TWI760622B - 覆晶型發光二極體晶片以及包含其的發光元件 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種發光二極體晶片及具有其的發光元件。一實施例的發光二極體晶片包括：第一導電型半導體層；台面，配置到第一導電型半導體層的一部分區域上，包括主動層及第二導電型半導體層；透明電極，歐姆接觸到第二導電型半導體層上；第一電流擴散器，歐姆接觸到第一導電型半導體層；第二電流擴散器，電連接到透明電極；絕緣層，覆蓋台面、第一電流擴散器及第二電流擴散器，包括分散式布拉格反射器；以及第一焊墊電極及第二焊墊電極，位於絕緣層上，分別連接到第一電流擴散器及第二電流擴散器；且第一電流擴散器與台面之間的橫向相隔距離大於絕緣層的厚度，靠近台面側的第一電流擴散器的一側側面長於另一側側面。

Description

覆晶型發光二極體晶片以及包含其的發光元件
本發明是有關於一種覆晶型發光二極體晶片及包括其的發光元件。
發光二極體利用在大型背光單元(Back Light Unit，BLU)、普通照明及電子設備等各種產品，也利用在各種小型家電產品及室內裝飾產品。進而，發光二極體不僅簡單地用作光源，而且還可用作傳達訊息、喚起美感的用途等各種用途。
另一方面，為了提供高效率的發光二極體，通常製作覆晶型發光二極體。覆晶型發光二極體的散熱性能優異，可利用反射層提高光提取效率。另外，利用覆晶接合技術，因此可省略接線，從而提高發光元件的穩定性。
以往，覆晶型發光二極體為了反射光而通常利用金屬反射層。金屬反射層一併具有歐姆特性及反射特性，因此可同時達成電連接與光反射。然而，金屬反射層的反射率相對較低，因此產生非常大的光損耗。進而，會產生因長時間使用發光二極體而 金屬反射層的反射率減小的問題。
因此，要求一種可減少因使用金屬反射層引起的光損耗的覆晶型發光二極體。
本發明要解決的問題在於提供一種可減少因金屬反射層引起的光損耗而提高光效率的覆晶型發光二極體晶片及具有其的發光元件。
本發明要解決的另一問題在於提供一種利用具有高反射率的分散式布拉格反射器，並且電可靠性優異的覆晶型發光二極體晶片及具有其的發光元件。
本發明要解決的又一問題在於提供一種構造簡單的小型化的發光二極體晶片及具有其的發光元件。
根據本發明的一實施例，提供一種發光二極體晶片，其包括：第一導電型半導體層；台面，配置到所述第一導電型半導體層的一部分區域上，包括主動層及第二導電型半導體層；透明電極，歐姆接觸到所述第二導電型半導體層上；第一電流擴散器，與所述台面鄰接而配置到所述第一導電型半導體層上，且歐姆接觸到所述第一導電型半導體層；第二電流擴散器，配置到所述透明電極上而電連接到所述透明電極；絕緣層，覆蓋所述第一導電 型半導體層、所述台面、所述透明電極、所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器，並具有使所述第一電流擴散器及第二電流擴散器的一部分露出的開口部，且包括分散式布拉格反射器；以及第一焊墊電極及第二焊墊電極，位於所述絕緣層上，通過所述開口部分別連接到所述第一電流擴散器及第二電流擴散器；且所述第一電流擴散器及第二電流擴散器分別具有連接墊及從所述連接墊延伸的長條形狀的延伸部，所述第一電流擴散器與所述台面之間的橫向相隔距離大於所述絕緣層的厚度，所述第一電流擴散器包括平坦的下表面、平坦的上表面及位於所述平坦的上表面的兩側的一側側面與另一側側面，所述一側側面較所述另一側側面更靠近地配置到所述台面，所述一側側面及另一側側面分別包括多個傾斜面，所述傾斜面相對於所述第一導電型半導體層的上表面具有55度以下的傾斜角，靠近所述台面側的一側側面長於所述另一側側面。
根據本發明的又一實施例，提供一種發光元件，其包括：基板；以及所述發光二極體晶片，配置在所述基板上；且所述發光二極體晶片以所述第一焊墊電極及第二焊墊電極朝向所述基板的方式覆晶接合而成。
根據本發明的實施例，可通過利用分散式布拉格反射器而達成高於金屬反射層的反射率，進而可提高反射器的穩定性。另外，通過控制第一導電型半導體層、台面及電流擴散器的側面 傾斜面來防止分散式布拉格反射器碎裂，因此可提供一種電穩定性較高的發光二極體晶片。
可通過以下說明的詳細說明而明確地理解本發明的其他特徵及優點。
21、250:基板
23:第一導電型半導體層
25:主動層
27:第二導電型半導體層
30:發光構造體
31:透明電極
33:第一電流擴散器
33a、35a:連接墊
33b、35b:延伸部
35:第二電流擴散器
37:絕緣層
37a、37b:開口部
39a:第一焊墊電極
39b:第二焊墊電極
100、200:燈泡基板
120、220:中央柱
130:下部導線
140:上部導線
150、251:LED燈絲
160、260:透光性燈泡
210:發光二極體晶片
A-A、B-B:切線
D1:相隔距離
M:台面
SL1、SR1:第一側面
SL2、SR2:第二側面
SL3、SR3:第三側面
ST:上表面
WL、WR:長度
圖1是用以說明本發明的一實施例的發光二極體晶片的俯視圖。
圖2是沿圖1的切線A-A獲得的剖面圖。
圖3是沿圖1的切線B-B獲得的剖面圖。
圖4是用以說明圖1的發光二極體晶片的電流擴散器的概略性放大剖面圖。
圖5是表示電流擴散器的剖面的掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)照片。
圖6是用以說明本發明的又一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖。
圖7是用以說明本發明的又一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖。
圖8是用以說明本發明的又一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖。
圖9是用以說明本發明的一實施例的發光二極體(Light Emitting Diode，LED)燈的概略性前視圖。
圖10是用以說明本發明的一實施例的燈帶的概略圖。
圖11是用以說明本發明的又一實施例的LED燈的概略性前視圖。
以下，參照所附圖式，詳細地對本發明的實施例進行說明。以下介紹的實施例是為了可向本發明所屬的技術領域內的普通技術人員充分地傳達本發明的思想而作為示例提供。因此，本發明並不限定於以下說明的實施例，也可具體化成其他形態。並且，在所附圖式中，方便起見，也可誇張地表示構成要素的寬度、長度、厚度等。另外，在記載為一個構成要素位於另一構成要素的“上部”或“上方”的情況下，不僅包括各部分位於另一部分的“正上部”或“正上方”的情況，而且包括在各構成要素與另一構成要素之間介置有其他構成要素的情況。在整篇說明書中，相同的參照符號表示相同的構成要素。
本發明的一實施例的發光二極體晶片包括：第一導電型半導體層；台面，配置到所述第一導電型半導體層的一部分區域上，包括主動層及第二導電型半導體層；透明電極，歐姆接觸到所述第二導電型半導體層上；第一電流擴散器，與所述台面鄰接而配置到所述第一導電型半導體層上，歐姆接觸到所述第一導電型半導體層；第二電流擴散器，配置到所述透明電極上而電連接 到所述透明電極；絕緣層，覆蓋所述第一導電型半導體層、所述台面、所述透明電極、所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器，具有使所述第一電流擴散器及第二電流擴散器的一部分露出的開口部，包括分散式布拉格反射器；以及第一焊墊電極及第二焊墊電極，位於所述絕緣層上，通過所述開口部分別連接到所述第一電流擴散器及第二電流擴散器；且所述第一電流擴散器及第二電流擴散器分別具有連接墊及從所述連接墊延伸的長條形狀的延伸部，所述第一電流擴散器與所述台面之間的橫向相隔距離大於所述絕緣層的厚度，所述第一電流擴散器包括平坦的下表面、平坦的上表面及位於所述平坦的上表面的兩側的一側側面與另一側側面，所述一側側面較所述另一側側面更靠近地配置到所述台面，所述一側側面及另一側側面分別包括多個傾斜面，所述傾斜面相對於所述第一導電型半導體層的上表面具有55度以下的傾斜角，靠近所述台面側的一側側面長於所述另一側側面。
可通過使用分散式布拉格反射器反射光來減少因金屬反射層引起的光損耗，進而可提供高效率的發光二極體。另外，可通過利用第一電流擴散器及第二電流擴散器而使電流在發光二極體晶片內均勻地分散。
另一方面，分散式布拉格反射器是交替地積層折射率不同的絕緣層而成，積層數越增加，則反射率越高。然而，分散式布拉格反射器會根據形成所述分散式布拉格反射器的面的狀態而發生碎裂。尤其，如果為了達成高反射率而增加積層數，則厚度 增加而容易發生碎裂。在本實施例中，使第一電流擴散器與台面之間的橫向相隔距離大於絕緣層的厚度，並且調節第一電流擴散器的兩側側面的長度，由此緩和第一電流擴散器的一側側面的傾斜度，從而不僅提高分散式布拉格反射器的反射率，而且可防止分散式布拉格反射器發生碎裂。
另一方面，所述第一電流擴散器的一側側面及另一側側面可分別具有寬於所述平坦的上表面的寬度，所述第一電流擴散器的一側側面整體較所述另一側側面更平緩。
另外，所述第一電流擴散器的一側側面及另一側側面可分別包括從所述下表面到所述上表面依序相接的第一側面、第二側面及第三側面，所述第二側面較所述第一側面及第三側面更平緩且具有更大的寬度。
進而，在所述一側側面中，所述第一側面可較所述第三側面更陡峭且具有更大的寬度。另外，在所述另一側側面中，所述第一側面可較所述第三側面更平緩且具有更大的寬度。
另外，所述第二電流擴散器可包括平坦的下表面、平坦的上表面及位於所述平坦的上表面的兩側的一側側面與另一側側面，所述一側側面與另一側側面相對於所述平坦的上表面呈非對稱。
另一方面，所述第二焊墊電極可沿橫向遠離所述第一電流擴散器以不與所述第一電流擴散器重疊。因此，即便在所述絕緣層發生碎裂，也可防止第二焊墊電極與第一電流擴散器之間的 電性短路。
另外，所述第一焊墊電極可沿橫向遠離所述第二電流擴散器以不與所述第二電流擴散器重疊。因此，即便在所述絕緣層發生碎裂，也可防止第一焊墊電極與第二電流擴散器之間的電性短路。
在一實施例中，所述第一焊墊電極可與所述第一電流擴散器的延伸部局部地重疊。在另一實施例中，所述第一焊墊電極可沿橫向遠離所述第一電流擴散器的延伸部以不與所述第一電流擴散器的延伸部重疊。
另一方面，所述發光二極體晶片還可包括配置在所述第一導電型半導體層的下部的基底，所述第一導電型半導體層的側面及所述台面的側面分別可相對於所述基底的上表面具有小於45度的傾斜角。因此，可防止在覆蓋所述第一導電型半導體層及台面的側面的絕緣層發生碎裂。
在一實施例中，所述發光二極體晶片還可包括歐姆接觸到所述第一導電型半導體層的附加第一連接墊，所述附加第一連接墊可遠離所述第一電流擴散器。所述絕緣層還可包括使所述附加第一連接墊露出的開口部，所述第一焊墊電極通過所述開口部連接到所述附加第一連接墊。
另外，所述發光二極體晶片還可包括連接到所述透明電極的附加第二連接墊，所述附加第二連接墊可遠離所述第二電流擴散器。所述絕緣層還可包括使所述附加第二連接墊露出的開口 部，所述第二焊墊電極通過所述開口部連接到所述附加第二連接墊。
在一實施例中，所述第一電流擴散器可與所述台面的側面鄰接而配置到所述台面的外側。
在另一實施例中，所述台面可包括使所述第一導電型半導體層露出的貫通槽，所述第一電流擴散器可在所述貫通槽內配置到所述第一導電型半導體層上。
另一方面，所述第一電流擴散器及第二電流擴散器的厚度可大於所述台面的厚度。進而，所述絕緣層也可厚於所述第一電流擴散器及第二電流擴散器或所述焊墊電極。
另外，在一些實施例中，所述第一電流擴散器的延伸部與所述第二電流擴散器的延伸部可彼此平行。
另一方面，所述發光二極體晶片還可包括配置在所述第一導電型半導體層的下部的基底，所述第一導電型半導體層可限位於由所述基底的邊緣包圍的區域上，所述絕緣層可覆蓋露出在所述第一導電型半導體層周圍的所述基底的上表面。
本發明的又一實施例的發光元件包括：基板；以及發光二極體晶片，配置在所述基板上。所述發光二極體晶片作為如上所述的發光二極體晶片，以所述第一焊墊電極及第二焊墊電極朝向所述基板的方式覆晶接合而成。
另一方面，所述基板可呈長條形狀，所述發光二極體晶片可在所述基板沿長度方向排列。
以下，參照所附圖式，對本發明的各種實施例進行說明。
圖1是用以說明本發明的一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖，圖2是沿圖1的切線A-A獲得的概略性剖面圖，圖3是沿圖1的切線B-B獲得的概略性剖面圖。
參照圖1至圖3，本實施例的發光二極體晶片包括基底21、發光構造體30、透明電極31、第一電流擴散器33、第二電流擴散器35、絕緣層37、第一焊墊電極39a及第二焊墊電極39b。
發光二極體晶片可像圖1所示一樣呈較長的長方形形狀，可為具有較小的水平截面面積的小型發光二極體晶片。發光二極體晶片的縱向長度可為橫向長度的2倍至3倍的範圍內。例如，縱向長度可為約480μm至600μm的範圍內，橫向長度可為約170μm至220μm的範圍內。另外，發光二極體晶片的整體厚度可為約100μm至200μm的範圍內。
基底21可為絕緣性基底或導電性基底。基底21可為用以使發光構造體30生長的生長基底，可包括藍寶石基底、碳化矽基底、矽基底、氮化鎵基底、氮化鋁基底等。另外，基底21可包括形成在其上表面的至少一部分區域的多個突出部。基底21的多個突出部可形成為規則或不規則的圖案。例如，基底21可為包括形成在上表面的多個突出部的圖案化藍寶石基底(Patterned sapphire substrate，PSS)。基底21可具有大致100μm至200μm的範圍內的厚度。
發光構造體30位於基底21上。另外，發光構造體30的 下表面的面積可小於基底21的上表面的面積，可沿發光構造體30的外緣露出基底21的上表面。基底21的上表面的多個突出部中的一部分位於發光構造體30與基底21之間，未由發光構造體30覆蓋的多個突出部露出在發光構造體30的周邊。
通過在發光構造體30周邊的分離區域露出基底21的上表面，可減少發光二極體晶片的製造過程中的彎曲(bowing)。由此，可防止因彎曲引起的發光構造體30的損傷而提高發光二極體晶片製造產率。另外，因所述彎曲減少而可減小施加到發光構造體30的應力，因此可將基底21的厚度加工地更薄。由此，可提供一種具有大致100μm的較薄的厚度的纖薄化的發光二極體晶片。與此相關，在下文敘述的實施例中，更詳細地對發光二極體晶片的製造方法進行說明。
發光構造體30包括第一導電型半導體層23、位於第一導電型半導體層23上的第二導電型半導體層27及位於第一導電型半導體層23與第二導電型半導體層27之間的主動層25。發光構造體30的整體厚度可為大致5μm至10μm的範圍內。
另一方面，第一導電型半導體層23、主動層25及第二導電型半導體層27可包括Ⅲ-V系氮化物類半導體，例如可包括如(Al、Ga、In)N的氮化物類半導體。第一導電型半導體層23可包括n型雜質(例如，Si、Ge、Sn)，第二導電型半導體層27可包括p型雜質(例如，Mg、Sr、Ba)。另外，也可與此相反。主動層25可包括多層量子阱結構(MQW)，能夠以射出所期望的波長 的方式調節氮化物類半導體的組成比。尤其，在本實施例中，第二導電型半導體層27可為p型半導體層。
第一導電型半導體層23可具有傾斜的側面。進而，所述傾斜的側面的傾斜角可平緩至相對於基底21的底面為約45度以下。通過平緩地形成第一導電型半導體層23的側面，可防止在覆蓋發光構造體30及基底21的絕緣層37產生如龜裂的缺陷。
另一方面，發光構造體30包括台面M。台面M可位於第一導電型半導體層23的一部分區域上，且包括主動層25及第二導電型半導體層27。台面M可具有大致1μm至2μm的範圍內的厚度。在本實施例中，第一導電型半導體層23的一部分可露出到台面M的外側。另外，在一部分區域中，台面M的傾斜面與第一導電型半導體層23的傾斜面對齊，由此第一導電型半導體層23的上表面中的露出的面可限制在台面M的一側。然而，本實施例並不限定於此，也可沿台面M的外緣露出第一導電型半導體層23的上表面。另外，在另一實施例中，也可在台面M的內部形成貫通孔或貫通槽而露出第一導電型半導體層23。
為了使第一導電型半導體層23露出，台面M可呈去除一部分的四邊形形狀。另外，台面M可具有傾斜的側面，側面的傾斜角可平緩至相對於基底21的底面為約45度以下。進而，在第一導電型半導體層23與台面M的側面對齊的情況下，第一導電型半導體層23與台面M也可形成相同的傾斜面。
另一方面，透明電極31位於第二導電型半導體層27上。 透明電極31可歐姆接觸到第二導電型半導體層27。透明電極31例如可包括如氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)、氧化鋅(Zinc Oxide，ZnO)、氧化鋅銦錫(Zinc Indium Tin Oxide，ZITO)、氧化鋅銦(Zinc Indium Oxide，ZIO)、氧化鋅錫(Zinc Tin Oxide，ZTO)、氧化鎵銦錫(Gallium Indium Tin Oxide，GITO)、氧化鎵銦(Gallium Indium Oxide，GIO)、氧化鎵鋅(Gallium Zinc Oxide，GZO)、鋁摻雜氧化鋅(Aluminum doped Zinc Oxide，AZO)、氧化氟錫(Fluorine Tin Oxide，FTO)等的透光性導電性氧化物層。導電性氧化物也可包括各種摻雜物。
包括透光性導電性氧化物的透明電極31與第二導電型半導體層27的歐姆接觸特性優異。即，如ITO或ZnO等的導電性氧化物與第二導電型半導體層27的接觸電阻相對低於金屬性電極，因此通過應用包括導電性氧化物的透明電極31，可減小發光二極體晶片的正向電壓Vf而提高發光效率。
尤其，如本實施例的發光二極體晶片的小型發光二極體晶片的電流密度相對較低，故而歐姆特性受到較大的影響。因此，可通過使用透明電極31來提高歐姆特性而更有效地提高發光效率。另外，導電性氧化物從氮化物類半導體層剝離(peeling)的概率小於金屬性電極，即便長時間使用也較為穩定。因此，通過使用包括導電性氧化物的透明電極31，可提高發光二極體晶片的可靠性。
透明電極31的厚度並無限制，但可為約400Å至3000Å 的範圍內的厚度。如果透明電極31的厚度過厚，則會吸收通過透明電極31的光而發生損耗。因此，透明電極31的厚度限制在3000Å以下。
透明電極31以大致覆蓋第二導電型半導體層27的整個上表面的方式形成，由此在驅動發光二極體晶片時，可提高電流分散效率。例如，透明電極31的側面可沿台面M的側面形成。另外，透明電極31包括使第二導電型半導體層27局部地露出的開口部。以至少局部地填充開口部的方式形成下文敘述的第二焊墊電極39b，由此可增加第二焊墊電極39b的接觸面積。由此，可有效地防止第二焊墊電極39b從透明電極31或發光構造體30剝離。
第一電流擴散器33與台面M鄰接而配置到第一導電型半導體層23上。第一電流擴散器33歐姆接觸到第一導電型半導體層23，且使電流分散。第一電流擴散器33包括連接墊33a及從連接墊33a延伸的延伸部33b。連接墊33a具有寬於延伸部33b的寬度，延伸部33b沿發光二極體晶片的長度方向延伸成長條形狀。通過將延伸部33b沿發光二極體晶片的長度方向配置成長條形狀，可在長條形狀的發光二極體晶片內使電流跨及較廣的區域而均勻地分散。
延伸部33b沿橫向遠離台面M以不與台面M重疊，且可沿台面M的邊緣延伸。
另一方面，第一電流擴散器33遠離台面M足夠的距離，第一電流擴散器33的相隔距離D1大於絕緣層37的厚度。然而， 如果第一電流擴散器33的相隔距離D1過大，則發光面積減小，因此可限制相隔距離D1不超過延伸部33b的寬度的3倍。
第二電流擴散器35位於透明電極31上而電連接到透明電極31，從而有助於第二導電型半導體層27內的電流分散。導電性氧化物沿水平方向的電流分散性能會相對低於金屬性電極，但可通過利用第二電流擴散器35來彌補電流分散性能。進而，可通過採用第二電流擴散器35而減小透明電極31的厚度。
另一方面，第二電流擴散器35可包括連接墊35a及從連接墊35a延伸的延伸部35b。連接墊35a具有寬於延伸部35b的寬度，延伸部35b沿發光二極體晶片的長度方向延長為長條形狀。通過將延伸部35b沿發光二極體晶片的長度方向配置成長條形狀，可在長條形狀的發光二極體晶片內使電流跨及較廣的區域而均勻地分散。延伸部35b與第一電流擴散器33的延伸部33b平行地配置，從而可固定地保持所述延伸部之間的間隔。
第一電流擴散器33及第二電流擴散器35可在同一製程中利用相同的材料一併形成，因此可具有彼此相同的層構造。例如，第一電流擴散器33及第二電流擴散器35可包括Al反射層，可包括Au連接層。具體而言，第一電流擴散器33及第二電流擴散器35可具有Cr/Al/Ti/Ni/Ti/Ni/Au/Ti的層構造。第一電流擴散器33及第二電流擴散器35的厚度可大於台面M的厚度，因此第一電流擴散器33的上表面可較台面M的上表面更高地定位。例如，台面M的厚度可為大致1.5μm，第一電流擴散器33及第二 電流擴散器35的厚度可為大致2μm。
另一方面，以下參照圖4及圖5，詳細地對第一電流擴散器33及第二電流擴散器35的延伸部33b、35b的剖面形狀進行說明。
絕緣層37覆蓋並接觸第一導電型半導體層23、台面M、透明電極31、第一電流擴散器33及第二電流擴散器35。絕緣層37覆蓋台面M的上部區域及側面，另外，覆蓋露出在台面M周邊的第一導電型半導體層23及第一導電型半導體層23的側面。另外，絕緣層37可覆蓋露出在第一導電型半導體層23周圍的基底21的上表面。另外，絕緣層37覆蓋第一電流擴散器33與台面M之間的區域。
另一方面，絕緣層37具有使連接墊33a、35a露出的開口部37a、37b。開口部37a、37b的尺寸可小於連接墊33a、35a的面積。
絕緣層37包括分散式布拉格反射器。分散式布拉格反射器可由折射率不同的介電層反復積層而形成，所述介電層可包括TiO2、SiO2、HfO2、ZrO2、Nb2O5、MgF2等。例如，絕緣層37可具有交替地積層的TiO2層/SiO2層的構造。分散式布拉格反射器以反射在主動層25產生的光的方式製作，為了提高反射率而形成多對。在本實施例中，分散式布拉格反射器可包括10對至25對(pairs)。絕緣層37可連同分散式布拉格反射器一併包括另外的絕緣層，例如，為了改善分散式布拉格反射器與其底層的接著力， 可包括位於分散式布拉格反射器的下部的界面層及覆蓋分散式布拉格反射器的保護層。所述界面層例如可由SiO2層形成，保護層可由SiNx形成。由SiNx形成的層的防濕性優異，從而可保護發光二極體晶片免受濕氣影響。
絕緣層37可具有約2μm至5μm的厚度。分散式布拉格反射器對在主動層25產生的光的反射率可為90%以上，可通過控制形成分散式布拉格反射器的多個介電層的種類、厚度、積層週期等而提供接近100%的反射率。進而，所述分散式布拉格反射器也可對除在主動層25產生的光以外的其他可見光具有高反射率。
然而，在分散式布拉格反射器的厚度增加的情況下，根據形成分散式布拉格反射器的面的狀態而會在絕緣層37內發生碎裂。尤其，第一導電型半導體層23的側面傾斜度或台面M的側面傾斜度影響絕緣層37發生碎裂。進而，在第一電流擴散器33與台面M之間會容易地發生絕緣層37的碎裂。為了防止此種情況，在本實施例中，使第一電流擴散器33充分地遠離台面M，並且控制第一電流擴散器33的側面傾斜度。以下，參照圖4及圖5，詳細地對第一電流擴散器33及第二電流擴散器35的形狀進行說明。另一方面，第一導電型半導體層23及台面M的側面傾斜角限制為45度以下，由此可防止在第一導電型半導體層23及台面M的附近，絕緣層37發生碎裂。
另一方面，第一焊墊電極39a與第二焊墊電極39b位於絕緣層37上，分別通過開口部37a、37b連接到連接墊33a、35a。
如圖1所示，第一焊墊電極39a大致位於透明電極31的上部區域內，一部分延伸到連接墊33a。然而，第一焊墊電極39a可沿橫向遠離延伸部33b以不與延伸部33b重疊。
另外，第一焊墊電極39a沿橫向遠離第二電流擴散器35以不與第二電流擴散器35重疊。如圖1所示，第一焊墊電極39a可具有收容延伸部35b的凹陷部，以便不與延伸部35b重疊。由於第一焊墊電極39a不與第二電流擴散器35重疊，因此即便在絕緣層37產生龜裂，也可防止第一焊墊電極39a與第二電流擴散器35之間發生電性短路。
另一方面，第二焊墊電極39b位於透明電極31的上部區域內，通過開口部37b連接到第二電流擴散器35的連接墊35a。如圖所示，第二焊墊電極39b與第二電流擴散器35的連接墊35a重疊，進而，可與延伸部35b重疊。然而，在另一實施例中，第二焊墊電極39b也可沿橫向遠離延伸部35b以不與第二電流擴散器35的延伸部35b重疊。另一方面，第二焊墊電極39b沿橫向遠離第一電流擴散器33以不與第一電流擴散器33重疊。尤其，第二焊墊電極39b限定地配置到台面M的上部區域內，不延伸到台面M與第一電流擴散器33之間的區域。
第一焊墊電極39a與第二焊墊電極39b在台面M上沿長度方向排列，彼此隔開固定距離以上。第一焊墊電極39a與第二焊墊電極39b的最短相隔距離例如可為約3μm至約100μm。
第一焊墊電極39a及第二焊墊電極39b可在同一製程中 利用相同的材料一併形成，因此可具有相同的層構造。第一焊墊電極39a及第二焊墊電極39b的厚度可薄於絕緣層37的厚度，例如可形成為約2μm的厚度。
圖4是用以說明圖1的發光二極體晶片的電流擴散器的概略性放大剖面圖，圖5是表示電流擴散器的剖面的SEM照片。
參照圖4，第一電流擴散器33及第二電流擴散器35的延伸部33b、35b可具有大致相似的剖面形狀。延伸部33b、35b分別可具有平坦的下部面及與所述下部面對向的平坦的上表面ST。另外，延伸部33b、35b分別包括連接下表面與上表面的兩側面，所述兩側面分別可包括第一側面SL1、SR1、第二側面SL2、SR2及第三側面SL3、SR3。
如圖4所示，延伸部33b、35b的兩側面彼此呈非對稱，從平坦的上表面ST到兩末端的長度WL、WR不同。即，在所附圖式中，WR大於WL，因此右側所示的側面SR1、SR2、SR3的傾斜度較左側所示的側面SL1、SL2、SL3的傾斜度在整體上更平緩。
尤其，在第一電流擴散器33中，具有更平緩的傾斜度的一側側面(右側側面)與台面M鄰接地配置，因此絕緣層37可不在台面M與第一電流擴散器33之間發生碎裂而穩定地形成。
另一方面，第一側面SR1也可較第一側面SL1更陡峭，第一側面SR1的傾斜角可小於55度。然而，相對更窄地形成第一側面SR1的寬度，因此，因第一側面SR1的傾斜度而不在絕緣層 37產生龜裂。
另一方面，第三側面SR3可大致與第三側面SL3相似地傾斜，但可具有窄於第三側面SL3的寬度。另一方面，第二側面SR2具有相對寬於第二側面SL2的寬度。
在圖4中，以直線表示各側面，但側面也可形成為曲面。
圖5是在實際製作出的發光二極體晶片中拍攝電流擴散器的SEM圖像，表示配置在第一導電型半導體層23上的延伸部33b及覆蓋延伸部33b的絕緣層37。電流擴散器以具有Cr/Al/Ti/Ni/Ti/Ni/Au/Ti的層構造的方式形成，明亮的部分表示Au層。在圖5的電流擴散器的右側配置台面M。
如圖5所示，可確認到通過平緩地形成延伸部33b的側面，覆蓋電流擴散器的絕緣層37未碎裂。
圖6是用以說明本發明的又一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖。
參照圖6，本實施例的發光二極體晶片與參照圖1至圖3所說明的發光二極體晶片大致相似，但差異在於第一電流擴散器33及第二電流擴散器35相對較短地形成且還形成有附加連接墊33a、35a。
第一電流擴散器33及第二電流擴散器35的延伸部33b、35b具有相對較窄的寬度且較長地形成。因此，電流難以從連接墊33a、35a容易地流入到延伸部33b、35b的末端。因此，在本實施例中，相對較短地形成第一電流擴散器33及第二電流擴散器35， 並且形成附加連接墊33a、35a來進一步改善電流分散性能。
附加連接墊33a遠離第一電流擴散器33而配置到發光二極體晶片的一側末端附近，附加連接墊35a遠離第二電流擴散器35而配置到發光二極體晶片的另一端附近。
另一方面，絕緣層37具有使附加連接墊33a、35a露出的開口部，第一焊墊電極39a及第二焊墊電極39b也分別通過絕緣層37的開口部連接到附加連接墊33a、35a。
另一方面，在本實施例中，圖示有第一焊墊電極39a與延伸部33b局部地重疊的情況。然而，如上所述，第一焊墊電極39a可沿橫向遠離延伸部33b以不與延伸部33b重疊。
圖7是用以說明本發明的又一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖。
參照圖7，本實施例的發光二極體晶片與參照圖1所說明的發光二極體晶片大致相似，但差異在於配置有兩個第一電流擴散器33。
可沿發光二極體晶片的兩側邊緣配置第一電流擴散器33，因此能夠以經過發光二極體晶片的中心的方式配置第二電流擴散器35。
圖8是用以說明本發明的又一實施例的發光二極體晶片的概略性俯視圖。
參照圖8，本實施例的發光二極體晶片與參照圖1所說明的發光二極體晶片大致相似，但差異在於台面M在中央區域包括 使第一導電型半導體層23露出的貫通槽，第一電流擴散器33在台面M的貫通槽內配置在第一導電型半導體層23上。
第二電流擴散器35可具有從連接墊35a向兩側延伸的兩個延伸部35b，這些延伸部35b從第一電流擴散器33的兩側延伸。
本實施例的發光二極體晶片可作為覆晶型發光二極體而使用在各種發光元件。尤其，呈長條形狀的發光二極體晶片適於使用LED燈絲的LED燈。
圖9是用以說明本發明的一實施例的LED燈的概略性前視圖。
參照圖9，所述LED燈包括燈泡基板100、中央柱120、下部導線130、上部導線140、LED燈絲150及透光性燈泡160。
燈泡基板100具有與以往燈泡(light bulb)所使用的電極構造相同的電極構造。另外，可在燈泡基板100的內部內置交流(Alternating Current，AC)/直流(Direct Current，DC)轉換器等被動元件及主動元件。
燈泡基板100具有與以往燈泡相同的電極構造，故而本發明的實施例的LED燈可使用以往的插座，因此可節省因使用LED燈產生的附屬設備設置費用。
中央柱120固定到燈泡基板100而配置到LED燈中央。中央柱120可包括底座部、柱部及上端部。中央柱120用以支撐LED燈絲150，例如可由玻璃形成。
下部導線130將燈泡基板100與LED燈絲150電連接。 下部導線130接合到LED燈絲150的下部側端部。下部導線130連接到各LED燈絲150，這些下部導線130分為兩組而分別連接到燈泡基板100的兩個電極。
另一方面，上部導線140接合到LED燈絲150的上部側端部。一個上部導線140可將一對LED燈絲150彼此連接。在本實施例中，圖示兩對LED燈絲150，兩個上部導線140將兩對LED燈絲150彼此串聯連接。然而，本發明並不限定於此，也可配置通過上部導線140分別彼此連接的一對或三對以上的LED燈絲150。
透光性燈泡160包覆LED燈絲150而從外部環境分離。透光性燈泡160可由玻璃或塑料形成。透光性燈泡160可呈各種形狀，也可呈與以往的燈泡相同的形狀。
另一方面，LED燈絲150通過下部導線130及上部導線140電連接到燈泡基板100。LED燈絲150可包括覆晶接合在基板上的多個發光二極體晶片，且包括覆蓋所述發光二極體晶片的波長轉換層。基板作為長條形狀的基底，例如可為如石英基底的透光性基底。然而，在另一實施例中，基板也可為如帶的撓性基底。
圖10是用以說明本發明的一實施例的燈帶的概略圖。
參照圖10，本實施例的燈帶包括基板250、導電性配線(省略)及發光二極體晶片210陣列。此處，基板250呈長條形狀，可為柔性透明膜。
基板250為柔性且排列小型發光二極體晶片210，因此燈 帶可容易地變形為所期望的形狀。因此，這種燈帶具有易於設置到較窄的空間等的優點，適於用作裝飾用或攜帶用，可用作汽車的車內裝飾用照明或車外裝飾用照明，可用作各種標志顯示用，也可附著到服飾。另外，所述燈帶也可用作LED燈絲而應用在LED燈。
在本實施例中，發光二極體晶片210作為上述實施例中所說明的發光二極體晶片，沿帶的長度方向排列。另外，雖未圖示，但波長轉換層也可覆蓋發光二極體晶片210。與此不同，波長轉換層也可預先形成到發光二極體晶片210上而安裝到基板250上。
圖11是用以說明本發明的又一實施例的LED燈的概略性前視圖。
參照圖11，所述LED燈包括燈泡基板200、中央柱220、LED燈絲251及透光性燈泡260。
燈泡基板200與圖9的實施例中所說明的燈泡基板100相同，因此為了避免重複，省略詳細的說明。
中央柱220固定到燈泡基板200而配置到LED燈中央。中央柱220可包括底座部、柱部及上端部。中央柱220用以支撐LED燈絲251，例如可由玻璃形成。
LED燈絲251作為如參照圖10進行說明的燈帶，包括基板、導電性配線及發光二極體晶片，省略其說明。LED燈絲251形成為柔性燈帶，因此可對LED燈絲251的形狀進行各種變形。
所述LED燈絲251可通過未圖示的導線電連接到燈泡基板200的電極。
透光性燈泡260包覆LED燈絲251而從外部環境分離。透光性燈泡260可由玻璃或塑料形成。透光性燈泡260可呈各種形狀，也可呈與以往的燈泡相同的形狀。
在上述實施例中，對本發明的各種實施例的發光二極體晶片及發光元件進行了說明，但本發明並不限定於此。所述發光二極體晶片也可應用在要求小型發光部的其他各種電子裝置，例如也可應用在顯示器裝置等。
21‧‧‧基板
23‧‧‧第一導電型半導體層
27‧‧‧第二導電型半導體層
31‧‧‧透明電極
33‧‧‧第一電流擴散器
33a、35a‧‧‧連接墊
33b、35b‧‧‧延伸部
35‧‧‧第二電流擴散器
37a、37b‧‧‧開口部
39a‧‧‧第一焊墊電極
39b‧‧‧第二焊墊電極
M‧‧‧台面
A-A、B-B‧‧‧切線

Claims (20)

  1. 一種發光二極體晶片，包括：第一導電型半導體層；台面，配置到所述第一導電型半導體層的一部分區域上，包括主動層及第二導電型半導體層；透明電極，歐姆接觸到所述第二導電型半導體層上；第一電流擴散器，與所述台面鄰接而配置到所述第一導電型半導體層上，且歐姆接觸到所述第一導電型半導體層；第二電流擴散器，配置到所述透明電極上而電連接到所述透明電極；絕緣層，覆蓋並接觸所述第一導電型半導體層、所述台面、所述透明電極、所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器，並具有使所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器的一部分露出的開口部，且包括分散式布拉格反射器；以及第一焊墊電極及第二焊墊電極，位於所述絕緣層上，通過所述開口部分別連接到所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器，且所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器分別具有連接墊及從所述連接墊延伸的較長的形狀的延伸部，所述第一電流擴散器與所述台面之間的橫向相隔距離大於所述絕緣層的厚度，所述第一電流擴散器包括平坦的下表面、平坦的上表面及位 於所述平坦的上表面的兩側的一側側面與另一側側面，所述一側側面較所述另一側側面更靠近地配置到所述台面，所述一側側面及所述另一側側面分別包括多個傾斜面，所述傾斜面相對於所述第一導電型半導體層的上表面具有55度以下的傾斜角，靠近台面側的所述一側側面長於所述另一側側面。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述第一電流擴散器的所述一側側面及所述另一側側面分別具有寬於所述平坦的上表面的寬度，所述第一電流擴散器的所述一側側面整體較所述另一側側面更平緩。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光二極體晶片，其中所述第一電流擴散器的所述一側側面及所述另一側側面分別包括從所述下表面到所述上表面依序相接的第一側面、第二側面及第三側面，所述第二側面較所述第一側面及所述第三側面更平緩且具有更大的寬度。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光二極體晶片，其中在所述一側側面中，所述第一側面較所述第三側面更陡峭且具有更大的寬度。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體晶片，其中在所述另一側側面中，所述第一側面較第三側面更平緩且具有更大的寬度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述第二電流擴散器包括平坦的下表面、平坦的上表面及位於所述平坦的上表面的兩側的一側側面與另一側側面，所述一側側面與所述另一側側面相對於所述平坦的上表面呈非對稱。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述第二焊墊電極沿橫向遠離所述第一電流擴散器以不與所述第一電流擴散器重疊。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體晶片，其中所述第一焊墊電極沿橫向遠離所述第二電流擴散器以不與所述第二電流擴散器重疊。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體晶片，其中所述第一焊墊電極與所述第一電流擴散器的延伸部局部地重疊。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體晶片，其中所述第一焊墊電極沿橫向遠離所述第一電流擴散器的延伸部以不與所述第一電流擴散器的延伸部重疊。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，更包括：基底，配置在所述第一導電型半導體層的下部，所述第一導電型半導體層的側面及所述台面的側面分別相對於所述基底的上表面具有小於45度的傾斜角。
  12. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，更包括： 附加第一連接墊，歐姆接觸到所述第一導電型半導體層，所述附加第一連接墊遠離所述第一電流擴散器，所述絕緣層更包括使所述附加第一連接墊暴露出的開口部，所述第一焊墊電極通過暴露出所述附加第一連接墊的所述開口部連接到所述附加第一連接墊。
  13. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，更包括：附加第二連接墊，連接到所述透明電極，所述附加第二連接墊遠離所述第二電流擴散器，所述絕緣層更包括使所述附加第二連接墊暴露出的開口部，所述第二焊墊電極通過暴露出所述附加第二連接墊的所述開口部連接到所述附加第二連接墊。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述台面包括使所述第一導電型半導體層露出的貫通槽，所述第一電流擴散器在所述貫通槽內配置在所述第一導電型半導體層上。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，其中所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器的厚度大於所述台面的厚度。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體晶片，其中所述絕緣層厚於所述第一電流擴散器及所述第二電流擴散器或所述第一焊墊電極及所述第二焊墊電極。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體晶片，其中所述第一電流擴散器的延伸部與所述第二電流擴散器的延伸部彼此平行。
  18. 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶片，更包括：基底，配置在所述第一導電型半導體層的下部，所述第一導電型半導體層限位於由所述基底的邊緣包圍的區域上，所述絕緣層覆蓋露出在所述第一導電型半導體層周圍的所述基底的上表面。
  19. 一種發光元件，包括：基板；以及如申請專利範圍第2項至第18項中任一項所述的發光二極體晶片，配置在所述基板上，且所述發光二極體晶片以所述第一焊墊電極及所述第二焊墊電極朝向所述基板的方式覆晶接合而成。
  20. 如申請專利範圍第19項所述的發光元件，其中所述基板呈長條形狀。
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