TWM517424U - 發光二極體、發光裝置 - Google Patents

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TWM517424U
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朴柱勇
孫成壽
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首爾偉傲世有限公司
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Description

發光二極體、發光裝置
本新型創作涉及一種提升散熱效率的發光二極體及其製造方法，特別是涉及一種具有包括散熱電極的結構而能夠有效散熱的發光二極體及其製造方法。
發光二極體是一種無機半導體元件，能夠發出電子和電洞複合產生的光，按電極配置位置或所述電極與外部引線連接的方式不同，分為水平式發光二極體、直立式發光二極體或覆晶式(flip-chip)發光二極體等等。
最近，隨著對高功率發光二極體的需求增加，對散熱效率高的大面積覆晶式發光二極體的需求也猛增。覆晶式發光二極體的電極直接黏接於次級基板，因其不使用導線，與水平式發光二極體相比，其散熱效率非常高。因此，即便接通高密度電流，也能有效地將熱量傳導至次級基板側，覆晶式發光二極體作為高功率發光二極體最為合適不過。
作為貼裝覆晶式發光二極體的次級基板，一般使用包含金屬的基板。圖1(a)及圖1(b)顯示貼裝以往覆晶式發光二極體的次級基板及包括其的發光裝置。
圖1(a)所示的發光裝置包括如下結構，即在包括被絕緣體21隔開並絕緣的第一基座23及第二基座25的次級基板20上貼裝覆晶式發光二極體。所述發光二極體包括發光結構體11及向發光結構體11下部延長形成的第一電極13和第二電極15。此時，第一電極13和第二電極15分別接觸第一基座23及第二基座25，使得發光二極體被貼裝到基板20上。
根據圖1(a)的發光裝置，由於發光結構體11藉由第一電極13及第二電極15直接接觸次級基板20的第一基座23及第二基座25，使得發光結構體11產生的熱量能夠藉由第一電極13及第二電極15釋放到基座。但是，因為只能藉由第一電極13及第二電極15釋放發光結構體11產生的熱量，其散熱受到限制。而且，第一電極13及第二電極15還需要同時執行電氣功能，其與發光結構體11接觸的截面積存在限制，特別是，在以高電流驅動的發光裝置中，無法向外部充分散熱。
圖1(b)的發光裝置包括如下結構，即，在次級基板30上貼裝覆晶式發光二極體，所述次級基板30包括基座37上塗布的絕緣層31、所述絕緣層31上相互絕緣的第一導電性圖案33及第二導電性圖案35。根據圖1(b)的發光裝置，其在用於散熱的基座37上塗布絕緣層31，導致發光二極體產生的熱量因絕緣層31而不能有效地傳遞到基座37。因此，降低發光二極體的散熱效率。
另外，在以往的發光裝置中，為了提高發光二極體的散熱 效率，採用相對增加電極面積的形成方法。但是，為了在次級基板上貼裝發光二極體的第一電極及第二電極，一般進行焊料接合，然而電極的面積越大，焊料接合過程中發生電路短路的機率越高。因此，有可能發生發光裝置不良，降低可靠性。
因此，需要一種具有能夠有效釋放覆晶式發光二極體所產生熱量的結構的發光二極體、次級基板及包括其的發光裝置，以及能夠防止電路短路的發光裝置製造方法。
本新型創作所要解決的技術問題是，提供一種散熱效率提升的發光二極體及包括其的發光裝置。
本新型創作所要解決的另一技術問題是，提供一種方法，藉由簡化的製程製造提升散熱效率的發光裝置。
根據本新型創作一個方面的發光裝置包括：發光二極體及基板，所述基板包括基座及位於所述基座上的導電性圖案，且所述基板貼裝到所述發光二極體，所述發光二極體包括：發光結構體，所述發光結構體包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層的下面的活性層以及位於所述活性層的下面的第二導電型半導體層；部分地去除所述活性層及第二導電型半導體層而使所述第一導電型半導體層的下表面部分地露出的區域；電極層，其位於所述第二導電型半導體層的下面而形成歐姆接觸；第一金屬層，其通過所述第一導電型半導體層露出的區域而與所述第一 導電型半導體層形成歐姆接觸；第一絕緣層，其部分地覆蓋所述第一金屬層和所述電極層；第一凸塊及第二凸塊，其位於所述發光結構體的下部而與所述導電性圖案接觸，所述第一凸塊及第二凸塊分別與所述第一金屬層及所述電極層電連接；及散熱電極，其位於所述發光結構體的下部且與所述基座接觸並與所述發光結構體電絕緣；其中，所述第一導電型半導體層部分地露出的區域包括所述第一導電型半導體層露出的多個孔以及連接所述孔的至少一個連接孔，而所述第一凸塊、第二凸塊及所述散熱電極相互隔開，所述散熱電極的熱傳導性高於所述第一凸塊及第二凸塊的熱傳導性。
因此，能夠提供散熱效率提升的發光裝置。
所述發光二極體還可以包括覆蓋所述第一凸塊、第二凸塊及所述散熱電極側面的絕緣物質部。
所述絕緣物質部的下表面、所述第一凸塊的下表面、所述第二凸塊的下表面及所述散熱電極的下表面可以以相同高度並排形成。
所述基座可以包括突出部，所述突出部的上表面、所述金屬圖案的上表面可以以相同高度並排形成。
所述第一凸塊、第二凸塊及散熱電極可以包含焊料。
所述散熱電極可以位於所述第一凸塊和所述第二凸塊之間。
另外，所述導電性圖案可以包括與所述第一凸塊接觸的第一導電性圖案及與所述第二凸塊接觸的第二導電性圖案，所述基座可以包括位於所述第一及第二導電性圖案之間的突出部。
所述發光二極體還可以包括位於所述發光結構體和所述 散熱電極之間的絕緣層。
所述第一及第二凸塊可以與所述導電性圖案直接黏接。
在幾個實施例中，還可以包括位於所述基座和所述導電性圖案之間的絕緣圖案，所述基座及所述導電性圖案可以包含金屬。
所述電極層可以以單一體形成。
所述第一凸塊和第二凸塊可以分別與所述第一金屬層的一部分及所述電極層的一部分直接接觸。
根據本新型創作另一個方面的發光二極體包括：發光結構體，其包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層的下面的活性層及位於所述活性層的下面的第二導電型半導體層，部分地去除所述活性層及第二導電型半導體層而使所述第一導電型半導體層的下表面部分地露出的區域；電極層，其位於所述第二導電型半導體層的下面而形成歐姆接觸；第一金屬層，其通過所述第一導電型半導體層露出的區域而與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸；第一絕緣層，其部分地覆蓋所述第一金屬層和所述電極層；第一凸塊及第二凸塊，其位於所述發光結構體的下部且分別與所述第一金屬層及所述電極層電連接；及，散熱電極，其位於所述發光結構體的下部且與所述發光結構體電絕緣；其中，所述第一導電型半導體層部分地露出的區域包括所述第一導電型半導體層露出的多個孔以及連接所述孔的至少一個連接孔，而所述第一凸塊、第二凸塊及所述散熱電極相互隔開，所述散熱電極的熱傳導性高於所述第一及第二凸塊的熱傳導性。
所述發光二極體還可以包括覆蓋所述第一凸塊、第二凸 塊及所述散熱電極側面的絕緣物質部。
所述第一凸塊、第二凸塊及散熱電極可以包含焊料。
所述發光二極體還包括位於所述發光結構體和所述散熱電極之間的絕緣層。
所述散熱電極可以位於所述第一凸塊和所述第二凸塊之間。
根據本新型創作另一個方面的發光裝置製造方法包括：在基板上貼裝發光二極體，所述基板包括基座以及位於所述基座上的導電性圖案，其中，所述發光二極體包括：發光結構體，其包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層下面的活性層以及位於所述活性層下面的第二導電型半導體層；部分地去除所述活性層及第二導電型半導體層而使所述第一導電型半導體層的下表面部分地露出的區域；電極層，其位於所述第二導電型半導體層的下面且形成歐姆接觸；第一金屬層，其通過所述第一導電型半導體層露出的區域且與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸；第一絕緣層，其部分地覆蓋所述第一金屬層和所述電極層；第一凸塊及第二凸塊，其位於所述發光結構體的下部且與所述導電性圖案接觸，所述第一凸塊及所述第二凸塊分別與所述第一金屬層及所述電極層電連接；及，散熱電極，其位於所述發光結構體的下部且與所述基座接觸；其中，所述第一導電型半導體層部分地露出的區域包括所述第一導電型半導體層露出的多個孔以及連接所述孔的至少一個連接孔，而所述第一凸塊、第二凸塊及所述散熱電極相互隔開，所述散熱電極的熱傳導性高於所述第一凸塊及第二凸塊的熱傳導性。
所述發光二極體還可以包括覆蓋所述第一凸塊、第二凸塊及所述散熱電極的側面的絕緣物質部。
在所述基板上貼裝所述發光二極體包括：在基板的規定區域配置所述發光二極體，前提是所述第一凸塊、第二凸塊及散熱電極接觸到所述基板上；將所述第一凸塊、第二凸塊及散熱電極加熱至焊料的熔點以上；及冷卻所述焊料。
所述基座可以包括突出部，所述第一凸塊及第二凸塊配置於所述導電性圖案上，所述散熱電極可以配置於所述突出部上。
所述突出部的上表面和所述導電性圖案的上表面可以以相同高度並排形成。
所述基板還可以包括位於所述導電性圖案和所述基座之間的絕緣圖案，所述導電性圖案和所述基座可以包含金屬。
所述發光二極體還包括位於所述發光結構體和所述散熱電極之間的絕緣層。
根據本新型創作，提供一種因包括熱傳導性相對高的散熱電極而提升散熱效率的發光二極體及包括其的發光裝置。另外，因為包括多個凸塊及散熱電極焊料，因此能夠簡化發光裝置製造製程，提高製造出的發光裝置的可靠性。
11‧‧‧發光結構體
13‧‧‧第一電極
15‧‧‧第二電極
20‧‧‧基板
21‧‧‧絕緣體
23‧‧‧第一基座
25‧‧‧第二基座
30‧‧‧基板
31‧‧‧絕緣層
33‧‧‧第一導電性圖案
35‧‧‧第二導電性圖案
37‧‧‧基座
100‧‧‧發光二極體
100a‧‧‧發光二極體
100b‧‧‧發光二極體
120‧‧‧發光結構體
120a‧‧‧孔
120b‧‧‧連接孔
121‧‧‧第一導電型半導體層
123‧‧‧活性層
125‧‧‧第二導電型半導體層
130‧‧‧電極層
131‧‧‧第二電極片
140‧‧‧第一金屬層
141‧‧‧第一電極片
150‧‧‧絕緣層
150'‧‧‧絕緣層
151‧‧‧第一絕緣層
151a‧‧‧第一開口部
151b‧‧‧第二開口部
153‧‧‧第二絕緣層
153a‧‧‧第三開口部
153b‧‧‧第四開口部
161‧‧‧第一凸塊
163‧‧‧第二凸塊
170‧‧‧散熱電極
180‧‧‧絕緣物質部
200‧‧‧基板
210‧‧‧基座
220‧‧‧絕緣圖案
230‧‧‧導電性圖案
A-A、B-B‧‧‧線
R‧‧‧粗糙面
圖1(a)與圖1(b)是用於說明以往發光裝置的剖面圖。
圖2是用於說明本新型創作一個實施例的發光裝置的剖面 圖。
圖3是用於說明本新型創作另一實施例的發光裝置製造方法的剖面圖。
圖4是用於說明本新型創作另一實施例的發光二極體的剖面圖。
圖5(a)與圖5(b)至圖7是用於說明本新型創作另一實施例的發光二極體的俯視圖及剖面圖。
下面參照附圖，詳細說明本新型創作的實施例。下面介紹的實施例是為了能夠向本新型創作所屬領域的技術人員充分傳達本新型創作的思想而作為示例提供的。因此，本新型創作不限定於以下說明的實施例，也可以以其它形態而具體化。而且，在附圖中，為了便利，結構要素的寬度、長度、厚度等也可以誇張表現。另外，當記載為一個結構要素在其它結構要素的“上部”或“上面”時，不僅包括各部分在其它部分的“緊上部”或“緊上面”的情形，也包括在各結構要素與其它結構要素之間還有另外結構要素的情形。在通篇說明書中，相同參照符號代表相同的結構要素。
圖2是用於說明本新型創作一個實施例的發光裝置的剖面圖。另外，圖4是用於說明本新型創作另一實施例的發光二極體的剖面圖。圖5(a)與圖5(b)至圖7是用於說明本新型創作另一實施例的發光二極體的俯視圖及剖面圖。
如圖2所示，所述發光裝置包括發光二極體100及基板 200。發光二極體100可以位於基板200上。
發光二極體100包括發光結構體120、第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170。進而，發光二極體100還可以包括絕緣層150及絕緣物質部180。另一方面，基板200可以包括基座210、導電性圖案230，另外，還可以包括位於基座210和導電性圖案230之間至少一部分區域的絕緣圖案220。
首先，關於發光二極體100進行說明。
發光結構體120包括第一導電型半導體層、第二導電型半導體層及位於第一導電型半導體層和第二導電型半導體層之間的活性層，包括能夠發光的結構。發光結構體120的結構只要是能夠向其下部方向電連接第一凸塊161和第二凸塊163即可，不進行特別限定。關於發光二極體100及發光結構體120的具體結構，將在後文中參考圖4至圖7進行說明。
第一凸塊161及第二凸塊163可以位於發光結構體120的下部。第一凸塊161及第二凸塊163相互隔開絕緣，能夠以不同的極性電連接。例如，第一凸塊161可以與發光結構體120的N型半導體層電連接，第二凸塊163可以與發光結構體120的P型半導體層電連接。
第一凸塊161可以鄰接發光結構體120下表面的一側進行配置，與此對應，第二凸塊163可以鄰接發光結構體120下表面的另一側進行配置。此時，如圖所示，可以在第一凸塊161和第二凸塊163之間的區域提供規定的空間。所述規定的空間上可以配置散熱電極170。因此，散熱電極170可以配置在第一凸塊161和第二凸塊163之間。但是，本新型創作並不限定於此，可以根據 需要，多樣地變更第一凸塊161及第二凸塊163和散熱電極170的配置形態。
另一方面，第一凸塊161和第二凸塊163可以包含金屬等導電性物質，特別是可以包含焊料。焊料可以是通常的技術人員公知的焊料，可以包含錫、銅、銀、鉍、銦(In)、鋅、銻、鉛等。例如，所述焊料可以是錫-銀-銅系焊料。
另外，第一凸塊161和第二凸塊163可以分別以單層或多層形成。第一凸塊161和第二凸塊163以單層形成時，第一凸塊161和第二凸塊163可以分別以焊料形成。不同於此，第一凸塊161和第二凸塊163以多層形成時，可在最下部配置焊料層。此時，所述焊料層可以與基板200的導電性圖案230接觸和接合。
散熱電極170可以位於發光結構體120的下部，與發光結構體120物理連接。散熱電極170起到將發光結構體120產生的熱量從發光結構體120向外散熱的作用。
散熱電極170可以包含熱傳導性相對高的物質，尤其，散熱電極170的熱傳導性可以高於第一凸塊161及第二凸塊163的熱傳導性。散熱電極170可以包含金屬，另外，可以包含焊料。焊料可以是通常的技術人員公知的焊料，可以包含錫、銅、銀、鉍、銦、鋅、銻、鉛等。例如，所述焊料可以是錫-銀-銅系焊料，但是，本新型創作並非限定於此。尤其，散熱電極170的焊料可以形成為比第一凸塊161及第二凸塊163具有更高的熱傳導性。
另外，散熱電極170可以以單層或多層形成。散熱電極170以多層形成時，可在最下部配置焊料層。此時，所述焊料層可以與基板200的基座210接觸和接合。
散熱電極170以物理方式與發光結構體120連接，散熱電極170的面積越大，散熱效率越高。因此，散熱電極170與發光結構體120接觸的面積可以大於第一凸塊161及/或第二凸塊163與發光結構體120接觸的面積。另外，散熱電極170的熱傳導性可以大於第一凸塊161及第二凸塊163的熱傳導性，所以能夠進一步提高發光裝置的散熱效率。另外，散熱電極170可以位於第一凸塊161和第二凸塊163之間，進而位於發光結構體120中心部位下側。但是，本新型創作並非限定於此，散熱電極170、第一凸塊161及第二凸塊163的配置可以進行多樣的變更。
進而，發光二極體100還可以包括絕緣層150，發光結構體120和散熱電極170可以由絕緣層150絕緣。絕緣層150可以包含SiOx、SiNx等矽類絕緣物質，另外，還可以包含熱傳導性優秀的其他絕緣物質。另外，還可以包括折射率不同的電介質層交替層疊地分佈布拉格反射器。
如上所述，散熱電極170藉由絕緣層150與發光結構體120絕緣，能夠盡可能地防止所述發光裝置運轉時因散熱電極170而發生短路等電路故障。同時，散熱電極170和發光結構體120隔著絕緣層150以物理方式連接，使得發光結構體120產生的熱量能夠有效地傳導至散熱電極170，提升發光二極體100的散熱效率。
如上所述，根據本新型創作，第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170包含焊料。因此，在基板200上貼裝發光二極體100的製程中，僅以在基板200的規定區域配置發光二極體100並加熱至焊料熔點以上溫度後冷卻的製程，即可在基板200上接合 發光二極體100。
具體地，參考圖3，對根據本新型創作另一實施例的發光裝置製造方法進行說明。
如圖3所示，在包括基座210及導電性圖案230的基板200上配置發光二極體100。此時，可以在對應於基座210的突出部的位置配置發光二極體100。正因為基座210包括突出部，所述突出部起到標示發光二極體100貼裝區域的作用。因此，在貼裝發光二極體100的製程中，使得配置發光二極體100的製程變得簡單。
然後，將溫度加熱至焊料的熔點以上後冷卻時，第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170中包含的焊料會熔化後冷卻，使發光二極體100接合到基板200上。尤其，在形成絕緣物質部180的情況下，第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170不會流向側面或其形態發生變形，能夠提高可靠性。
如上所述，根據本新型創作，可以省略對發光二極體100和基板200進行接合所需的其他製程。例如，無需在發光二極體100和基板200之間添加焊料或黏接劑進行接合。因此，可以避免焊接製程中可能發生的電路短路等問題，使得基板200上貼裝發光二極體100的製程變得非常簡單。另外，能夠防止焊接等接合製程中可能發生的不良，提高製造出的發光裝置的可靠性。
再次參考圖2可知，發光二極體100還可以包括包裹第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170側面的絕緣物質部180。
絕緣物質部180具有電絕緣性，覆蓋第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170的側面，對其進行有效絕緣。與此同時， 絕緣物質部180起到對第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170進行支撐的作用。因此，在基板200上貼裝發光二極體100的過程中，能夠防止第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170中包含的焊料熔化而相互接觸。
絕緣物質部180的下表面可以與第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170的下表面大致以相同高度並排形成。因此，能夠使發光二極體100更穩定地貼裝到基板200上。
絕緣物質部180可以包含樹脂。所述樹脂可以包含矽或各種高分子物質。另外，絕緣物質部180可以具有反光性，絕緣物質部180包含樹脂時，所述樹脂可以是包含矽的反射性樹脂。或者，所述樹脂也可以包含二氧化鈦粒子等反光性及散光粒子。正因為絕緣物質部180具有反射性，從發光結構體120釋放的光被反射到上部，提高發光裝置的光效率。
另外，絕緣物質部180可以還覆蓋發光結構體120的側面，此時，發光二極體100的發光角度可能會發生變化。即，絕緣物質部180還覆蓋發光結構體120的側面時，從發光二極體100的側面釋放的部分光被反射到上部。因此，如果發光結構體120的側面也形成絕緣物質部180，射向發光二極體100上部的光的比率會變高。如上所述，藉由調整絕緣物質部180的配置區域，即可調節發光二極體100的發光角度。
基板200包括基座210、導電性圖案230，進而，還可以包括絕緣圖案220。
基座210可以起到基板200的支撐體的作用，尤其，可以包含熱傳導性優秀的物質。例如，基座210可以包含熱傳導性 優秀的金屬物質，可以包含銀、銅、金、鋁、鉬等。另外，基座210可以以單層或多層形成。不同於此，基座210也可以包含熱傳導性優秀的陶瓷物質或高分子物質。
另外，基座210可以與散熱電極170直接接觸。進而，基座210可以包括突出部，所述突出部與發光二極體100的散熱電極170接觸。所述突出部的上表面可以以與導電性圖案230的上表面大致相同的高度配置。因此，在基板200上貼裝發光二極體100時，基座210和散熱電極170能夠穩定地接觸。
正因為散熱電極170直接與包含高熱傳導性的物質的基座210接觸，發光二極體100發光時產生的熱量能夠有效地傳導到基座210。因此，能夠提高發光裝置的散熱效率。
根據本新型創作，發光結構體120和散熱電極170以及基板200的基座210均以物理方式連接，所以發光時產生的熱量能夠有效地散熱。即，能夠解決以往存在的基板基座和發光二極體之間熱傳導性低的問題。
導電性圖案230可以位於基座210上並與基座210絕緣。導電性圖案230可以與第一凸塊161及第二凸塊163電連接。因此，導電性圖案230可以包括與第一凸塊161電連接的第一導電性圖案以及與第二凸塊163電連接的第二導電性圖案，第一及第二導電性圖案可以相互絕緣。如圖所示，第一凸塊161及第二凸塊163位於導電性圖案230上，它們能夠相互電連接。
基座210包含金屬等具有導電性的物質時，絕緣圖案220可以位於基座210和導電性圖案230之間，對基座210和導電性圖案230進行絕緣。另外，基座210包括突出部時，導電性圖案 230和突出部可以隔開絕緣。進而，基座210的突出部和導電性圖案230之間可以夾設絕緣性物質(圖中未示出)。
不同於此，在基座210包含陶瓷物質或高分子物質而具有電絕緣性時，可以省略絕緣圖案220。
但是，本新型創作並非限定於此，導電性圖案230可以形成多個。導電性圖案230可以根據發光二極體100的凸塊數量及形態進行多樣地變更。導電性圖案230可以起到電路的作用，也可以起到發光裝置的引線的作用。
另一方面，導電性圖案230可以配置在與第一凸塊161及第二凸塊163對應的位置，基座210的突出部可以配置在與散熱電極170對應的位置。進而，導電性圖案230的上表面和所述突出部的上表面可以以相同高度並排形成。因此，發光二極體100能夠被穩定地貼裝到基板200上表面。導電性圖案230可以包含金屬。
根據本新型創作實施例的基板200具有基座210上配置絕緣圖案220及導電性圖案230的形態。因此，可以省略以往基座之間進行絕緣層圖案化的製程，能夠降低發光裝置的製造成本。另外，基座210包括突出部，能夠與發光二極體100的散熱電極170直接接觸，增加基座210和發光二極體100之間的接觸面積，顯著提升散熱效率。
另一方面，在本實施例中示例說明了基板200上貼裝一個發光二極體100的情形，但本新型創作並非限定於此。本新型創作的發光裝置還可以包括基板200上貼裝多個發光二極體100的結構。多個發光二極體100可以藉由串聯、並聯、反並聯等方式 組成電連接。多個發光二極體100之間的電連接可由導電性圖案230提供，此時，導電性圖案230起到與電路相同的作用。
如上所述，本新型創作的發光裝置可以包括多種形態的發光二極體。首先，圖4是用於說明本新型創作另一實施例的發光二極體的剖面圖。圖4的實施例中，對於與參考圖2說明的結構具有相同參照符號的結構將省略其詳細說明。
如圖4所示，根據本新型創作另一實施例的發光二極體100a可以是覆晶式發光二極體。所述發光二極體100a可以包括發光結構體120、第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170，進而，還可以包括第一電極片141、第二電極片131及絕緣層150'。
發光結構體120可以包括第一導電型半導體層121、第二導電型半導體層125及位於第一導電型半導體層121和第二導電型半導體層125之間的活性層123。發光結構體120可以包括台面，所述台面包括第二導電型半導體層125及活性層123，而在沒有形成所述台面的部分可以露出部分的第一導電型半導體層121。
第一導電型半導體層121、活性層123及第二導電型半導體層125可以包括第三族-第五族系化合物半導體，例如，可以包括(鋁，鎵，銦)氮等氮化物系半導體。第一導電型半導體層121可以包含n型雜質(例如，矽)，第二導電型半導體層125可以包含p型雜質(例如，鎂)。另外，還可以與此相反。活性層123可以包括多量子阱結構(MQW)。
第一電極片141位於第一導電型半導體層121露出的區域，其可以位於第一凸塊161和第一導電型半導體層121之間。類似地，第二電極片131位於第二導電型半導體層125上，其可 以位於第二凸塊163和第二導電型半導體層125之間。第一電極片141和第二電極片131可以分別與第一導電型半導體層121及第二導電型半導體層125形成歐姆接觸。
另外，發光二極體100a還可以包括絕緣層150'，絕緣層150'可以配置在發光結構體120和散熱電極170之間。進而，絕緣層150'覆蓋發光結構體120的下表面及第一電極片141和第二電極片131的側面，從外部保護發光結構體120。絕緣層150'可以包含與圖2實施例所示的絕緣層150相類似的物質。
另一方面，圖4顯示去除生長基板的發光二極體100a，另一方面，發光二極體100a還可以包括位於第一導電型半導體層121上的生長基板。此時，生長基板只要是能夠使發光結構體120生長的基板則不進行限定，例如，可以是藍寶石基板、碳化矽基板、矽基板、氮化鎵基板、氮化鋁基板等。
如圖4所示，一般的覆晶式發光二極體100a的發光結構體120下部形成第一凸塊161、第二凸塊163及散熱電極170，不改變以往覆晶式發光二極體的結構，也能提供提升散熱效率的發光二極體。進而，可以在基板200上配置所述圖4所示的發光二極體100a以提供散熱效率優秀的發光裝置。
圖5(a)與圖5(b)至圖7是用於說明本新型創作另一實施例的發光二極體的俯視圖及剖面圖。圖5(a)是用於示出多個孔120a及連接孔120b位置的俯視圖，圖5(b)是顯示發光二極體100b的下表面的俯視圖。圖6及圖7是分別顯示圖5(a)與圖5(b)俯視圖中根據線A-A及線B-B的剖面圖。
如圖5(a)與圖5(b)至圖7所示，發光二極體100b包括： 發光結構體120，其包括第一導電型半導體層121、活性層123及第二導電型半導體層125；電極層130；第一金屬層140；第一絕緣層151；第一凸塊161；第二凸塊163及散熱電極170。進而，發光二極體100b還可以包括第二絕緣層153、絕緣物質部180。
發光結構體120可以包括第一導電型半導體層121、位於第一導電型半導體層121上的活性層123及位於活性層123上的第二導電型半導體層125。另外，發光結構體120可以包括多個孔120a，所述多個孔120a貫通第二導電型半導體層125及活性層123而露出部分的第一導電型半導體層121，進而，發光結構體120還可以包括連接多個孔120a的至少一個連接孔120b。
第一導電型半導體層121、活性層123及第二導電型半導體層125可以包括第三族-第五族系化合物半導體，例如，可以包括(鋁，鎵，銦)氮等氮化物系半導體。第一導電型半導體層121可以包含n型雜質(例如，矽)，第二導電型半導體層125可以包含p型雜質(例如，鎂)。另外，還可以與此相反。活性層123可以包括多量子阱結構(MQW)。
多個孔120a可以部分地去除活性層123和第二導電型半導體層125，使第一導電型半導體層121的上表面部分地露出而形成。多個孔120a的數量及配置位置不限定。例如，如圖所示，可以在整個發光結構體120上配置多個孔120a。
另外，多個孔120a可以由至少一個連接孔120b相互連接，所述連接孔120b部分地去除活性層123和第二導電型半導體層125而使第一導電型半導體層121的上表面部分地露出。例如，如圖5(a)所示，多個孔120a可以由多個連接孔120b相互連接， 特別是，所有孔120a都可以連接。
如後所述，第一金屬層140可以藉由孔120a與第一導電型半導體層121形成歐姆接觸。因此，在整個發光結構體120上配置多個孔120a，使電流能夠大致均勻地分散於整個發光結構體120。進而，多個孔120a由連接孔120b相互連接，電流不會集中於特定的孔120a，而是在整個發光結構體120上大致均勻地分散。
另外，可以包括發光結構體120上表面的粗糙度增加而形成的粗糙面R。粗糙面R可以利用乾蝕刻及/或濕蝕刻形成。例如，利用氫氧化鉀及氫氧化鈉中的至少一種溶液，對發光結構體120的上表面進行濕蝕刻，形成粗糙面R，或者也可以利用光電化學(PEC)蝕刻。另外，還可以組合乾蝕刻和濕蝕刻形成粗糙面R。如上所述的粗糙面R形成方法僅為示例而已，可以利用通常的技術人員公知的各種方法，在發光結構體120表面形成粗糙面R。在發光結構體120表面形成粗糙面R，可以提高發光二極體100b的光提取效率。
另外，第一金屬層140藉由孔120a與第一導電型半導體層121形成歐姆接觸，為了形成與第一導電型半導體層121連接的電極等，活性層123被去除的區域與對應於多個孔120a的區域相同。因此，使第一導電型半導體層121和金屬層形成歐姆接觸的區域最小化，可以提供相對於整個發光結構體的水平面積而言發光區域面積比率更大的發光二極體。
電極層130位於第二導電型半導體層125上。電極層130部分地覆蓋第二導電型半導體層125的下表面且可以形成歐姆接觸。另外，電極層130可以配置為全面覆蓋第二導電型半導體層 125的下表面且可以形成為一體。即，電極層130可以形成為全面覆蓋除了多個孔120a及連接孔120b形成的區域以外的其他區域。因此，對整個發光結構體120均一地供給電流，提高電流分散效應。
但是，本新型創作並非限定於此，電極層130可以不以單一體形成，並將多個單元電極層配置在第二導電型半導體層125的下表面。
電極層130可以包括反射層及覆蓋所述反射層的覆蓋層。
如上所述，電極層130與第二導電型半導體層125形成歐姆接觸，且可以發揮光反射作用。因此，所述反射層可以包含反射率高並能夠與第二導電型半導體層125形成歐姆接觸的金屬。例如，所述反射層可以包含鎳、鉑、鈀、銠、鎢、鈦、鋁、銀及金中的至少一種。另外，所述反射層可以包括單層或多層。
所述覆蓋層能夠防止所述反射層與不同物質間的相互擴散，能夠防止外部的其它物質擴散到所述反射層而導致所述反射層損傷。因此，所述覆蓋層可以以覆蓋所述反射層的底部及側面形成。所述覆蓋層能夠與所述反射層一起與第二導電型半導體層125電連接，其能夠與所述反射層一起起到電極的作用。所述覆蓋層可以包含諸如金、鎳、鈦、鉻中的至少一種，還可以包括單層或多層。
不同於此，電極層130可以包含其他導電性物質，可以包括透明電極。所述透明電極可以包含諸如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋅鋁(AZO)及銦鋅氧化物(IZO)中的至少一種。
另一方面，發光二極體100b還可以包括第一絕緣層151。第一絕緣層151可以部分地覆蓋發光結構體120的底部及電極層 130。另外，第一絕緣層151可以部分地填充連接孔120b，夾設在暴露於連接孔120b的第一導電型半導體層121和第一金屬層140之間，其可以在除了多個孔120a以外的區域夾設於第一金屬層140和電極層130之間。另外，第一絕緣層151可以覆蓋多個孔120a的側面的同時，其使孔120a的上表面露出，進而使第一導電型半導體層121部分地露出。進而，第一絕緣層151可以覆蓋發光結構體120的側面。
第一絕緣層151可以包括位於與多個孔120a所處位置相對應位置的第一開口部151a，以及使電極層130部分地露出的第二開口部151b。可以藉由第一開口部151a及孔120a使第一導電型半導體層121部分地露出，可以藉由第二開口部151b使電極層130部分地露出。
第一絕緣層151可以包含絕緣性的物質，例如，可以包含SiO2或SiNx。進而，第一絕緣層151可以包括多層，也可以包括折射率不同的物質交替層疊的分布式布拉格反射器。
第一金屬層140可以位於發光結構體120的下面，第一金屬層可以填充多個孔120a及/或第一開口部151a，其與第一導電型半導體層121形成歐姆接觸。第一金屬層140可以形成為全面覆蓋除了第一絕緣層151下表面的部分區域以外的其他部分。另外，不同於圖中所示，第一金屬層可以形成為覆蓋至發光結構體120的側面。第一金屬層140也形成在發光結構體120的側面時，能夠向上部反射從活性層123向側面釋放的光，提高發光二極體100b向上部反射的光的比率。另一方面，第一金屬層140可以不位於與第一絕緣層151的第二開口部151b對應的區域，與電極層 130隔開絕緣。
第一金屬層140形成為除部分區域以外全面覆蓋發光結構體120的下表面，能夠進一步提高電流分散效應。另外，未被電極層130覆蓋的部位則由第一金屬層140覆蓋，更有效地進行光反射，提高發光二極體100b的發光效率。
第一金屬層140與第一導電型半導體層121形成歐姆接觸，而且發揮光反射作用。因此，第一金屬層140可以包含鋁層等高反射金屬層，所述高反射金屬層可以形成在鈦、鉻或鎳等的黏合層上面。
發光二極體100b還可以包括第二絕緣層153，第二絕緣層153可以覆蓋第一金屬層140。第二絕緣層153可以包括使第一金屬層140部分地露出的第三開口部153a，以及使電極層130部分地露出的第四開口部153b。此時，第四開口部153b可以在對應於第二開口部151b的位置形成。
第三開口部153a及第四開口部153b可以形成一個以上。另外，第三開口部153a位於鄰接發光二極體100b的一角時，第四開口部153b可以位於鄰接的另一角。
第二絕緣層153可以包含絕緣性的物質，例如，可以包含二氧化矽(SiO2)或SiNx。進而，第二絕緣層153可以包括多層，也可以包括折射率不同的物質交替層疊的分布式布拉格反射器。
第一凸塊161可以位於第二絕緣層153的下面，藉由第三開口部153a與第一金屬層140電連接。第二凸塊163可以位於第二絕緣層153的下面，藉由第四開口部153b與電極層130電連接。因此，第一凸塊161及第二凸塊163分別與第一導電型半導 體層121及第二導電型半導體層125電連接。因此，第一凸塊161及第二凸塊163可以發揮從外部向發光二極體供給電源的電極作用。
散熱電極170可以位於第二絕緣層153的下面，可以位於發光結構體120的下部。散熱電極170以物理方式與發光結構體120連接，起到將發光結構體120產生的熱量從發光結構體120向外散熱的作用。另外，散熱電極170可以位於第一凸塊161和第二凸塊163之間，進而位於發光結構體120中心部位下側。但是，本新型創作並非限定於此，散熱電極170、第一凸塊161及第二凸塊163的配置可進行多樣的變更。
另外，如圖2實施例中說明，第一凸塊161及第二凸塊163和散熱電極170可以包含焊料。
根據本新型創作，能夠提供包括圖5(a)與圖5(b)至圖7的實施例中說明的發光二極體100b的發光裝置。本實施例的發光二極體100b，其電流分散效應高，能夠接通高電流，另外，即便接通高電流，其散熱效率仍然高。因此，本實施例的發光二極體結構非常適合用於高功率發光裝置。
以上對本新型創作的多種實施例進行了說明，但本新型創作並非限定於所述的多種實施例，在不超出本新型創作申請專利範圍的技術思想的範圍內，可以多樣地變形和變更。
100‧‧‧發光二極體
120‧‧‧發光結構體
150‧‧‧絕緣層
161‧‧‧第一凸塊
163‧‧‧第二凸塊
170‧‧‧散熱電極
180‧‧‧絕緣物質部
200‧‧‧基板
210‧‧‧基座
220‧‧‧絕緣圖案
230‧‧‧導電性

Claims (17)

  1. 一種發光裝置，包括：發光二極體；以及基板，所述基板包括基座及位於所述基座上的導電性圖案，且所述基板貼裝到所述發光二極體，所述發光二極體包括：發光結構體，所述發光結構體包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層的下面的活性層以及位於所述活性層的下面的第二導電型半導體層；部分地去除所述活性層及所述第二導電型半導體層而使所述第一導電型半導體層的下表面部分地露出的區域；電極層，位於所述第二導電型半導體層的下面而形成歐姆接觸；第一金屬層，其通過所述第一導電型半導體層露出的所述區域而與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸；第一絕緣層，其部分地覆蓋所述第一金屬層和所述電極層；第一凸塊及第二凸塊，其位於所述發光結構體的下部而與所述導電性圖案接觸，所述第一凸塊及所述第二凸塊分別與所述第一金屬層及所述電極層電連接；以及散熱電極，其位於所述發光結構體的下部且與所述基座接觸；其中所述第一導電型半導體層部分地露出的所述區域包括所 述第一導電型半導體層露出的多個孔以及連接所述孔的至少一個連接孔，而所述第一凸塊、所述第二凸塊及所述散熱電極相互隔開，所述散熱電極的熱傳導性高於所述第一凸塊及所述第二凸塊的熱傳導性。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中：所述發光二極體還包括絕緣物質部，所述絕緣物質部覆蓋所述第一凸塊、所述第二凸塊及所述散熱電極的側面。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的發光裝置，其中：所述絕緣物質部的下表面、所述第一凸塊的下表面、所述第二凸塊的下表面及所述散熱電極的下表面以相同高度並排形成。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的發光裝置，其中：所述基座包括突出部，所述突出部的上表面、所述導電性圖案的上表面以相同高度並排形成。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的發光裝置，其中：所述第一凸塊、所述第二凸塊及所述散熱電極包含焊料。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中：所述散熱電極位於所述第一凸塊和所述第二凸塊之間。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光裝置，其中：所述導電性圖案包括與所述第一凸塊接觸的第一導電性圖案以及與所述第二凸塊接觸的第二導電性圖案，所述基座包括位於所述第一導電性圖案及所述第二導電性圖案之間的突出部。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中：所述發 光二極體還包括位於所述發光結構體和所述散熱電極之間的絕緣層。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中：所述第一凸塊及所述第二凸塊與所述導電性圖案直接黏接。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中：還包括位於所述基座和所述導電性圖案之間的絕緣圖案，所述基座及所述導電性圖案包含金屬。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的發光裝置，其中：所述電極層以單一體形成。
  12. 如申請專利範圍第9項所述的發光裝置，其中：所述第一凸塊和所述第二凸塊分別與所述第一金屬層的一部分及所述電極層的一部分直接接觸。
  13. 一種發光二極體，包括：發光結構體，其包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層下面的活性層及位於所述活性層下面的第二導電型半導體層；部分地去除所述活性層及所述第二導電型半導體層而使所述第一導電型半導體層的下表面部分地露出的區域；電極層，其位於所述第二導電型半導體層的下面而形成歐姆接觸；第一金屬層，其通過所述第一導電型半導體層露出的所述區域而與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸；第一絕緣層，其部分地覆蓋所述第一金屬層和所述電極層； 第一凸塊及第二凸塊，其位於所述發光結構體的下部且分別與所述第一金屬層及所述電極層電連接；以及散熱電極，其位於所述發光結構體的下部；其中，所述第一導電型半導體層部分地露出的所述區域包括所述第一導電型半導體層露出的多個孔以及連接所述孔的至少一個連接孔，而所述第一凸塊、所述第二凸塊及所述散熱電極相互隔開，所述散熱電極的熱傳導性高於所述第一凸塊及所述第二凸塊的熱傳導性。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的發光二極體，其中：所述發光二極體還包括絕緣物質部，所述絕緣物質部覆蓋所述第一凸塊、所述第二凸塊及所述散熱電極的側面。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的發光二極體，其中：所述第一凸塊、所述第二凸塊及所述散熱電極包含焊料。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的發光二極體，其中：所述散熱電極位於所述第一凸塊和所述第二凸塊之間。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的發光二極體，其中，還包括：位於所述發光結構體和所述散熱電極之間的絕緣層。
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