所述贯通孔电连接于所述发光单元的第一导电型半导体层。
另外，所述上部绝缘层可以覆盖所述基板的边缘部位与所述发光单元之间的区域，并且从所述上部绝缘层的边缘部位到所述连接部之间的距离可以为15μm以上。通过使所述连接部从所述上部绝缘层的边缘部位充分隔开，能够保护所述连接部免受从上部绝缘层的边缘部位浸透的水分的影响。
另外，所述连接部可以直接接触于通过所述下部绝缘层的开口部暴露的第一导电型半导体层及欧姆反射层。
在一实施例中，所述连接部可以在所述发光单元的边缘部位附近接触于所述第一导电型半导体层。
进而，所述第一凸起垫及第二凸起垫的一部分可以一同布置于所述多个发光单元中的至少一个发光单元上部。
根据本发明的又一实施例的发光二极管包括：七个或八个发光单元，分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；下部绝缘层，覆盖所述发光单元；连接部，布置于所述下部绝缘层上，通过所述下部绝缘层的开口部电连接于所述发光单元，并串联电连接相邻的发光单元；上部绝缘层，覆盖所述连接部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，布置于所述上部绝缘层上，并分别电连接于所述发光单元中的一个，其中，各个发光单元的至少一部分与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的一个的一部分重叠，所述第一凸起垫及第二凸起垫分别连续地跨过串联连接的三个或四个发光单元而布置。
进而，各个发光单元的第一导电型半导体层及第二导电型半导体层与所述第一凸起垫及第二凸起垫中的重叠于该发光单元的凸起垫之间的电位差可以为4Vf以下。在此，Vf是施加于所述第一凸起垫与所述第二凸起垫之间的正向电压除以发光单元的数量而得到的值。
另外，所述发光单元中的至少一个的第一导电型半导体层可以与跨过相应发光单元而布置的所述第一凸起垫或所述第二凸起垫之间具有4Vf的电位差，与相应发光单元的第一导电型半导体层连接的连接部可以布置为与所述第一凸起垫及第二凸起垫不重叠。因此，能够更好地防止布置于相应发光单元上部的上部绝缘层绝缘击穿。
根据本发明的又一实施例的发光二极管包括：基板；多个发光单元，布置于所述基板上，并且分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；欧姆反射层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层上；下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆反射层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆反射层暴露的开口部；(多个)连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆反射层电连接；上部绝缘层，覆盖所述(多个)连接部、第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；以及第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面，其中，所述发光单元包括具有布置于所述基板的一侧边缘部位附近的边缘部位的发光单元，所述上部绝缘层的边缘部位中的一部分位于所述基板的一侧边缘部位与所述发光单元的边缘部位之间，所述下部绝缘层的边缘部位中的一部分位于所述发光单元上。
通过将下部绝缘层的边缘部位进一步远离上部绝缘层的边缘部位而隔开布置，能够防止下部绝缘层被从外部浸透的水分等受损，从而提高发光二极管的可靠性。
所述下部绝缘层的边缘部位的一部分可以位于所述发光单元的第一导电型半导体层上。然而，本发明并不局限于此，所述下部绝缘层的边缘部位的一部分还可以位于第二导电型半导体层上部。
进而，所述(多个)连接部的边缘部位被所述下部绝缘层覆盖。因此，通过将(多个)连接部的边缘部位也远离上部绝缘层的边缘部位而隔开，能够防止由于水分等造成的损伤。
尤其，所述(多个)连接部可以经过一个发光单元的边缘部位中的仅一个边缘部位的上部而延伸至相邻的发光单元的上部。
另外，所述下部绝缘层可以包括分布式布拉格反射器。在下部绝缘层包括分布式布拉格反射器的情况下，对从外部浸透的水分等脆弱。然而，如同本实施例，由于下部绝缘层远离上部绝缘层的边缘部位而隔开，因此能够防止下部绝缘层受损。
另外，所述欧姆反射层可以包括：透明的欧姆接触层；透明绝缘层，覆盖所述欧姆接触层，并具有使所述欧姆接触层暴露的开口部；以及金属反射层，位于所述透明绝缘层上，并通过所述开口部连接于所述欧姆接触层。通过这样的结构能够进一步提高欧姆反射层的反射率，从而改善发光二极管的发光效率。
进而，所述透明绝缘层可以包括凹陷的区域，所述金属反射层位于所述凹陷的区域。并且，所述金属反射层也可以限定于所述凹陷的区域的上部区域内。
以下，参照附图进行具体说明。
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2是沿图1的截取线A-A截取的剖面图，图3是图1的发光二极管的示意性电路图。
参照图1、图2及图3，所述发光二极管包括基板21、多个发光单元C1～C7、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、连接部35ab、上部绝缘层37、第一凸起垫39a及第二凸起垫39b。发光单元C1～C7分别包括半导体层叠体30，所述半导体层叠体30包括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。
所述基板21只要是能够使氮化镓系半导体层生长的基板即可，不受特别的限定。基板21例如可以是蓝宝石基板、氮化镓基板、SiC基板等多种基板，并且可以是图案化的蓝宝石基板。如同图1所示的平面图，基板21可以具有矩形或正方形的外型，然而并不一定限定于此。基板21的尺寸不受特别的限定，可以进行多样的选择。
多个发光单元C1～C7在基板21上相互隔开而布置。虽然在本实施例中图示了七个发光单元C1～C7，但是发光单元的数量可以进行调节。
发光单元C1～C7分别包括第一导电型半导体层23。第一导电型半导体层23布置于基板21上。第一导电型半导体层23是在基板21上生长的层，可以是掺杂有杂质(例如Si)的氮化镓系半导体层。
在第一导电型半导体层23上布置有活性层25及第二导电型半导体层27。活性层25布置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及第二导电型半导体层27可以具有小于第一导电型半导体层23的面积。活性层25及第二导电型半导体层27可以通过台面蚀刻而以台面形态位于第一导电型半导体层23上。
在发光单元C1～C7的边缘部位中的与基板21的边缘部位相邻的边缘部位处，第一导电型半导体层23的边缘部位与台面(例如，活性层25及第二导电型半导体层27)的边缘部位可以相互隔开。即，第一导电型半导体层23的上表面的一部分暴露于台面的外部。活性层25相比于第一导电型半导体层23更远离基板21的边缘部位而隔开，因此能够防止活性层25在利用激光进行的基板分离工序中受损。
另外，在多个发光单元C1～C7的边缘部位中的与邻近的发光单元相向的边缘部位，第一导电型半导体层23的边缘部位与活性层25及第二导电型半导体层27的边缘部位可以位于同一倾斜面上。因此，在发光单元彼此相向的面，第一导电型半导体层23的上部表面可以不暴露。因此，能够确保发光单元C1～C7的发光面积。
活性层25可以具有单量子阱结构或多量子阱结构。活性层25内的阱层的组成及厚度决定生成的光的波长。尤其，通过调节阱层的组成，可以提供生成紫外线、蓝色光或绿色光的活性层。
另外，第二导电型半导体层27可以是掺杂有p型杂质(例如Mg)的氮化镓系半导体层。第一导电型半导体层23及第二导电型半导体层27可以分别为单层，然而并不局限于此，也可以是多层，并且也可以包括超晶格层。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可以利用金属有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)等公知方法在腔室内的基板21上生长而形成。
另外，发光单元C1～C7分别具有贯通第二导电型半导体层27及活性层25而使第一导电型半导体层23暴露的贯通孔30a。贯通孔30a被第二导电型半导体层27及活性层25包围。如图所示，贯通孔30a可以布置于发光单元C1～C7的中央区域，并且可以具有较长的形状。然而本发明并不局限于此，也可以在各个发光单元形成多个贯通孔。
另外，欧姆反射层31布置于第二导电型半导体层27上，并且电连接于第二导电型半导体层27。欧姆反射层31在第二导电型半导体层27的上部区域可以遍布第二导电型半导体层27的几乎全部区域而布置。例如，欧姆反射层31可以覆盖第二导电型半导体层27上部区域的80％以上，进而可以覆盖90％以上。但是，为了防止可能会由于从单元分离区域ISO或基板21的边缘部位侧流入的水分造成的损伤，欧姆反射层31的边缘部位相对于第二导电型半导体层27的边缘部位而可以布置于单元区域的内侧。
欧姆反射层31可以包括具有反射性的金属层，因此，可以将在活性层25生成而向欧姆反射层31行进的光向基板21侧反射。例如，欧姆反射层31可以形成为单一反射金属层，然而并不局限于此，也可以包括欧姆层及反射层。可以使用诸如Ni等金属层或诸如ITO等透明氧化物层作为欧姆层，并且可以使用诸如Ag或Al等反射率高的金属层作为反射层。
下部绝缘层33覆盖发光单元C1～C7及欧姆反射层31。下部绝缘层33不仅可以覆盖发光单元C1～C7的上表面，还可以沿其周围而覆盖发光单元C1～C7的侧面，并且可以局部地覆盖发光单元C1～C7周围的基板21。下部绝缘层33尤其覆盖发光单元C1～C7之间的单元分离区域ISO，进而可以局部地覆盖暴露于贯通孔30a内的第一导电型半导体层23。
另外，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可以在贯通孔30a内暴露第一导电型半导体层23，并且沿基板21的周围而暴露基板21的上部表面。
第二开口部33b位于欧姆反射层31的上部而暴露欧姆反射层31。第二开口部33b的位置及形状可以为了发光单元C1～C7的布置及电连接而实现多种变形。并且，虽然在图1中图示了在各个发光单元上布置有一个第二开口部33b的情形，但是也可以在各个发光单元上布置有多个第二开口部33b。
另外，下部绝缘层33可以形成为SiO2或Si3N4的单层，然而并不局限于此。例如，下部绝缘层33可以具有包括氮化硅膜和氧化硅膜的多层结构，并且也可以包括在SiO2膜、TiO2膜、ZrO2膜、MgF2膜或Nb2O5膜等折射率互不相同的层交替层叠的分布式布拉格反射器。并且，下部绝缘层33的所有部分可以是相同的叠层结构，然而并不局限于此，可以使特定部分相比于其他部分具有更多的叠层。尤其，相比于欧姆反射层31上部的下部绝缘层33，欧姆反射层31周围的下部绝缘层33可以更厚。
另外，第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab布置于所述下部绝缘层33上。第二垫金属层35b位于第一发光单元C1上部，第一垫金属层35a位于最后一个发光单元，即第七发光单元C7上。另外，连接部35ab跨过相邻的两个发光单元上部而布置，并且串联电连接发光单元C1～C7。从而，如图3所示，图1的七个发光单元C1～C7通过连接部35ab串联连接而形成串联阵列。在此，第一发光单元C1位于串联阵列的首端，作为最后一个发光单元的第七发光单元C7位于串联阵列的末端。
再次参照图1，第一垫金属层35a可以限定位于最后一个发光单元C7的上部区域内，具体地，限定位于最后一个发光单元C7的第二导电型半导体层27的上部区域内。并且，第一垫金属层35a也通过下部绝缘层33的第一开口部33a电连接于最后一个发光单元C7的第一导电型半导体层23。第一垫金属层35a可以通过第一开口部33a直接接触于第一导电型半导体层23。
并且，第二垫金属层35b可以限定位于第一发光单元C1的上部区域内，进而限定位于第一发光单元C1的第二导电型半导体层27的上部区域内。第二垫金属层35b通过下部绝缘层33的第二开口部33b电连接于第一发光单元C1上的欧姆反射层31。第二垫金属层35b可以通过第二开口部33b直接接触于欧姆反射层31。
另外，第二垫金属层35b可以被连接部35ab包围，因此，在第二垫金属层35b与连接部35ab之间可以形成包围第二垫金属层35b的边界区域。此边界区域使下部绝缘层33暴露。
另外，连接部35ab使相邻的发光单元电连接。各个连接部35ab电连接于一个发光单元的第一导电型半导体层23以及相邻的发光单元的欧姆反射层31，从而电连接于第二导电型半导体层27，进而串联连接这些发光单元。具体而言，连接部35ab可以分别电连接于通过下部绝缘层33的第一开口部33a暴露的第一导电型半导体层23，并且可以电连接于通过第二开口部33b暴露的欧姆反射层31。进而，连接部35ab还可以直接接触于第一导电型半导体层23及欧姆反射层31。
各个连接部35ab经过发光单元之间的单元分离区域ISO。在本实施例中，连接部35ab布置成进行保护而免收外部流入的水分的影响。尤其，连接部35ab布置为相比于发光单元C1～C7的边缘部位而更远离基板21的边缘部位。
尤其，各个连接部35ab可以经过第一导电型半导体层23的多个边缘部位中的仅一个边缘部位的上部区域。因此，能够减小位于单元分离区域ISO的上部的连接部35ab面积。进而，为了连接相邻的发光单元，除了经过单元分离区域ISO的连接部35ab的部分之外的其余部分全部限定位于发光单元区域的上部。例如，如图1所示，发光单元C1～C7可以分别具有矩形的形状，因此具有四个边缘部位。连接部35ab经过一个发光单元的边缘部位中的仅一个边缘部位上部区域，并且与该发光单元的其余边缘部位的上部区域隔开。
单元分离区域ISO是通过蚀刻半导体层叠体30而使得基板21暴露的区域，其深度大于发光单元C1～C7的部分，从而形貌的变化更明显。因此，覆盖单元分离区域ISO的下部绝缘层33及连接部35ab在单元分离区域ISO附近显著地发生形貌变化，即高度变化。为了连接相邻的两个发光单元，连接部35ab经过形貌变化大的单元分离区域ISO。因此，在连接部35ab可能发生多种问题，尤其，可能易于发生由于外部环境导致的损伤。因此，通过减小位于单元分离区域ISO的上部的连接部35ab的面积，能够提高发光二极管的可靠性。并且，连接部35ab远离水分从外部浸透的路径短的基板21边缘部位而布置，从而能够防止由于水分导致的损伤。
第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab可以在形成下部绝缘层33之后在同一个工序中使用同一种材料而一起形成，因此可以位于相同的水平位置。虽然并非一定局限于此，但是第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab可以分别包括位于下部绝缘层33上的部分。
第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab可以包括如A1层等反射层，且反射层可以在Ti、Cr或Ni等的粘结层上形成。并且，在所述反射层上可以形成Ni、Cr、Au等的单层或复合层结构的保护层。第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab例如可以具有Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的多层结构。
上部绝缘层37覆盖第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab。并且，上部绝缘层37可以沿发光单元C1～C7周围覆盖下部绝缘层33的边缘部位。但是，上部绝缘层37可以沿基板21的边缘部位使基板21的上部表面暴露。因此，上部绝缘层37的边缘部位位于发光单元的边缘部位与基板21的边缘部位之间。另外，为了防止水分浸透而对连接部35ab造成损伤，从上部绝缘层37的边缘部位到连接部35ab的最短距离越大越好，可以大约为15μm以上。在小于此距离的情况下，当使发光二极管在低电流，例如25mA下工作时，连接部35ab易于由于水分而造成损伤。
另外，上部绝缘层37具有使第一垫金属层35a暴露的第一开口部37a以及使第二垫金属层35b暴露的第二开口部37b。第一开口部37a及第二开口部37b分别布置于最后一个发光单元C7及第一发光单元C1上部区域。除了第一开口部37a及第二开口部37b以外，发光单元C1～C7的其他区域可以全部被上部绝缘层37覆盖。因此，连接部35ab的上表面及侧面可以全部被上部绝缘层37覆盖而密封。
另外，在一实施例中，如图1所示，上部绝缘层37的第二开口部37b可以与下部绝缘层33的第二开口部33b不重叠地沿横方向隔开而布置。因此，即使焊料通过上部绝缘层37的第二开口部37b浸透，也能够防止焊料向下部绝缘层33的第二开口部33b扩散，从而能够防止焊料污染欧姆反射层31。然而，本发明并不局限于此，还可以布置成上部绝缘层37的第二开口部37b重叠于下部绝缘层33的第二开口部33b。
另外，上部绝缘层37可以形成为SiO2或Si3N4的单层。尤其，Si3N4层针对水分的阻断能力优异，因此适合用作上部绝缘层37。然而本发明并不局限于单层的上部绝缘层37。例如，上部绝缘层37可以具有包括氮化硅膜和氧化硅膜的多层结构，并且也可以包括在SiO2膜、TiO2膜、ZrO2膜、MgF2膜或Nb2O5膜等折射率互不相同的层交替层叠的分布式布拉格反射器。
另外，第一凸起垫39a电接触于通过上部绝缘层37的第一开口部37a暴露的第一垫金属层35a，第二凸起垫39b电接触于通过第二开口部37b暴露的第二垫金属层35b。如图1所示，第一凸起垫39a将上部绝缘层37的第一开口部37a全部覆盖而密封，第二凸起垫39b将上部绝缘层37的第二开口部37b全部覆盖而密封。
并且，如图1所示，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b可以跨过多个发光单元而布置。在图1中，第一凸起垫39a跨过第二发光单元C2、第三发光单元C3、第五发光单元C5、第六发光单元C6及第七发光单元C7的上部区域而布置，第二凸起垫39b跨过第一发光单元C1、第四发光单元C4、第五发光单元C5及第六发光单元C6的上部区域而布置。因此，可以相对较大地形成第一凸起垫39a及第二凸起垫39b，从而能够有助于发光二极管的安装工序。进而，可以利用第一凸起垫39a及第二凸起垫39b而将在各个发光单元生成的热散出到外部。
第一凸起垫39a及第二凸起垫39b是将发光二极管焊接于基座或印刷电路基板等的部分，利用适合焊接的材料形成。例如，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b可以包括Au层或AuSn层。
以上，虽然对具有七个发光单元C1～C7的发光二极管进行了说明，但是发光单元的数量可以更多，也可以更少。并且，通过以下说明的发光二极管制造方法，将进一步明确地描述发光二极管的结构。
图4a至图9b是用于说明根据图1的实施例的发光二极管制造方法的示意性平面图及剖面图。在各个附图中，带有a的附图表示平面图，带有b的附图表示沿各个平面图的截取线A-A截取的剖面图。
首先，参照图4a及图4b，在基板21上生长包括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的半导体层叠体30。所述基板21是能够使氮化镓系半导体层生长的基板，例如可以是蓝宝石基板、碳化硅基板、氮化镓(GaN)基板、尖晶石基板等。尤其，所述基板可以是图案化的蓝宝石基板等图案化的基板。
第一导电型半导体层23例如可以包括n型氮化镓系层，第二导电型半导体层27可以包括p型氮化镓系层。并且，活性层25可以是单量子阱结构或多量子阱结构，并且可以包括阱层及墙壁层。并且，阱层可以根据所要求的光的波长选择其组成元素，例如可以包括AlGaN、GaN或InGaN。
接着，对半导体层叠体30进行图案化而形成多个发光单元C1～C7。例如，用于使第一导电型半导体层23的上表面暴露的台面形成工序及用于形成单元分离区域ISO的单元分离工序可以利用光刻及蚀刻工序而执行。
发光单元C1～C7通过单元分离区域ISO相互隔开，并且分别具有贯通孔30a。如图4b所示，单元分离区域ISO的侧壁及贯通孔30a的侧壁可以倾斜地形成。
另外，各个发光单元的第一导电型半导体层23的上表面通过台面蚀刻工序暴露。贯通孔30a可以在台面蚀刻工序中一同形成。但是，第一导电型半导体层23的上表面也可以沿第二导电型半导体层27及活性层25的周围暴露为环形形状，然而并不局限于此。如图4a及图4b所示，在位于基板21的边缘部位附近的发光单元C1～C7的边缘部位附近，第一导电型半导体层23的上表面暴露，在除此之外的边缘部位附近，第二导电型半导体层27、活性层25及第一导电型半导体层23可以构成连续的倾斜面，因此，第一导电型半导体层23的上表面可以不暴露。在特定实施例中，可以存在被发光单元包围的隔离发光单元，该隔离的发光单元的边缘部位从基板21的边缘部位隔开。在这种情况下，该隔离的发光单元的第一导电型半导体层23可以与第二导电型半导体层27及活性层25一同形成连续的倾斜面，并且完全不具有暴露于其边缘部位附近的上表面。然而，本发明并不局限于此，第一导电型半导体层23的上表面可以在各个发光单元的边缘部位暴露。
随着在基板21上形成有通过单元分离区域ISO而相互隔开的多个发光单元C1～C7，形成具有高度互不相同的位置的形貌。在该形貌中，各个发光单元的第二导电型半导体层27的上表面最高，暴露于单元分离区域ISO的基板21面最低。
参照图5a及图5b，在发光单元C1～C7上形成有欧姆反射层31。欧姆反射层31例如可以利用剥离(lift off)技术而形成。欧姆反射层31可以形成为单层或多层，例如可以包括欧姆层及反射层。这些层例如可以利用电子束蒸发法而形成。也可以在形成欧姆反射层31之前，在将要形成欧姆反射层31的区域先形成具有开口部的预绝缘层(未图示)。
在本实施例中，虽然对在形成发光单元C1～C7之后形成欧姆反射层31的情形进行了说明，但是并不局限于此。例如，也可以先形成欧姆反射层31，然后再形成发光单元C1～C7，并且，也可以在用于欧姆反射层31的金属层沉积于半导体层叠体30上之后，对金属层与半导体层叠体30一同进行图案化而使欧姆反射层31及发光单元C1～C7一同形成。
参照图6a及图6b，形成覆盖欧姆反射层31及发光单元C1～C7的下部绝缘层33。下部绝缘层33可以利用化学气相沉积(CVD)等技术形成为SiO2等的氧化膜、SiNx等的氮化膜、MgF2的绝缘膜。下部绝缘层33可以形成为单层，然而并不局限于此，也可以形成为多层。进而，下部绝缘层33可以形成为低折射率物质层与高折射率物质层交替层叠的分布式布拉格反射器(DBR)。例如，可以通过层叠SiO2/TiO2、SiO2/Nb2O5、SiO2/ZrO2、MgF2/TiO2等层来形成反射率高的绝缘反射层。上文中描述的预绝缘层(未图示)可以与下部绝缘层33整合。从而，由于形成于欧姆反射层31周围的预绝缘层，导致下部绝缘层33的厚度根据位置而不同。即，欧姆反射层31上的下部绝缘层33可以比欧姆反射层31周围的下部绝缘层33薄。
下部绝缘层33可以通过光刻及蚀刻工序被图案化，因此，下部绝缘层33具有在贯通孔30a内使第一导电型半导体层23暴露的第一开口部33a，并且具有在各个发光单元上使欧姆反射层31暴露的第二开口部33b。进而，下部绝缘层33可以在基板21的边缘部位附近使基板21上表面暴露。
参照图7a及图7b，在下部绝缘层33上形成第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab。
连接部35ab电连接第一发光单元C1至第七发光单元C7而形成发光单元C1～C7的串联阵列。第一发光单元C1位于串联阵列的首端，第七发光单元C7位于串联阵列的末端。
尤其，连接部35ab分别使一个发光单元的第一导电型半导体层23和与其相邻的发光单元的第二导电型半导体层27电连接。连接部35ab可以电连接于通过下部绝缘层33的第一开口部33a而在贯通孔30a内暴露的第一导电型半导体层23，并电连接于通过下部绝缘层33的第二开口部33b暴露的欧姆反射层31。进而，连接部35ab可以直接接触于第一导电型半导体层23及欧姆反射层31。
为了连接相邻的发光单元，连接部35ab经过单元分离区域ISO。如图7a所示，为了降低基板21上的形貌的影响，各个连接部35ab可以经过一个发光单元的第一导电型半导体层23的边缘部位中的仅一个边缘部位的上部。即，在本实施例中，各个发光单元的第一导电型半导体层23具有四个边缘部位，并且连接部35ab经过这些边缘部位中的仅一个边缘部位的上部。通过防止连接部35ab对电连接无帮助地经过单元分离区域ISO，从而能够减少连接部35ab由于形貌的影响造成损伤。
另外，第一垫金属层35a位于处于发光单元的串联阵列的末端的最后一个发光单元C7上，第二垫金属层35b位于处于首端的第一发光单元C1上。第一垫金属层35a可以限定位于最后一个发光单元C7的第二导电型半导体层27上部区域内，第二垫金属层35b可以限定位于第一发光单元C1的上部区域内。
第一垫金属层35a在最后一个发光单元C7上通过下部绝缘层33的第一开口部33a电连接于第一导电型半导体层23。第一垫金属层35a可以直接接触于第一导电型半导体层23。因此，第一垫金属层35a可以包括欧姆接触于第一导电型半导体层23的欧姆层。
另外，第二垫金属层35b在第一发光单元C1上通过下部绝缘层33的第二开口部33b电连接于欧姆反射层31。第二垫金属层35b可以直接接触于欧姆反射层31。进而，如图7a所示，第二垫金属层35b可以被连接部35ab包围。从而，在第二垫金属层35b与连接部35ab之间可以形成有边界区域，下部绝缘层33可以暴露于该边界区域。
所述第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab可以在同一个工序中使用同一种材料而一起形成。例如，所述第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab可以包括Ti、Cr、Ni等作为粘结层，并且可以包括A1作为金属反射层。进而，所述第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab还可以包括用于防止Sn等金属元素扩散的扩散防止层以及用于防止扩散防止层被氧化的氧化防止层。例如，可以将Cr、Ti、Ni、Mo、TiW或W等作为扩散防止层而使用，并且可以将Au作为氧化防止层而使用。
在本实施例中，通过在同一个工序中一起形成所述第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab，从而能够简化工艺。
参照图8a及图8b，形成覆盖第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab的上部绝缘层37。上部绝缘层37具有使第一垫金属层35a暴露的开口部37a以及使第二垫金属层35b暴露的开口部37b。在本实施例中，虽然图示了多个开口部37a，然而并不局限于此，也可以使用一个开口部37a。并且，虽然图示了单个开口部37b，但是也可以形成有多个开口部37b。
上部绝缘层37的开口部37b可以在横方向上与下部绝缘层33的第二开口部33b隔开而布置。通过将上部绝缘层37的开口部37b与下部绝缘层33的第二开口部33b隔开而互不重叠，能够防止欧姆反射层31被焊料等造成污染。然而，本发明并不局限于此，下部绝缘层33的第二开口部33b与上部绝缘层37的开口部37b也可以相互重叠。
另外，上部绝缘层37可以沿基板21的边缘部位覆盖下部绝缘层33的边缘部位，并且可以使基板21的边缘部位附近的一部分区域暴露。上部绝缘层37的边缘部位可以形成为与连接部35ab隔开至少15μm。
上部绝缘层37可以形成为氧化硅膜或氮化硅膜，进而也可以形成为分布式布拉格反射器。
参照图9a及图9b，在上部绝缘层37上形成有第一凸起垫39a及第二凸起垫39b。
第一凸起垫39a通过上部绝缘层37的开口部37a电连接于第一垫金属层35a，第二凸起垫39b通过上部绝缘层37的开口部37b电连接于第二垫金属层35b。
如图9a所示，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b可以跨过多个发光单元而形成。上部绝缘层37在发光单元与第一凸起垫39a及第二凸起垫39b之间防止电短路。
在形成第一凸起垫39a及第二凸起垫39b之后，可以通过磨削(grinding)和/或研磨(lapping)工序将基板21的下表面部分去除，以减小基板21厚度。接着，将基板21以单个芯片单位进行分割，从而提供相互分离的发光二极管。此时，所述基板21可以利用激光划线技术分离。
图10a及图10b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。在此，图10b是为了示出第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab而省略了图10a中的第一凸起垫39a、第二凸起垫39b及上部绝缘层37的图。
参照图10a及图10b，根据本实施例的发光二极管与参照图1至图3而描述的发光二极管大致相似，然而差异在于还包括浮置反射层35c。在图10a及图10b中，使用粗线表示了浮置反射层35c区域。
浮置反射层35c覆盖发光单元C1～C7之间的单元分离区域ISO的上部。浮置反射层35c可以局部地覆盖相邻的发光单元的上部区域。因此，浮置反射层35c形成于形貌变化明显的区域上。浮置反射层35c形成于未形成连接部35ab的区域，进而反射从活性层25生成的光。因此，防止发光二极管的光损失，从而提高发光效率。
另外，浮置反射层35c位于下部绝缘层33上，并且可以位于与连接部35ab相同的水平位置。因此，浮置反射层35c可以在形成第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab时利用与其同一种材料在同一工序中一起形成。
浮置反射层35c与第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab绝缘。并且，浮置反射层35c与欧姆反射层31及半导体层叠体30绝缘，因此被电浮置(Floating)。
由于浮置反射层35c被电浮置，因此在发光二极管工作的期间，浮置反射层35c中没有电流流动，从而浮置反射层35c不产生电力。因此，浮置反射层35c不会吸收外部的水分，从而即使在上部绝缘层37等存在裂缝等损伤，浮置反射层35c也不会轻易受损。
图11a及图11b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。在此，图11b是为了示出第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、浮置反射层35c及连接部35ab而省略了图11a中的第一凸起垫39a、第二凸起垫39b、下部绝缘层33及上部绝缘层37等其他构成要素并简略地进行图示的图。
参照图11a及图11b，根据本实施例的发光二极管与参照图1及图2描述的发光二极管大致相似，然而差异在于包括两个发光单元C1、C2且浮置反射层35c沿基板21的边缘部位布置。浮置反射层35c区域利用较粗的线表示。以下，为了避免重复，针对差异点进行详细说明。
首先，发光单元C1、C2沿长度方向排列于基板21上。发光单元C1、C2具有使第一导电型半导体层23暴露的贯通孔30a。欧姆反射层31在发光单元C1、C2上欧姆接触于第二导电型半导体层27。
下部绝缘层33覆盖发光单元C1、C2，并且局部地覆盖发光单元C1、C2周围的基板21。并且，下部绝缘层33具有在贯通孔30a内暴露第一导电型半导体层23的第一开口部33a，并且具有暴露各个发光单元C1、C2上的欧姆反射层31的第二开口部33b。在发光单元C1上形成有多个第二开口部33b，然而并不局限于此，也可以形成为一个。但是，多个第二开口部33b有助于电流均匀分散。
第一垫金属层35a及第二垫金属层35b分别位于第二发光单元C2及第一发光单元C1上，并且电连接于第一导电型半导体层23及欧姆反射层31。第一垫金属层35a可以直接接触于第一导电型半导体层23，第二垫金属层35b可以直接接触于欧姆反射层31。第二垫金属层35b通过欧姆反射层31电连接于第二导电型半导体层27。
连接部35ab电连接于第一发光单元C1的第一导电型半导体层23及第二发光单元C2的欧姆反射层31。连接部35ab可以直接接触于第一发光单元C1的第一导电型半导体层23及第二发光单元C2的欧姆反射层31。并且，连接部35ab可以包围第二垫金属层35b。
另外，浮置反射层35c可以沿基板21的边缘部位以环形形状包围第一发光单元C1及第二发光单元C2。并且，如图11a及图11b所示，浮置反射层35c的一部分可以位于发光单元C1、C2之间的区域。浮置反射层35c位于下部绝缘层33上而与第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab绝缘。并且，浮置反射层35c与第一发光单元C1及第二发光单元C2绝缘。在本实施例中，虽然浮置反射层35c位于下部绝缘层33上，从而还与基板21隔开，但是在基板21具有绝缘性的情况下，浮置反射层35c也可以部分接触于基板21。
第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、连接部35ab及浮置反射层35c可以全部利用同一种材料形成，并且可以位于同一水平位置。
另外，上部绝缘层37覆盖第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、连接部35ab及浮置反射层35c。上部绝缘层37具有使第一垫金属层35a暴露的开口部37a以及使第二垫金属层35b暴露的开口部37b。连接部35ab及浮置反射层35c被上部绝缘层37覆盖而密封。
另外，上部绝缘层37的开口部37a位于第二发光单元C2上部而使第一垫金属层35a暴露，开口部37b位于第一发光单元C1上部而使第二垫金属层35b暴露。
多个开口部37b可以布置于第一发光单元C1上部。这些开口部37b可以在横方向上与下部绝缘层33的第二开口部33b隔开。
另外，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b分别位于第二发光单元C2及第一发光单元C1上部，并且通过上部绝缘层37的开口部37a、37b电连接于第一垫金属层35a及第二垫金属层35b。
在本实施例中，虽然对浮置反射层35c沿基板21的边缘部位而以环形形状包围发光单元C1、C2的情形进行了说明，但是浮置反射层35c也可以部分或完全省略。
图12a及图12b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。在此，图12b是为了明确地示出第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、浮置反射层35c及连接部35ab而对图12a进行简略的图示的图。
参照图12a及图12b，根据本实施例的发光二极管与参照图11a及图11b描述的发光二极管大致相似，然而差异在于发光单元C1、C2不具有贯通孔30a且浮置反射层35c沿基板21的边缘部位而部分布置。以下，为了避免重复，针对差异点进行详细说明。
由于发光单元C1、C2不具有贯通孔30a，因此下部绝缘层33不具有在贯通孔30a内暴露第一导电型半导体层23的开口部33a。但是，下部绝缘层33在发光单元C1、C2周围暴露第一导电型半导体层23。下部绝缘层33可以通过多种方式暴露第一导电型半导体层23。如图12a所示，覆盖发光单元C1、C2的下部绝缘层33的边缘部位位于第一导电型半导体层23上，从而使得第一导电型半导体层23能够在下部绝缘层33的外侧暴露。并且，下部绝缘层33还可以形成为局部地覆盖发光单元C1、C2周围的基板21，并且具有使第一导电型半导体层23暴露的开口部。
第一垫金属层35a通过形成于下部绝缘层33的开口部而沿第二发光单元C2的边缘部位连接于第一导电型半导体层23。连接部35ab可以沿第一发光单元C1的边缘部位连接于第一导电型半导体层23。
第二垫金属层35b可以通过下部绝缘层33的开口部33b电连接于欧姆反射层31，并且可以被连接部35ab包围。
另外，浮置反射层35c可以沿第一发光单元C1的三个侧面形成，并且浮置反射层35c的一部分可以朝向第二发光单元C2侧延伸。浮置反射层35c可以位于基板21及第一导电型半导体层23上部，并且下部绝缘层33可以位于浮置反射层35c下部，从而使浮置反射层35c与第一导电型半导体层23绝缘。
另外，在本实施例中，上部绝缘层37可以具有分别使第一垫金属层35a及第二垫金属层35b暴露的开口部37a、37b，并且第一凸起垫39a及第二凸起垫39b分别形成于所述开口部37a、37b内而连接于第一垫金属层35a及第二垫金属层35b。在本实施例中，虽然上部绝缘层37的开口部37b与下部绝缘层的第二开口部33b重叠而形成，但是本发明并不局限于此，与上述实施例相同，开口部37b也可以在横方向上与下部绝缘层33的第二开口部33b隔开而不重叠。
图13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。在此，图示了基板21、第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、连接部35ab及浮置反射层35c，为了避免与上述的实施例重复，未图示其他的构成要素。
参照图13，根据本实施例的发光二极管与参照图12a及图12b描述的发光二极管大致相似，然而差异在于浮置反射层35c的一部分进一步延伸至发光单元C1、C2之间的区域。
为了使浮置反射层35c延伸至发光单元C1、C2之间的区域，经过发光单元C1、C2之间的区域的连接部35ab的宽度相对小于图12a的连接部35ab的宽度。例如，位于单元分离区域内的连接部35ab的宽度可以是单元分离区域的宽度的1/2以下。
与上述的实施例相同，浮置反射层35c与第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab隔开，并且还与第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层绝缘。如同上文中描述的实施例，浮置反射层35c可以通过下部绝缘层33与第一导电型半导体层23绝缘。
图14是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的平面图。在此，图示了基板21、第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、连接部35ab及浮置反射层35c，为了避免与上述的实施例重复，未图示其他的构成要素。
参照图14，根据本实施例的发光二极管与参照图13描述的发光二极管大致相似，然而差异在于连接部35ab及浮置反射层35c。
连接部35ab在第一发光单元C1上分为两个部分而延伸至第二发光单元C2。从而，连接部35ab的所述两个部分分别电连接于第二发光单元C2的欧姆反射层31。
另外，除了参照图13描述的浮置反射层35c之外，在连接部35ab的两个部分之间还追加形成浮置反射层35c。追加的浮置反射层35c也通过下部绝缘层33而与第一导电型半导体层23、活性层25、第二导电型半导体层27及欧姆反射层31绝缘，并且与第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab隔开，从而被电浮置。追加的浮置反射层35c被连接部35ab及第一垫金属层35a包围。
在本实施例中，通过将连接部35ab分为两部分，并在两部分之间布置浮置反射层35c，从而能够在不降低光提取效率的情况下提高连接部35ab电连接的可靠性。
以上，虽然参照图11至图14对具有两个发光单元的多种发光二极管进行了说明，然是本发明并不局限于此，可以实现多种变形。并且，在上述实施例中，浮置反射层35c也可以省略。
图15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16是沿图15的截取线A-A截取的剖面图，图17是图15的发光二极管的示意性电路图。
参照图15、图16及图17，所述发光二极管包括基板21、多个发光单元C1～C7、欧姆反射层31、下部绝缘层33、第一垫金属层35a、第二垫金属层35b、连接部35ab、上部绝缘层37、第一凸起垫39a及第二凸起垫39b。发光单元C1～C7分别包括半导体层叠体30，所述半导体层叠体30包括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。
根据本实施例的发光二极管与参照图1至图3描述的发光二极管大致相似，但是在发光单元C1～C7与第一凸起垫39a及第二凸起垫39b的相对位置方面存在差异。因此，省略针对根据本实施例的发光二极管与参照图1至图3描述的事项重复的内容的详细说明。
虽然在本实施例中图示了七个发光单元C1～C7，但是并不局限于此，发光单元的数量可以进行多样的调节。尤其，发光单元的数量可以是三个以上。
另外，在本实施例中，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b可以分别连续地跨过串联连接的发光单元而布置。例如，在图15中，第一凸起垫39a跨过第五发光单元C5、第六发光单元C6及第七发光单元C7的上部区域而布置，第二凸起垫39b跨过第一发光单元C1、第二发光单元C2、第三发光单元C3及第四发光单元C4的上部区域而布置。因此，可以将第一凸起垫39a或第二凸起垫39b与各个发光单元的第二导电型半导体层27或第一导电型半导体层23之间的电位差控制在5Vf以下，进而可以控制在4Vf以下。
根据本实施例，通过控制发光单元C1～C7的排列及凸起垫39a、39b的位置，能够将各个发光单元的第一导电型半导体层23或第二导电型半导体层27与位于相应发光单元上的第一凸起垫39a或第二凸起垫39b部分之间的电位差控制在5Vf以下。因此，能够有效地防止位于凸起垫39a、39b与连接部35ab之间的上部绝缘层37的绝缘击穿。
与此相反，例如，在第一凸起垫39a跨过第二发光单元C2而布置的情况下，第一凸起垫39a与第二发光单元C2之间最大可能发生6Vf的电位差，因此，可能易于发生上部绝缘层37的绝缘击穿。
另外，在各个发光单元中，由于连接部35ab连接于第一导电型半导体层23，因此应该主要考虑凸起垫39a或39b与连接部35ab之间的电位差。由于在凸起垫39a、39b与第一导电型半导体层23之间通常设置有下部绝缘层33及上部绝缘层37，因此它们之间的电位差可能不会对绝缘击穿造成太大的影响。然而，在凸起垫39a、39b与第一导电型半导体层23之间仅设置有上部绝缘层37，因此，上部绝缘层37可能由于它们之间的电位差而易于被击穿。
因此，为了进一步防止上部绝缘层37的绝缘击穿，在电位差高的区域中，还可以将凸块垫39a、39b与连接部分35ab布置为互不重叠。
例如，在图15中，图示了连接于第四发光单元C4的第一导电型半导体层23的连接部35ab与第二凸起垫39b部分重叠。在这种情况下，在第二凸起垫39b与连接部35ab之间发生4Vf的电位差，并且该电位差将上部绝缘层37置于中间而发生。因此，在使第二凸起垫39b与连接部35ab在横方向上隔开而互不重叠的情况下，可以增加第二凸起垫39b与连接部35ab之间的距离，因此能够进一步防止上部绝缘层37的绝缘击穿。
图18a至图23b是用于说明根据图15的实施例的发光二极管制作方法的平面图及剖面图。在各个附图中，带有a的图表示平面图，带有b的图表示沿各个平面图的截取线A-A截取的剖面图。
由于根据本实施例的发光二极管制作方法与参照图4至图9描述的发光二极管制作方法大致相似，因此针对相同的构成要素使用相同的附图标号进行图示，并且省略针对相同事项的详细说明。
如图23a及图23b所示，在本实施例中，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b分别形成为跨过如参照图15至图17描述地串联连接的多个发光单元而布置。据此，第一凸起垫39a及第二凸起垫39b与连接部35ab可以部分重叠，在重叠的区域中，第一凸起垫39a或第二凸起垫39b与连接部35ab之间的电位差控制为5Vf以下，或4Vf以下。
图24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。以下，为了避免重复，针对根据本实施例的发光二极管与图15的实施例不同点进行详细说明，针对相同的内容进行简略说明或省略说明。
参照图24，根据本实施例的发光二极管与参照图15描述的发光二极管大致相似，然而差异在于发光单元C1～C7的形状及排列。
即，在图15的实施例中，第一发光单元C1至第四发光单元C4排列为2×2的矩阵，第五发光单元C5及第六发光单元C6以相同的尺寸排列于两行，第七发光单元C7布置于第五发光单元C5及第六发光单元C6的一侧边缘部位附近。并且，第一凸起垫39a所连接的第七发光单元C7与第二凸起垫39b所连接的第一发光单元C1的连接部分沿对角方向布置。
与此相反，在本实施例中，第一发光单元C1至第四发光单元C4排列于一行，第五发光单元C5至第七发光单元C7排列于另一行。并且，第五发光单元C5与第四发光单元C4相邻，第七发光单元C7与第一发光单元C1相邻。因此，电连接于第七发光单元C7的第一凸起垫39a的连接部分与电连接于第一发光单元C1的第二凸起垫39b的连接部分彼此相邻地布置。
另外，由于四个发光单元即第一发光单元C1至第四发光单元C4排列于一行，并且三个发光单元即第五发光单元C5至第七发光单元C7排列于另一行，从而第一发光单元C1至第四发光单元C4可以具有比第五发光单元C5至第七发光单元C7相对更窄且长的形状。因此，各个发光单元的发光面积可以大致均匀地形成。
进而，在本实施例中，第一凸起垫39a覆盖布置于第五发光单元C5至第七发光单元C7上部的下部绝缘层33的全部开口部33b，并且第二凸起垫39b至少局部地覆盖布置于第一发光单元C1至第四发光单元C4上部的下部绝缘层33的全部开口部33b。第二凸起垫39b还可以覆盖布置于第一发光单元C1至第四发光单元C4上部的下部绝缘层33的全部开口部33b。由于利用第一凸起垫39a或第二凸起垫39b覆盖下部绝缘层33的开口部33b，因此能够更有效地将在发光单元C1～C7生成的热通过第一凸起垫39a或第二凸起垫39b散出到外部。
另外，在图15的实施例中，第二垫金属层35b被连接部35ab包围，然而在本实施例中，第二垫金属层35b布置于连接部35ab的外部。同上所述，第二垫金属层35b可以被连接部35ab包围，也可以布置于连接部35ab的外部。
图25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。以下，为了避免重复，针对根据本实施例的发光二极管与图15的实施例不同点进行详细说明，针对相同的内容进行简略说明或省略说明。
参照图25，根据本实施例的发光二极管与参照图15描述的发光二极管大致相似，然而差异在于发光单元C1～C8的数量、形状及排列。
即，在本实施例中，具有如下差异：发光二极管包括八个发光单元C1～C8，这些发光单元C1～C8排列为4×2的矩阵。即，在四个行分别布置有两个发光单元，这些发光单元C1～C8具有彼此相似的单元尺寸。并且，这些发光单元C1～C8通过连接部35ab彼此串联连接。
第一凸起垫39a连续地跨过串联连接的四个发光单元C5～C8上部而布置，并且，第二凸起垫39b连续地跨过串联连接的四个发光单元C1～C4上部而布置。第一凸起垫39a在位于串联矩阵末端的第八发光单元C8的上部通过上部绝缘层37的第一开口部37a而连接于第一垫金属层35a。第二凸起垫39b在位于串联矩阵首端的第一发光单元C1的上部通过上部绝缘层37的第二开口部37b而连接于第二垫金属层35b。
另外，在本实施例中，第一凸起垫39a可以与布置于第五发光单元C5上部的下部绝缘层33的开口部33b至少部分重叠，然而也可以完全不重叠。在其重叠的情况下，能够更有效地将从第五发光单元C5生成的热通过第一凸起垫39a散出。另外，在其不重叠的情况下，还可以构成为使第一凸起垫39a与电连接于第五发光单元C5的第二导电型半导体层27的连接部35ab之间也不会相互重叠，因此能够防止由于第一凸起垫39a与连接部35ab之间的较高的电位差造成第五发光单元C5上的上部绝缘层37被绝缘击穿。
另外，在图15的实施例中，第二垫金属层35b被连接部35ab包围，然而在本实施例中，第二垫金属层35b布置于连接部35ab的外部。
图26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。
参照图26，根据本实施例的发光二极管与参照图24描述的发光二极管大致相似，然而差异在于发光单元C1～C8的数量及形状。
即，在本实施例中，具有如下差异：发光二极管包括八个发光单元C1～C8，这些发光单元C1～C8排列为2×4的矩阵。即，在两个行分别布置有四个发光单元，这些发光单元C1～C8具有彼此相似的单元尺寸。并且，这些发光单元C1～C8通过连接部35ab彼此串联连接。
第一凸起垫39a连续地跨过串联连接的四个发光单元C5～C8上部而布置，并且，第二凸起垫39b连续地跨过串联连接的四个发光单元C1～C4上部而布置。第一凸起垫39a在位于串联矩阵末端的第八发光单元C8的上部通过上部绝缘层37的第一开口部37a而连接于第一垫金属层35a。第二凸起垫39b在位于串联矩阵首端的第一发光单元C1的上部通过上部绝缘层37的第二开口部37b而连接于第二垫金属层35b。
另外，在本实施例中，第一凸起垫39a可以与布置于第五发光单元C5上部的下部绝缘层33的开口部33b至少部分重叠，然而也可以完全不重叠。在其重叠的情况下，能够更有效地将从第五发光单元C5生成的热通过第一凸起垫39a散出。另外，在其不重叠的情况下，还可以构成为使第一凸起垫39a与电连接于第五发光单元C5的第二导电型半导体层27的连接部35ab之间也不会相互重叠，因此能够防止由于第一凸起垫39a与连接部35ab之间的较高的电位差造成第五发光单元C5上的上部绝缘层37被绝缘击穿。
图27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。以下，为了避免重复，针对根据本实施例的发光二极管与图15的实施例不同点进行详细说明，针对相同的内容进行简略说明或省略说明。
参照图27，对于根据本实施例的发光二极管而言，在基板21上布置有三个发光单元C1、C2、C3，这些发光单元通过连接部35ab串联连接。发光单元C1、C2、C3通过单元分离区域ISO彼此分离。另外，在上述的实施例中，基板21上表面沿基板21边缘部位而在发光单元周围暴露，然而在本实施例中图示为，基板21的边缘部位被第一导电型半导体层23覆盖。然而并不局限于此，基板21上表面也可以沿其边缘部位暴露。
并且，虽然在上述的实施例中，第一垫金属层35a及连接部35ab通过发光单元的贯通孔30a电连接于第一导电型半导体层23，但是在本实施例中，差异在于第一垫金属层35a及连接部35ab电连接于在台面外部暴露的第一导电型半导体层23。
为此，下部绝缘层33覆盖发光单元C1～C3的大部分并覆盖单元分离区域ISO，且具有使欧姆反射层31暴露的开口部33b，并且在第二导电型半导体层27周围暴露第一导电型半导体层23。据此，第一导电型半导体层23在各发光单元C1、C2、C3的边缘部位区域中暴露，并且各发光单元C1、C2、C3上的欧姆反射层通过下部绝缘层33暴露。
第一垫金属层35a连接于在第三发光单元C3的第二导电型半导体层27周围暴露的第一导电型半导体层23，并且连接部35ab连接于在第一发光单元C1及第二发光单元C2的第二导电型半导体层27周围暴露的第一导电型半导体层23，并且连接于相邻的欧姆反射层31。
第二垫金属层35b布置于第一发光单元C1上，并且通过下部绝缘层33的开口部33b电连接于欧姆反射层31。
另外，上部绝缘层37覆盖第一垫金属层35a、第二垫金属层35b及连接部35ab，并且覆盖下部绝缘层33的边缘部位。上部绝缘层37具有使第一垫金属层35a暴露的第一开口部37a以及使第二垫金属层35b暴露的第二开口部37b。
第一凸起垫39a及第二凸起垫39b分别跨过三个发光单元C1、C2、C3全部而布置。第一凸起垫39a通过上部绝缘层37的第一开口部37a连接于第一垫金属层35a。并且，第二凸起垫39b通过上部绝缘层37的第二开口部37b连接于第二垫金属层35b。
在本实施例中，图示了第一开口部37a为三个的情形，然而第一开口部37a的数量可以进行多种选择，而且还可以是一个。并且，虽然图示了第二开口部37b为一个的情形，然而其数量还可以为一个以上。另外，所述第二开口部37b与下部绝缘层33的第二开口部33b在横方向上隔开布置。
图28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。
参照图28，根据本实施例的发光二极管与参照图27描述的发光二极管大致相似，然而差异在于第一凸起垫39a及第二凸起垫39b的布置。
在本实施例中，第一凸起垫39a跨过第二发光单元C2及第三发光单元C3而布置，第二凸起垫39b跨过第一发光单元C1及第二发光单元C2而布置。
因此，虽然第二发光单元C2与第一凸起垫39a及第二凸起垫39b部分重叠，但是第一发光单元C1及第三发光单元C3分别与一个凸起垫39b、39a部分重叠。
在第二凸起垫39b与第三发光单元C3上的第一垫金属层35a之间发生大约3Vf的电位差。在图27的实施例中，在第二凸起垫39b与第一垫金属层35a相互重叠的部分，将上部绝缘层37置于中间而形成3Vf的电位差。与此相比较，在本实施例中，虽然在第二凸起垫39b与第三发光单元C3上的第一垫金属层35a之间也发生大约3Vf的电位差，但是由于第二凸起垫39b与第三发光单元C3互不重叠，因此能够防止由于所述电位差而造成上部绝缘层37击穿。
同上所述，通过将第一凸起垫39a或第二凸起垫39b布置于一部分发光单元上，能够进一步提高发光二极管的可靠性。
图29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30是沿图29的截取线A-A截取的剖面图。
参照图29及图30，根据本实施例的发光二极管与参照图1至图3描述的发光二极管大致相似，因此，为了避免重复，省略针对相同事项的详细说明。
并且，如同参照图10a及图10b描述的内容，根据本实施例的发光二极管还可以包括浮置反射层35c。浮置反射层35c布置于发光单元之间的区域。根据本实施例的浮置反射层35c与参照图10a描述的发光二极管的浮置反射层35c相比，其形状存在略微差异，但是浮置反射层的位置或形状可以进行多种变形。
在本实施例中，下部绝缘层33'包括分布式布拉格反射器。例如，所述下部绝缘层33'可以包括SiO2与TiO2反复层叠的分布式布拉格反射器。
另外，根据本实施例的发光二极管的下部绝缘层33'的边缘部位位置与参照图1至图3描述的发光二极管的下部绝缘层33的边缘部位位置不同。在本实施例中，下部绝缘层33'覆盖连接部35ab的边缘部位，并且下部绝缘层33'的边缘部位相比于发光单元C1～C7的第一导电型半导体层23的外侧边缘部位，更加远离基板21的边缘部位而向内侧隔开。即，下部绝缘层33'的边缘部位基本位于暴露的第一导电型半导体层23上。
上部绝缘层37的边缘部位位于基板21的边缘部位与发光单元之间，因此，根据本实施例的下部绝缘层33'与图1的实施例相比更加远离上部绝缘层37的边缘部位地隔开。其结果，通过上部绝缘层37与基板21的界面，能够防止由于从外部浸透的水分等造成下部绝缘层33'受损，从而能够提高发光二极管的可靠性。
在将下部绝缘层33'形成为SiO2或Si3N4的单层的情况下，单层对水分的稳定性相对较高，然而在将下部绝缘层33'形成为分布式布拉格反射器等多层结构的情况下，分布式布拉格反射器对水分可能比较脆弱。尤其，基板21的边缘部位附近的水分浸透路径相对较短，因此在分布式布拉格反射器靠近基板21的边缘部位附近而布置的情况下，可能易于因水分而造成损伤。
然而根据本实施例，通过将连接部35ab远离基板21的边缘部位而布置，同时将包括分布式布拉格反射器的下部绝缘层33'远离基板21的边缘部位而布置，能够大大地提高高温高湿条件下的发光二极管的可靠性。
图31是用于说明在高温高湿条件下的可靠性测试结果的示意性图表。如同参照图29及图30的描述，准备下部绝缘层33'包括SiO2/TiO2分布式布拉格反射器且下部绝缘层33'的边缘部位位于第一导电型半导体层23上的实施例的八个样本，以及下部绝缘层的边缘部位位于基板21上的比较例的八个样本，针对其在温度为60℃，相对湿度RH为90％的条件下流过25mA的电流而根据时间测量发光二极管的正向电压Vf，并且将正向电压Vf的降低小于初始值的5％的样品处理为良好(Pass)，并将超过初始值5％的样品处理为不良。
参照图31，对下部绝缘层的边缘部位位于基板21上而相对靠近上部绝缘层37的边缘部位的比较例的样本而言，经过250小时之后几乎全部发生了不良。与此相反，对下部绝缘层的边缘部位位于第一导电型半导体层23上而相对远离上部绝缘层37的边缘部位布置的实施例的样本而言，即使经过了1000小时，正向电压的变化不大而仍然良好。
对于将下部绝缘层形成为SiO2的单层的样本而言，即使在下部绝缘层的边缘部位位于基板21上的情况下，在高温高湿测试中，正向电压的变化也不大，然而在将下部绝缘层形成为分布式布拉格反射器的情况下，则对水分脆弱。但是，如同本实施例，通过使下部绝缘层的边缘部位向发光二极管的内侧移动而远离上部绝缘层37的边缘部位，能够防止由于水分而造成的不良。
图32是用于说明根据本发明的又一实施例的发光二极管的剖面图。
参照图32，根据本实施例的发光二极管与参照图29及图30描述的发光二极管大致相似，然而差异在于下部绝缘层33”的边缘部位相比于上述实施例位于更内侧。在本实施例中，图示了下部绝缘层33”的边缘部位基本位于第二导电型半导体层27上的情形，然而也可以基本位于第二导电型半导体层27的侧面上。
通过使下部绝缘层33”的边缘部位向内侧更加远离基板21的边缘部位地布置，能够进一步增加水分浸透路径，从而可能能够进一步提高可靠性。
图33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34是沿图33的截取线A-A截取的剖面图。
参照图33及图34，根据本实施例的发光二极管与参照图29及图30描述的发光二极管大致相似，然而欧姆反射层31的结构存在略微差异。为了避免重复，省略针对相同构成要素的详细说明，针对差异点进行说明。
根据本实施例的发光二极管包括欧姆接触层28、透明绝缘层29及金属反射层32。欧姆接触层28形成为ITO或ZnO等透明导电性氧化膜。欧姆接触层28可以限定布置于第二导电型半导体层27上，并且欧姆接触于第二导电型半导体层27。
另外，透明绝缘层29可以覆盖欧姆接触层28，进而覆盖第二导电型半导体层27及活性层25的侧面。如图34所示，透明绝缘层29的边缘部位可以被下部绝缘层33'覆盖。因此，透明绝缘层29的边缘部位相比于下部绝缘层33'的边缘部位更远离基板21的边缘部位而布置。然而，本发明并不局限于此，透明绝缘层29的一部分也可以暴露于下部绝缘层33'的外部。并且，可以首先对透明绝缘层29进行图案化之后形成单元分离区域ISO，从而，如图所示，可以在单元分离区域ISO去除透明绝缘层29。
透明绝缘层29具有使欧姆接触层28暴露的开口部29a。多个开口部29a可以布置于欧姆接触层28的上部。透明绝缘层29例如可以利用SiO2形成。
另外，金属反射层32布置于透明绝缘层29上而通过所述开口部29a连接于欧姆接触层28。金属反射层32可以包含反射性金属，例如包含Ni/Ag。进而，金属反射层32可以包括用于保护反射金属物质层的墙壁层，并且可以包括Au层以防止金属层的氧化。
并且，如图所示，透明绝缘层29可以在第二导电型半导体层27上部包括凹陷的区域，金属反射层32可以限定布置于所述凹陷的区域的上部区域内。透明绝缘层29可以在欧姆接触层28上以厚度T1形成，并且可以随着透明绝缘层29的凹陷而变薄为厚度T2。因此，布置于第二导电型半导体层27上部的透明绝缘层29包括具有第一厚度T1的部分以及具有第二厚度T2的部分，并且包括使欧姆接触层28暴露的开口部29a。具有第二厚度T2的部分位于凹陷的区域的下方。
金属反射层32在凹陷的区域内覆盖透明绝缘层29。金属反射层32可以在凹陷的区域的边缘部位部分相对较薄，并且在凹陷的区域的中央处相对较厚。因此，能够防止金属反射层32的侧面变厚。
金属反射层32利用剥离(lift off)技术形成，为此，首先在形成开口部29a的透明绝缘层29上形成光刻胶图案。此时，将所述光刻胶图案作为蚀刻掩模而使用，对透明绝缘层29进行部分蚀刻，从而可以在透明绝缘层29上形成凹陷的区域，并且可以在该区域内形成金属反射层32。尤其，透明绝缘层29可以通过利用缓冲型氧化物蚀刻剂(BOE)等的湿式蚀刻技术进行蚀刻。
若在透明绝缘层29不形成凹陷的区域，则金属反射层32的侧面可以沿光刻胶图案较厚地形成。在这种情况下，可能导致形成于其上的下部绝缘层33'的沉积不良。与此相反，通过利用湿式蚀刻在透明绝缘层29形成凹陷的区域，能够将金属反射层32的侧面较薄地形成，从而能够防止下部绝缘层33'的沉积不良。
另外，在形成开口部29a的期间，对透明绝缘层29进行图案化而首先形成透明绝缘层29的边缘部位，再单独对下部绝缘层33'进行图案化，从而如图所示，下部绝缘层33'可以覆盖透明绝缘层29的边缘部位。然而，本发明并不局限于此，也可以形成为透明绝缘层29的一部分残留于下部绝缘层33'的外部。
另外，通过使用透明的欧姆接触层28、透明绝缘层29及金属反射层32，与使用金属欧姆反射层31的情况相比，能够提高光的反射率，从而能够改善发光效率。
在本实施例中，虽然对使用下部绝缘层33'的实施例进行了说明，但是并不局限于此，也可以使用参照图1至图3描述的下部绝缘层33。尤其，在下部绝缘层33利用SiO2形成的情况下，下部绝缘层33的边缘部位可以位于基板21上。
图35是用于说明根据本发明的一实施例的应用发光二极管的照明装置的分解立体图。
参照图35，根据本实施例的照明装置包括：扩散盖(Diffusion Cover)1010、发光元件模块1020及主体部1030。主体部1030可以收容发光元件模块1020，扩散盖1010可以布置于主体部1030上，以能够覆盖发光元件模块1020的上部。
主体部1030只要是能够收容并支撑发光元件模块1020并向发光元件模块1020供应电源的形态就不受限制。例如，如图所示，主体部1030可以包括主体外壳1031、电源供应装置1033、电源外壳1035以及电源连接部1037。
电源供应装置1033可以收容于电源外壳1035内而电连接于发光元件模块1020，且包括至少一个IC芯片。所述IC芯片能够调节、转换或控制向发光元件模块1020供应的电源的特性。电源外壳1035可以收容并支撑电源供应装置1033，并且在内部固定有电源供应装置1033的电源外壳1035可以位于主体外壳1031的内部。电源连接部1037可以布置于电源外壳1035的下端，从而与电源外壳1035结合。因此，电源连接部1037可以电连接于电源外壳1035内部的电源供应装置1033，从而能够起到向电源供应装置1033供应外部电源的通路的作用。
发光元件模块1020包括基板1023以及布置于基板1023上的发光元件1021。发光元件模块1020可以布置于主体外壳1031上部而电连接于电源供应装置1033。
基板1023只要是能支撑发光元件1021的基板就不受限制，例如，可以是包括布线的印刷电路板。基板1023可以具有对应主体外壳1031上部的固定部的形态，使其能够稳定地固定于主体外壳1031。发光元件1021可以包括上述的根据本发明的实施例的发光二极管中的至少一个。
扩散盖1010可以布置于发光元件1021上，并且固定于主体外壳1031而覆盖发光元件1021。扩散盖1010可以具有透光性材质，且可以通过调节扩散盖1010的形态及透光性来调节照明装置的指向特性。因此，扩散盖1010能够根据照明装置的使用目的及应用形态而变形为多种形态变形。
图36是用于说明根据本发明的又一实施例的应用发光二极管的显示装置的剖面图。
本实施例的显示装置包括：显示面板2110；背光单元，用于向显示面板2110提供光；以及，面板引导件，用于支撑所述显示面板2110下部边缘。
显示面板2110不受特别的限制，例如，可以是包括液晶层的液晶显示面板。在显示面板2110的边缘还可以布置有用于向栅极线(gate line)提供驱动信号的栅极驱动印刷电路板(PCB)。此处，栅极驱动PCB也可以不构成于独立的PCB而形成于薄膜晶体管基板上。
背光单元包括光源模块，所述光源模块包括至少一个基板及多个发光元件2160。进而，背光单元还可以包括底盖(bottom cover)2180、反射片2170、扩散板2131以及光学片2130。
底盖2180上部形成开口，可以收容基板、发光元件2160、反射片2170、扩散板2131以及光学片2130。并且，底盖2180可以与面板引导件结合。基板可以位于反射片2170的下部而布置成被反射片2170包围的形态。但是，并不局限于此，在表面涂覆有反射物质的情况下，基板也可以位于反射片2170上。并且，基板可以形成为多个，且布置成多个基板并列布置的形态，然而并不限定于此，也可以形成为单个基板。
发光元件2160可以包括上述的根据本发明的实施例的发光二极管。发光元件2160可以在基板上以预定的图案有规律地排列。并且，在各个发光元件2160上布置有透镜2210，从而能够提高从多个发光元件2160发出的光的均匀性。
扩散板2131及光学片2130位于发光元件2160上。从发光元件2160发出的光可以经过扩散板2131及光学片2130而以面光源的形态向显示面板2110提供。
如此，根据发明的实施例的发光元件可以应用于与本实施例相同的直下型显示装置。
图37是用于说明根据本发明的又一实施例的应用发光二极管的显示装置的剖面图。
根据本实施例的配备有背光单元的显示装置包括：显示面板3210，用于显示图像；以及，背光单元，布置于显示面板3210的背面而发射光。进一步，所述显示装置包括：框架3240，用于支撑显示面板3210，且收容背光单元；以及，盖3270、3280，包围所述显示面板3210。
显示面板3210不受特别的限制，例如，可以是包括液晶层的液晶显示面板。在显示面板3210的边缘部位还可以布置有用于向栅极线提供驱动信号的栅极驱动印刷电路板(PCB)。此处，栅极驱动PCB也可以不构成为独立的PCB而形成于薄膜晶体管基板上。显示面板3210通过位于其上部及下部的盖3270、3280被固定，且位于其下部的盖3280可以与背光单元结合。
向显示面板3210提供光的背光单元包括：下部盖3270，所述下部盖3270上表面的一部分形成开口；光源模块，布置于下部盖3270的内部一侧；以及，导光板3250，与所述光源模块并排布置，且将点光转换为面光。并且，根据本实施例的背光单元还可以包括：光学片3230，位于导光板3250上且扩散光以及聚光；以及，反射片3260，布置于导光板3250的下部，使向导光板3250的下部方向传播的光向显示面板3210的方向反射。
光源模块包括基板3220以及多个发光元件3110，所述发光元件3110在所述基板3220的一面以预定的间距隔开而布置。基板3220只要能够支撑发光元件3110且电连接于发光元件3110就不受限制，例如，可以是印刷电路板。发光元件3110可以包括至少一个上述的根据本发明的实施例的发光二极管。从光源模块发出的光入射到导光板3250，并通过光学片3230而供应至显示面板3210。通过导光板3250及光学片3230，从发光元件3110发出的点光源可以转换为面光源。
如上所述，根据本发明的一实施例的发光元件可以应用于如本实施例一样的边缘型显示装置。
图38是用于说明根据本发明的又一实施例的将发光二极管应用到前照灯的示例的剖面图。
参照图38所述前照灯包括灯主体4070、基板4020、发光元件4010以及盖透镜(cover lens)4050。进而，所述前照灯还可以包括散热部4030、支撑架(rack)4060以及连接部件4040。
基板4020通过支撑架4060被固定，从而以与灯主体4070隔开的方式布置于灯主体4070上。基板4020只要是能够支撑发光元件4010的基板则不受限制，例如，可以是如印刷电路板等具有导电图案的基板。发光元件4010可以位于基板4020上，且通过基板4020得到支撑及固定。并且，通过基板4020的导电图案，发光元件4010可以电连接于外部电源。并且，发光元件4010可以包括上述的根据本发明的实施例的发光二极管中的至少一个。
盖透镜4050位于从发光元件4010发出的光移动的路径上。例如，如图所示，盖透镜4050可以通过连接部件4040而布置成与发光元件4010相隔，且可以布置于欲提供发光元件4010所发出的光的方向上。通过盖透镜4050可以调节从前照灯向外部发出的光的指向角和/或颜色。另外，连接部件4040也可以使盖透镜4050固定于基板4020，并且布置成包围发光元件4010而起到提供发光路径4045的光引导作用。此时，连接部件4040可以利用光反射性物质形成，或者涂覆有光反射性物质。另外，散热部4030可以包括散热翅片4031和/或散热风扇4033，并且向外部排放在发光元件4010驱动时产生的热。
如此，根据本发明的实施例的发光元件可以适用于诸如本实施例等前照灯，尤其是车辆用前照灯。
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。并且，在不脱离本发明的技术思想的限度内，对一个实施例说明的事项或构成要素也可以应用于其他实施例。例如，参照图33及图34描述的欧姆反射层结构也可以应用于包含参照图1至图3描述的实施例在内的其他实施例中。

Claims (10)

1.一种发光二极管，包括：
基板；
多个发光单元，布置于所述基板上，并且分别包括第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；
欧姆层，欧姆接触于各个发光单元的第二导电型半导体层上；
下部绝缘层，覆盖所述发光单元及欧姆层，并且具有使各个发光单元的第一导电型半导体层及欧姆层暴露的开口部；
连接部，布置于所述下部绝缘层上，用于串联电连接相邻的发光单元而形成发光单元的串联矩阵；
第一垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的末端的最后一个发光单元的第一导电型半导体层电连接；
第二垫金属层，通过所述下部绝缘层的开口部与布置于所述串联矩阵的首端的第一发光单元的欧姆层电连接；
上部绝缘层，覆盖所述连接部、第一垫金属层及第二垫金属层，并且具有使所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面分别暴露的开口部；
浮置反射层，布置于所述下部绝缘层上，并被所述上部绝缘层覆盖；以及
第一凸起垫和第二凸起垫，分别连接于通过所述上部绝缘层的开口部暴露的所述第一垫金属层及第二垫金属层的上表面。
2.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述发光单元包括具有布置于所述基板的一侧边缘部位附近的边缘部位的发光单元，所述上部绝缘层的边缘部位中的一部分位于所述基板的一侧边缘部位与所述发光单元的边缘部位之间，所述下部绝缘层的边缘部位中的一部分位于所述发光单元上。
3.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述浮置反射层与所述第一垫金属层、第二垫金属层及连接部之间绝缘。
4.如权利要求3所述的发光二极管，其中，
所述浮置反射层与所述连接部、第一垫金属层及第二垫金属层利用同一材料形成。
5.如权利要求3所述的发光二极管，其中，
浮置反射层覆盖彼此相邻的两个发光单元之间的区域。
6.如权利要求5所述的发光二极管，其中，
浮置反射层包括如下的浮置反射层：沿所述基板的边缘部位布置而覆盖至少一个发光单元的第一导电型半导体层。
7.如权利要求6所述的发光二极管，其中，
沿所述基板的边缘部位布置的浮置反射层包围任意一个发光单元的三个面。
8.如权利要求1所述的发光二极管，其中，
所述欧姆层包括：
透明的欧姆接触层；
透明绝缘层，覆盖所述欧姆接触层，并具有使所述欧姆接触层暴露的开口部；以及
金属反射层，位于所述透明绝缘层上，并通过所述开口部连接于所述欧姆接触层。
9.如权利要求8所述的发光二极管，其中，
所述透明绝缘层包括凹陷的区域，
所述金属反射层位于所述凹陷的区域。
10.如权利要求9所述的发光二极管，其中，
所述金属反射层限定于所述凹陷的区域的上部区域内。
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