專(zhuān)利名稱：高發(fā)光效率的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，特別是指一種高發(fā)光效率的發(fā)光二極。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有發(fā)光二極管的組成是一個(gè)發(fā)光芯片組設(shè)在一個(gè)金屬或非金屬的底座上，或是組設(shè)在底座上的載體上。然后通過(guò)金屬導(dǎo)線連接發(fā)光芯片上的電極及底座上的電極接腳。 此外再搭配適當(dāng)?shù)姆庋b材料包覆發(fā)光芯片與底座。一般而言，發(fā)光芯片可以配合導(dǎo)電膠，例如銀膠，與底座或載體結(jié)合。換言之，導(dǎo)電膠提供黏著固定的功能。又發(fā)光芯片受電力激發(fā)不但會(huì)發(fā)出光線，還會(huì)伴隨著高熱；此時(shí)大部份的熱量會(huì)通過(guò)導(dǎo)電膠傳導(dǎo)到底座或載體。換言之，導(dǎo)電膠提供熱傳導(dǎo)的功能。然而一般銀膠的熱穩(wěn)定性不佳，也就是當(dāng)銀膠受高溫作用，其所能提供的黏著力便會(huì)降低，因此發(fā)光二極管直接通過(guò)銀膠來(lái)固定發(fā)光芯片，并非理想結(jié)構(gòu)。其次為了提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率，現(xiàn)有技術(shù)是搭配適當(dāng)?shù)姆瓷鋵樱绮祭穹瓷鋵?DBR)或類(lèi)似的技術(shù)手段。例如中國(guó)專(zhuān)利CN201332107揭示一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)改良，該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)組成由上而下至少包含有一個(gè)P型半導(dǎo)體層、一個(gè)發(fā)光層、一個(gè)N型半導(dǎo)體層、一個(gè)透明基板、至少一個(gè)光學(xué)膜以及一個(gè)散熱裝置。其中，該光學(xué)膜為金屬氧化物光學(xué)膜、金屬氟化物光學(xué)膜或金屬氮化物光學(xué)膜或其組合。通過(guò)該光學(xué)膜可提高反射率，使整體發(fā)光二極管的發(fā)光效率提升，且不會(huì)將熱源反射至上方的結(jié)構(gòu)層，而可將熱源傳送至下方的散熱裝置，以順利將熱源散去，有效達(dá)到散熱的效果。然而由該專(zhuān)利前案的說(shuō)明推知，以外延生長(zhǎng)方式于襯底上生長(zhǎng)發(fā)光芯片(P型半導(dǎo)體層、發(fā)光層及N型半導(dǎo)體層的組合)的晶層后，必須移除襯底，然后再將發(fā)光芯片結(jié)合透明基板、至少一個(gè)光學(xué)膜以及散熱裝置的組合。所以制作不便，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其具有能夠提供更多的取光面積，且能夠?qū)⒉糠莨饩€反射后再透出，藉此達(dá)到高發(fā)效率的效果。并且具有精簡(jiǎn)的結(jié)構(gòu)， 使制造更為簡(jiǎn)便，并藉此使制造成本降低。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案一種高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其包含發(fā)光芯片，其具有N型半導(dǎo)體材料層及P型半導(dǎo)體材料層；多個(gè)透光柱，形成在所述發(fā)光芯片的P型半導(dǎo)體材料層上；多個(gè)金屬層，分別形成在每一個(gè)透光柱的端部；金屬底板，結(jié)合所述多個(gè)透光柱，且與各金屬層形成共晶結(jié)合；填充材料，其具有反射性及導(dǎo)熱性，且填充于各透光柱之間的間距內(nèi)。在本發(fā)明的實(shí)施措施中
所述的各透光柱與金屬底板形成P型歐姆接觸。所述的金屬層為選自鎳、銀、鈦、金及合金，或其組合。所述的填充材料為金屬或合金材料。所述的填充材料為具反射性及導(dǎo)熱性的光學(xué)膜。所述的填充材料為導(dǎo)熱膠。所述的多個(gè)透光柱是與發(fā)光芯片的P型半導(dǎo)體材料層形成一體。所述的多個(gè)透光柱可由半導(dǎo)體材料、介電材料或ITO構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1.傳統(tǒng)銀膠因兼具黏著及熱傳導(dǎo)功能，因而容易造成黏著力降低的缺點(diǎn)；本發(fā)明利用金屬層與金屬底板形成共晶結(jié)合，以及利用填充材料來(lái)反射光線及傳導(dǎo)熱量，將黏著與熱傳導(dǎo)分別由不同的部件組合完成，因此提供穩(wěn)固的結(jié)合效果。2.由于本發(fā)明且有多個(gè)透光柱可提高透光面積，以及填充材料可以反射光線，因此可提高整體發(fā)光二極管的發(fā)光效率。3.由于本發(fā)明僅由發(fā)光芯片、與發(fā)光芯片一體的透光柱、金屬層、金屬底板及填充材料所組成，因此結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，具有容易制造及成本低的功效。


圖1為本發(fā)明所揭示的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的發(fā)光芯片模塊的示意圖；圖3為本發(fā)明的制作步驟的示意圖之一；圖4為本發(fā)明的制作步驟的示意圖之二 ；圖5為本發(fā)明的制作步驟的示意圖之三；圖6為本發(fā)明的制作步驟的示意圖之四。
具體實(shí)施例方式以下即依本發(fā)明的目的、功效及結(jié)構(gòu)組態(tài)，舉出較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，其為本發(fā)明所揭示的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖，其包含一個(gè)底座10， 一個(gè)發(fā)光芯片模塊20配置在底座10上，且一個(gè)封裝膠體30包覆發(fā)光芯片模塊20。請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明的發(fā)光芯片模塊20是包含一個(gè)發(fā)光芯片21、多個(gè)透光柱22、多個(gè)金屬層23、一個(gè)金屬底板M及填充材料25。更具體而言，發(fā)光芯片21是包含N型半導(dǎo)體材料層212及P型半導(dǎo)材料層214。 各透光柱22是位于發(fā)光芯片21上，特別是與P型半導(dǎo)體材料層214形成一體。多個(gè)金屬層23是分別形成在每一個(gè)透光柱22的端部；其可以選自鎳(Ni)、銀 (Ag)、鈦(Ti)或金(Au)及合金，或其組合。金屬底板M具有導(dǎo)熱及導(dǎo)電的材料特性，其結(jié)合多透光柱22 ；特別是，金屬底板 24與各金屬層23形成共晶結(jié)合。其次該金屬底板M可以是獨(dú)立的板片，或是圖1所示的底座10的一部份。填充材料25是為具有反射性及導(dǎo)熱性的材料，且填充于各透光柱22之間的間距內(nèi)。該填充材料25可以是金屬或合金材料；也可以是具有反射性及導(dǎo)熱性的光學(xué)膜；也可以是導(dǎo)熱膠。根據(jù)以上的揭示的結(jié)構(gòu)，發(fā)光芯片21與金屬底板M的結(jié)合，是藉金屬層23與金屬底板M的共晶結(jié)合，因此結(jié)合穩(wěn)固性高，不易受高溫作用而產(chǎn)生結(jié)合不牢固的情形；換言之，固晶的穩(wěn)固性高。其次，透光柱22與P型半導(dǎo)體材料層214為一體，所以透光柱22的構(gòu)成成分也是半導(dǎo)體材料，而透由金屬層23可以使各透光柱22與金屬底板M形成良好的P型歐姆接觸， 以形成好的導(dǎo)電效果。另外透光柱22的構(gòu)成成分也可以是介電材料或ΙΤ0。又各透光柱22可以提供更多的透光面積，而各填充材料25具備良好的反射性及導(dǎo)熱性，所以發(fā)光芯片21所發(fā)出的光線除了部份直接由自上方表面透出外，行進(jìn)至填充材料25的光線或由透光柱22所透出的光線，可被反射后再透出。因此可提高整體的發(fā)光效率。至于發(fā)光芯片21所產(chǎn)生的熱量，可以通過(guò)填充材料25傳導(dǎo)到金屬底板對(duì)，再由金屬底板M配合適當(dāng)?shù)纳峒夹g(shù)手段，將熱量排除。由于熱量的傳導(dǎo)主要是由填充材料25來(lái)執(zhí)行，且填充材料25并不作為固晶的黏著材料，因此即使填充材料25呈現(xiàn)高溫狀態(tài)，也不會(huì)造成發(fā)光芯片21不牢固的情形。根據(jù)以上所說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的制作可以如下請(qǐng)參閱圖3，可以在一襯底40，例如藍(lán)寶石襯底，外延生長(zhǎng)一個(gè)發(fā)光芯片21結(jié)構(gòu)。 接著利用適當(dāng)?shù)牡陌雽?dǎo)體制程，例如蝕刻方底，于發(fā)光芯片21上形成多個(gè)透光柱22。請(qǐng)參閱圖4，對(duì)于已制作有透光柱22的發(fā)光芯片21，可以再對(duì)應(yīng)各透光柱22制作金屬層23，以及對(duì)應(yīng)各透光柱22之間的間距填入填充材料25。上述的金屬層23與填充材料25可以通過(guò)蒸鍍、濺鍍、化學(xué)沉積或其他類(lèi)似的技術(shù)手段，分別形成在相應(yīng)的位置。請(qǐng)參閱圖5，完成發(fā)光芯片21、金屬層23與填充材料25的制作后，可以進(jìn)一步與金屬底板M結(jié)合；值得注意的是，金屬底板M與金屬層23是藉共晶結(jié)合，此時(shí)襯底40位在金屬底板M的相對(duì)面。請(qǐng)參閱圖6，因?yàn)楣饩€要由發(fā)光芯片21透出，故可利用適當(dāng)?shù)囊瞥夹g(shù)手段，將襯底40移除；如此可以提高光線的透光率或發(fā)光效率。可以理解的是，也可以先移除襯底40，然后再使發(fā)光芯片21、金屬層23與填充材料25的組合與金屬底板M結(jié)合。是以本發(fā)明僅由發(fā)光芯片21、與發(fā)光芯片一體的透光柱22、金屬層23、金屬底板 24及填充材料25所組成，其結(jié)構(gòu)精簡(jiǎn)，具有容易制造及成本低的功效。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于，包含 發(fā)光芯片，其具有N型半導(dǎo)體材料層及P型半導(dǎo)體材料層； 多個(gè)透光柱，形成在所述發(fā)光芯片的P型半導(dǎo)體材料層上； 多個(gè)金屬層，分別形成在每一個(gè)透光柱的端部；金屬底板，結(jié)合所述多個(gè)透光柱，且與各金屬層形成共晶結(jié)合； 填充材料，其具有反射性及導(dǎo)熱性，且填充于各透光柱之間的間距內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于各透光柱與金屬底板形成P型歐姆接觸。
3.如權(quán)利要求1所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于所述金屬層為選自鎳、 銀、鈦、金及合金，或其組合。
4.如權(quán)利要求1所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于所述填充材料為金屬或合金材料。
5.如權(quán)利要求1所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于所述填充材料為光學(xué)膜。
6.如權(quán)利要求1所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于所述填充材料為導(dǎo)熱膠。
7.如權(quán)利要求1所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于多個(gè)透光柱是與發(fā)光芯片的P型半導(dǎo)體材料層形成一體。
8.如權(quán)利要求7所述的高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其特征在于多個(gè)透光柱是由半導(dǎo)體材料、介電材料或ITO所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，其包含發(fā)光芯片，其具有N型半導(dǎo)體材料層及P型半導(dǎo)體材料層；多個(gè)透光柱，形成在發(fā)光芯片的P型半導(dǎo)體材料層上；多個(gè)金屬層，分別形成在每一個(gè)透光柱的端部；金屬底板，結(jié)合所述多個(gè)透光柱，且與各金屬層形成共晶結(jié)合；填充材料，其具有反射性及導(dǎo)熱性，且填充于各透光柱之間的間距內(nèi)。本發(fā)明利用金屬層與金屬底板形成共晶結(jié)合，以及利用填充材料來(lái)反射光線及傳導(dǎo)熱量，將黏著與熱傳導(dǎo)分別由不同的部件組合完成，且提供穩(wěn)固的結(jié)合效果，有效地解決傳統(tǒng)銀膠因兼具黏著及熱傳導(dǎo)功能，而容易造成黏著力降低的缺點(diǎn)；此外本發(fā)明可提高整體發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/64GK102299235SQ201110157628
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者成詩(shī)恕 申請(qǐng)人:協(xié)鑫光電科技(張家港)有限公司