覆晶式發(fā)光二極管及其制法與應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是有關(guān)于一種覆晶式發(fā)光二極管，包括：基板、半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、第一與第二電極、第一與第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與絕緣保護層，其中，絕緣保護層為一具有不同折射率材料的堆棧結(jié)構(gòu)，以及第一與第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)于所述覆晶式發(fā)光二極管里可緩沖熱應(yīng)力現(xiàn)象，因此，所述覆晶式發(fā)光二極管可提升其整體輸出光率，并避免元件光電特性變差，進而提高其可靠度與壽命。本發(fā)明亦關(guān)于上述覆晶式發(fā)光二極管的制法與應(yīng)用。
【專利說明】覆晶式發(fā)光二極管及其制法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明關(guān)于ー種覆晶式發(fā)光二極管及其制造方法與使用其的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種結(jié)構(gòu)中可以達到緩沖熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansionmismatch)及提升輸出光率的覆晶式發(fā)光二極管及其制造方法與使用其的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]公元1962年，通用電氣公司的尼克?何倫亞克(Nick Holonyak Jr.)開發(fā)出第一種實際應(yīng)用的可見光發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED),而隨著科技日益更新,各種色彩發(fā)光二極管開發(fā)也應(yīng)運而生。而對于現(xiàn)今人類所追求永續(xù)發(fā)展為前提的情形下，發(fā)光二極管的低耗電量以及長效性的發(fā)光等優(yōu)勢下，已逐漸取代日常生活中用來照明或各種電器設(shè)備的指示燈或光源等用途。更有甚者，發(fā)光二極管朝向多色彩及高亮度的發(fā)展，已應(yīng)用在大型戶外顯示廣告牌或交通號志。
[0003]21世紀起，電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電子產(chǎn)品在生活上已經(jīng)成為不可或缺的一部分，因此企業(yè)對于電子產(chǎn)品開發(fā)方向以多功能及高效能發(fā)展等為主，也開始將發(fā)光二極管芯片應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。其中尤其是可攜式電子產(chǎn)品種類日漸眾多，電子產(chǎn)品的體積與重量越來越小，所需的電路載板體積亦隨之變小，因此，電路載板的散熱效果成為值得重視的問
題之一。
[0004]以現(xiàn)今經(jīng)常使用的發(fā)光二極管芯片而言，由于發(fā)光亮度夠高，因此可廣泛應(yīng)用于顯示器背光源、小型投影機以及照明等各種電子裝置中。然而，目前LED的輸入功率中，將近80%的能量會轉(zhuǎn)換成熱能，倘若承載LED元件的載板無法有效地散熱時，便會使得發(fā)光二極管芯片界面溫度升高，除了影響發(fā)光強度之外，亦可能因熱度在發(fā)光二極管芯片中累積而造成各層材料受熱膨脹，促使結(jié) 構(gòu)中受到損傷而對產(chǎn)品壽命產(chǎn)生不良影響，此外，由于發(fā)光二極管內(nèi)所激發(fā)的光線是以一放射方式擴散，并非所有光線都會經(jīng)由發(fā)光二極管表面而散射出，故造成出光率不佳，且無法達到最有效的出光率。
[0005]據(jù)此，若能進ー步改善發(fā)光二極管的散熱效率以及緩和或去除發(fā)光二極管受熱膨脹的不良影響，且尋求一結(jié)構(gòu)整體上的設(shè)計來提升出光率，將更可促使整體電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的是在提供ー種覆晶式發(fā)光二極管，其具有緩沖熱膨脹系數(shù)差異及提升輸出光率的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可在發(fā)光二極管運作產(chǎn)生熱量的過程中持續(xù)使熱量散失。即使有部分熱量沒有自發(fā)光二極管中散失而促使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱膨脹，其中設(shè)置的類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可緩沖對應(yīng)的熱應(yīng)力，而保護不受損傷，并且能通過絕緣保護層匯聚光束而提升輸出光率。
[0007]為達成上述目的，本發(fā)明的ー態(tài)樣提供ー種覆晶式發(fā)光二極管，包括:一基板，具有一第一表面以及一相對于該第一表面的第二表面；一半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其位于該基板的該第二表面上方且包含一第一半導體嘉晶層、一第二半導體嘉晶層以及一盲孔，其中，該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層是層疊設(shè)置，且該盲孔貫穿該第二半導體磊晶層；一第一電極，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層上方；一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，是填充于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該盲孔中，并覆蓋于該第一電極上方，且電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層；一第二電極，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導體磊晶層上方；一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二電極上方，并電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導體磊晶層；以及一絕緣保護層，覆蓋該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層的側(cè)壁以及該第二半導體磊晶層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導體磊晶層之間的接觸。
[0008]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，將電性連接至半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)中N型半導體磊晶層與P型半導體磊晶層的對應(yīng)電極，并且在其對應(yīng)電極上皆設(shè)計成濺鍍成類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。換言之，設(shè)置于N型半導體磊晶層表面的對應(yīng)N型電極，可先行沉積一般作為N型電極的金屬，再沉積類金剛石，并且可以選擇性重復(fù)沉積適用的導電材料層與類金剛石層，據(jù)此形成類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，以做為對應(yīng)N型電極的N型的復(fù)合結(jié)構(gòu)。同樣，對于P型半導體磊晶層，亦可先行沉積一般作為P型電極的金屬，再沉積類金剛石，并且可以選擇性重復(fù)沉積適用的導電材料層與類金剛石層，據(jù)此形成類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，以做為對應(yīng)P型電極的P型的復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0009]上述絕緣保護層為一具有不同折射率材料的堆棧結(jié)構(gòu)，當發(fā)光二極管通入電流后，可使電子激發(fā)形成光線，并使光線向發(fā)光二極管的表面及側(cè)面進行擴散，此時，即可通過絕緣保護層將擴散至側(cè)面光線反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面，進而提升出光率。
[0010]上述類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可以讓本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管，對于熱膨脹系數(shù)差異所造成應(yīng)力，具有緩沖能力。換言之，上述類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，可在發(fā)光二極管運作產(chǎn)生熱量的過程中加速熱量散失，即使部分熱量沒有自發(fā)光二極管中散失而累積造成整體結(jié)構(gòu)發(fā)生熱膨脹，類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可緩沖對應(yīng)的熱應(yīng)力，而可保護覆晶式發(fā)光二極管中其余構(gòu)件不受損傷。
[0011]綜上所述，本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管可提升其整體輸出光率，并避免元件光電特性變差，進而提高其可靠度與壽命。
[0012]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，該絕緣保護層是由兩種或以上的不同折射率材料堆棧設(shè)置；其中，上述該不同折射率材料可至少一選自由類金剛石(DLC)、氧化鈦(TixOy)、二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、砷化鎵(GaAs)、砷化鋁(AlAs)所組成的群組，其中，氧化鈦(TixOy)可使用如氧化鈦(TiO)、二氧化鈦(TiO2)或三氧化二鈦(Ti2O3)等;在本發(fā)明中，絕緣保護層內(nèi)的不同折射率材料可以依序周期性堆棧設(shè)置而具有布拉格反射鏡(Distribute Bragg Reflector,DBR)的特性，且使得發(fā)光二極管中發(fā)射至側(cè)面的光線可通過絕緣保護層反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面，進而提升輸出光率；此外，在本發(fā)明中，還可以在絕緣保護層的外側(cè)設(shè)置一金屬保護層，該金屬保護層可至少一選自由鋁(Al)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鎳(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、或其合金所組成的群組，因此，通過該金屬保護層，更能增加發(fā)光二極管發(fā)射至側(cè)面的光線反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面的反射率，進而更加提升輸出光率。
[0013]較佳而言，在第二表面可通過蝕刻或顯影處理，使第二表面形成一圖形化表面，并可有效提升發(fā)光二極管的出光率，且可以控制其偏極以及光場分布。
[0014]此外，在第一表面可通過蝕刻或顯影處理，使第一表面形成一圖形化表面或一粗糙化表面，并可有效提升發(fā)光二極管的出光率。
[0015]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還可以包括ー無摻雜半導體磊晶層，該無摻雜半導體磊晶層夾置于該第一半導體磊晶層與該基板的該第二表面之間；因此，該無摻雜半導體磊晶層當作該第一半導體磊晶層與該基板之間的ー緩沖層，避免該第一半導體磊晶層與該基板之間晶格不匹配程度過大，并防止成長該第一半導體磊晶層時，其磊晶缺陷密度過高的情形出現(xiàn)，并且可避免上述覆晶式發(fā)光二極管有靜電放電及電流漏電的情形。
[0016]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可以選擇性還包括一活性中間層，該活性中間層夾置于該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層之間。除此之外，本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中設(shè)有該盲孔，而該盲孔貫穿該活性中間層。于本發(fā)明中，該活性中間層可為多量子井層(multiple quantum well layer),用以提升發(fā)光ニ極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。
[0017]較佳而言，該第一半導體磊晶層、該第一電極以及該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導體磊晶層、該第二電極以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。其中，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可選自由導電材料層與導電類金剛石層堆棧結(jié)構(gòu)、導電材料與類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)、以及導電材料與導電性類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)所組群組的至少ー者。
[0018]上述該導電材料層或該導電材料的材質(zhì)可以選自由銦錫氧化物(indium tinoxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、欽(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少ー者。換言之，該導電材料層或該金屬可使用上述材質(zhì)的合金或金屬混合物構(gòu)成。由于類金剛石具有較佳的熱膨脹系數(shù)(coefficient of thermal expansion,CTE),因此做為電極的類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)便可以在整體發(fā)光二極管受熱膨脹時，緩沖熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，因此發(fā)光二極管整體結(jié)構(gòu)則不易受影響，同時亦可以加速發(fā)光ニ極管運作時熱量散失，降低發(fā)光二極管整體結(jié)構(gòu)因熱受損的可能性。舉例而言，可以使用鋁(Al)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、以及金(Au)做為導電材料層，并與導電性類金剛石層相互層疊，即可構(gòu)成本發(fā)明所述的類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0019]本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面可形成一共平面；或者，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導電類金剛石層表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導電類金剛石層表面可形成一共平面；亦或，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面可形成一共平面。
[0020]本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管，還可選擇性包括:一第一金屬焊接層，位于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上；以及一第二金屬焊接層，位于該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面形成一共平面。上述本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管，顧名思義即以覆晶方式與另一電路載板接合(bonding)，因此最后發(fā)光二極管的P型電極與N型電極表面上用于接合金屬焊接層通常會相互形成共平面。
[0021]上述第一金屬焊接層或第二金屬焊接層的材質(zhì)可以選自由硅(Si)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)、金(Au)、錫(Sn)、鉻(Cr)、或其合金所組群組的至少一者。換言之，第一金屬焊接層或第二金屬焊接層可使用上述材質(zhì)的合金或金屬混合物構(gòu)成，其選擇為熱擴散系數(shù)高的材質(zhì)，使得覆晶式發(fā)光二極管使用時，散熱效率提高。
[0022]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管可以選擇性還包含一反射層，夾置于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二電極之間，該反射層的材質(zhì)可為銦錫氧化物(indium tin oxide,ΙΤ0)、氧化招鋅(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋅(ZnO)、石墨烯(graphene)、招、銀、鎳(Ni)、鈷(Co)、鈀(Pd)、鉬(Pt)、金(Au)、鋅(Zn)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銅銀(CuAg)、鎳銀(NiAg)、其合金、或其金屬混合物。上述銅銀(CuAg)與鎳銀(NiAg)等是指共晶金屬(eutectic metal)。換言之，其亦可為多層金屬結(jié)構(gòu)，除了用于達到反射效果之外，也可以達到形成歐姆接觸(ohmic contact)的效用。
[0023]本發(fā)明的另一目的是在提供一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，經(jīng)由分層沉積導電材料層與類金剛石層，如此可以構(gòu)成類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)以做為半導體磊晶層的對應(yīng)電極的緩沖熱應(yīng)力復(fù)合結(jié)構(gòu)，由此緩沖熱膨脹系數(shù)差異所造成的熱應(yīng)力，進而改善發(fā)光二極管的散熱效率與壽命；并且，形成一具有不同反射性材料的堆棧結(jié)構(gòu)的絕緣保護層，使得原前往該絕緣保護層出射的光，反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面，進而提升出光率。
[0024]綜上所述，可使所述的覆晶式發(fā)光二極管整體輸出光率提升并避免元件光電特性變差進而可以提高元件的可靠度與壽命。
[0025]本發(fā)明的另一態(tài)樣提供一種一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟:提供一基板，具有一第一表面以及一相對于該第一表面的第二表面；于該基板的該第二表面上方形成一半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)包含一第一半導體磊晶層、以及一第二半導體磊晶層，其中，該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層是層疊設(shè)置；于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)開設(shè)一盲孔，其中，該盲孔貫穿該第二半導體磊晶層；于該第二半導體磊晶層上方，以及于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該盲孔中分別形成一第二電極，以及形成一第一電極，且該第一電極位于該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層上方；形成一絕緣保護層，覆蓋該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層的側(cè)壁以及該第二半導體磊晶層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕該第一電極與該第二半導體磊晶層之間的接觸；以及于該第一電極、以及該第二電極上方分別形成一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)；其中，該絕緣保護層隔絕該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導體磊晶層之間的接觸。
[0026]于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該絕緣保護層是由兩種或以上的不同折射率材料堆棧設(shè)置；其中，上述該不同折射率材料可至少一選自由類金剛石(DLC)、氧化鈦、ニ氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、砷化鎵(GaAs)、砷化鋁(AlAs)所組成的群組，其中，氧化鈦(TixOy)可使用如氧化鈦(TiO)、ニ氧化鈦(TiO2)或三氧化ニ鈦(Ti2O3)等；在本發(fā)明中，絕緣保護層內(nèi)的不同折射率材料可以依序周期性堆棧設(shè)置而具有布拉格反射鏡(Distribute Bragg Ref lector, DBR)的特性，且使得發(fā)光二極管中發(fā)射至側(cè)面的光線可通過絕緣保護層反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面，進而提升輸出光率；此外，在本發(fā)明中，還可以在絕緣保護層的外側(cè)設(shè)置一金屬保護層，該金屬保護層可至少ー選自由鋁(Al)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鎳(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、或其合金所組成的群組，因此，通過該金屬保護層，更能增加發(fā)光二極管發(fā)射至側(cè)面的光線反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面的反射率，進而更加提升輸出光率。
[0027]于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，在第二表面可通過蝕刻或顯影處理，使第二表面形成一圖形化表面，并可有效提升發(fā)光二極管的出光率，且可以控制其偏極以及光場分布。
[0028]于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，在第一表面可通過蝕刻或顯影處理，使第一表面形成一圖形化表面或一粗糙化表面，并可有效提升發(fā)光二極管的出光率。
[0029]于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還可以包括一無摻雜半導體磊晶層，該無摻雜半導體磊晶層夾置于該第一半導體磊晶層與該基板的該第二表面之間；因此，該無摻雜半導體磊晶層當作該第一半導體磊晶層與該基板之間的ー緩沖層，避免該第一半導體磊晶層與該基板之間晶格不匹配程度過大，并防止成長該第一半導體磊晶層時，其磊晶缺陷密度過高的情形出現(xiàn)，并且可避免上述覆晶式發(fā)光二極管有靜電放電及電流漏電的情形。
[0030]于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可以選擇性還包括一活性中間層，該活性中間層夾置于該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層之間。除此之外，本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中設(shè)有該盲孔，而該盲孔貫穿該活性中間層。于本發(fā)明中，該活性中間層可為多量子井層(multiple quantum well layer),用以提升發(fā)光二極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。舉例而言，該第一半導體磊晶層、該第一電極以及該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導體磊晶層、該第二電極以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。
[0031]于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)選自由導電材料層與導電類金剛石層堆棧結(jié)構(gòu)、導電材料與類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)、以及導電材料與導電性類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)所組群組的至少ー者。其中，該導電材料層或該導電材料的材質(zhì)可以選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少ー者。
[0032]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法可選擇性還包括以下步驟:該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形成一共平面；或者，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導電類金剛石層表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導電類金剛石層表面形成一共平面；亦或，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形成一共平面。
[0033]本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法可選擇性還包括以下步驟:于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，分別形成一第一金屬焊接層、以及一第二金屬焊接層，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面形成一共平面。
[0034]上述第一金屬焊接層或第二金屬焊接層的材質(zhì)可以選自由硅(Si)、鎳(Ni)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)、金(Au)、錫(Sn)、鉻(Cr)、或其合金所組群組的至少一者。換言之，第一金屬焊接層或第二金屬焊接層可使用上述材質(zhì)的合金或金屬混合物構(gòu)成，其選擇為熱擴散系數(shù)高的材質(zhì)，使得覆晶式發(fā)光二極管使用時，散熱效率提高。
[0035]于本發(fā)明一具體實施例中，上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法還包含以下步驟:于第二電極形成前，于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成一反射層。
[0036]為達上述目的，本發(fā)明的再另一態(tài)樣提供一種芯片板上封裝結(jié)構(gòu)(chip onboard, C0B)，包括:一電路載板；以及本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管，其是經(jīng)由該第一金屬焊接層以及該第二金屬焊接層封裝于該電路載板。
[0037]本發(fā)明上述芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中，該電路載板可以包含一絕緣層、以及一電路基板，其中，該絕緣層的材質(zhì)可為絕緣性類金剛石、氧化鋁、陶瓷、含金剛石的環(huán)氧樹脂、或其組成物，或者為表面覆有上述絕緣層的金屬材料，而該電路基板可為一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。此外，該電路載板表面也可以選擇性還包含一類金剛石層，以增加散熱效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1A至圖1H是本發(fā)明實施例一的覆晶式發(fā)光二極管的制備方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。
`[0039]圖2A及圖2B是本發(fā)明實施例一的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040]圖3是本發(fā)明實施例二的覆晶式發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖4顯示本發(fā)明實施例一中芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖5顯示本發(fā)明實施例二中芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]主要元件符號說明
[0044]覆晶式發(fā)光二極管2、4
[0045]基板20、40
[0046]第一表面201、401
[0047]第二表面202、402
[0048]半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21、41
[0049]無摻雜半導體磊晶層211、411
[0050]第一半導體磊晶層212、412
[0051]活性中間層213、413
[0052]第二半導體磊晶層214、414
[0053]反射層22、42
[0054]盲孔23、43
[0055]第二電極241、441[0056]第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)242、442
[0057]構(gòu)
[0058]第一電極251、451
[0059]第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)252、452
[0060]構(gòu)
[0061]絕緣保護層26、46
[0062]第一絕緣層261
[0063]第二絕緣層262
[0064]金屬保護層27
[0065]第二金屬焊接層28、48
[0066]第一金屬焊接層29、49
[0067]電路載板6
[0068]電路基板60
[0069]絕緣層61`[0070]焊料62
[0071]電性墊63
【具體實施方式】
[0072]以下是通過特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟習此技藝的人士可由本說明書所掲示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實施例加以施行或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0073]本發(fā)明的實施例中所述圖式均為簡化的示意圖。但所述圖標僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的元件，其所顯示的元件非為實際實施時的態(tài)樣，其實際實施時的元件數(shù)目、形狀等比例為ー選擇性的設(shè)計，且其元件布局型態(tài)可能更復(fù)雜。
[0074]實施例一
[0075]參考圖1A至圖1H是本發(fā)明實施例一的覆晶式發(fā)光二極管的制備方法的流程結(jié)構(gòu)不意圖。首先，如圖1A所不,提供一基板20,具有一第一表面201以及ー相對于該第一表面201的第二表面202。接著，如圖2B所示，于該基板20的該第二表面202上方形成一半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21，其中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21包含ー無摻雜半導體磊晶層211、一第一半導體磊晶層212、一活性中間層213、以及ー第二半導體磊晶層214，其中，該無摻雜半導體磊晶層211、該第一半導體磊晶層212、該活性中間層213與該第二半導體磊晶層214是層疊設(shè)置，該無摻雜半導體磊晶層211夾置于該第一半導體磊晶層212與該基板20之間，而該活性中間層213夾置于該第一半導體磊晶層212與該第二半導體磊晶層214之間。于本實施例中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的材質(zhì)為氮化鎵(GaN)，且該第一半導體嘉晶層212是N型,該第二半導體嘉晶層214是P型,而該無慘雜半導體嘉晶層211則當作該第一半導體磊晶層212與該基板20之間的ー緩沖層，避免該第一半導體磊晶層21與該基板20之間晶格不匹配程度過大，并防止成長該第一半導體磊晶層21時，其磊晶缺陷密度過高的情形出現(xiàn)，并且可避免本實施例的覆晶式發(fā)光二極管有靜電放電及電流漏電的情形。不過，本發(fā)明半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)適用的材質(zhì)不限于此，亦可以使用選用其它本領(lǐng)域中常用材質(zhì)。此外，可以依需求選擇是否設(shè)置該活性中間層，而于本實施例中，該活性中間層213為多量子井層，用以提升發(fā)光二極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。
[0076]請繼續(xù)參閱圖1B，于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導體磊晶層214表面上，形成一反射層22。于本實施例中，該反射層22可以選用銦錫氧化物(indium tinoxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、招、銀、鎳(Ni)、鈷(Co)、鈕(Pd)、鉬(Pt)、金(Au)、鋅(Zn)、錫(Sn)、鋪(Sb)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銅銀(CuAg)、及鎳銀(NiAg)所組群組的至少一者，換言之，其亦可為多層金屬結(jié)構(gòu)，除了用于達到反射效果之外，也可以達到形成歐姆接觸(ohmic contact)的效用。此形成反射層的步驟，本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的通常知識者可依需要選擇性執(zhí)行，換言之，若不打算設(shè)置反射層，則可跳過形成反射層22的步驟而無需進行。
[0077]然后，請參閱圖1C，于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21開設(shè)一盲孔23，其中，該盲孔23貫穿該第二半導體磊晶層214，且該盲孔23抵止于該第一半導體磊晶層212上。接著，請參閱1D，于該第二半導體磊晶層214上方形成一第二電極241。再來，請參閱圖1E，該盲孔23中形成一第一電極251,且該一第一電極251位于該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第一半導體嘉晶層212上。于本實施例中，該第二電極241及該第一電極251的材料為鉻/金/鉬合金，而該第二電極241為P型，以及該第一電極251為N型。
[0078]接著，請參閱圖1F，形成一絕緣保護層26，其覆蓋該反射層22的側(cè)壁，該第二電極241的側(cè)壁并暴露部分該第二電極241表面，以及覆蓋該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第一半導體磊晶層212的側(cè)壁、該活性中間層213的側(cè)壁、該第二半導體磊晶層214的側(cè)壁，以及該盲孔23的內(nèi)壁表面并顯露由該盲孔23暴露的該第一電極251表面。該絕緣保護層26為具有不同反射性材料的堆棧結(jié)構(gòu)(于圖2A說明)，是用于保護其所覆蓋的該第一半導體磊晶層212、該第二半導體磊晶層214、以及該活性中間層213的側(cè)壁，并隔絕該第一電極251、該第二半導體磊晶層214、以及該活性中間層213直接與另一后續(xù)形成的構(gòu)件接觸。
[0079]再著，如圖1G所示，于該第一電極251以及該第二電極241上，分別形成一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252以及一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242，且該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252填充于內(nèi)壁表面覆蓋有該絕緣保護層26的該盲孔23中，并接觸該第一電極251,使得該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242形成一共平面。該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242可選自由導電材料層與導電類金剛石層堆棧結(jié)構(gòu)、導電材料與類金剛石混合物、以及導電材料與導電性類金剛石混合物所組群組的至少一者，其中，該導電材料層或該導電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、.(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一者。于本實施例中，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252是鈦導電材料層、鋁導電材料層與類金剛石層重復(fù)層疊結(jié)構(gòu)，該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242是鈦導電材料層與類金剛石層重復(fù)層疊結(jié)構(gòu)。
[0080]最后，如圖1H所不,于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252表面與該第ニ類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242表面上，分別形成一第一金屬焊接層29以及第二金屬焊接層28，其中，該第一金屬焊接層29的表面與該第二金屬焊接層28的表面形成一共平面。于本實施例中，該第一金屬焊接層29與該第二金屬焊接層28是由金層與金錫層構(gòu)成，且該金錫層是一共晶導電材料層。
[0081]據(jù)此，如圖1A至圖1H所示，上述制得覆晶式發(fā)光二極管，其包括:一基板20，具有一第一表面201以及ー相對于該第一表面201的第二表面202 ;—半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21,其位于該基板20的第二表面202上且該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21包含一無摻雜半導體磊晶層211、一第一半導體磊晶層212、一活性中間層213、以及ー第二半導體磊晶層214，其中，該無摻雜半導體磊晶層211、該第一半導體磊晶層212、該活性中間層213、以及該第二半導體磊晶層214為層疊設(shè)置，而該無摻雜半導體磊晶層211夾置于該第一半導體磊晶層212與該基板20之間，且該活性中間層213夾置于該第一半導體磊晶層212與該第ニ半導體磊晶層214之間；一反射層22，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導體磊晶層214表面；ー盲孔23，設(shè)于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21中，并貫穿該反射層22、該第二半導體磊晶層214以及該活性中間層213，而該盲孔23抵止于該第一半導體磊晶層212上；一第一電極251,該第一電極251設(shè)置于該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該盲孔23上，且其位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第一半導體磊晶層212上方；一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252，是填充于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該盲孔23中，井覆蓋于該第一電極251上方，且電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第一半導體嘉晶層212 ; —第一金屬焊接層29,位于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252上；一第二電極241，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導體磊晶層214上方，并經(jīng)由該反射層22電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導體磊晶層214 ；一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242，是位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二電極241上方，并電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導體磊晶層214 ；一第二金屬焊接層28,位于該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242上；其中，該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)242的表面與第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252的表面形成一共平面，且該第二金屬焊接層28的表面與該第一金屬焊接層29的表面亦形成一共平面；以及ー絕緣保護層26，其隔絕所覆蓋的該第一電極251、該第二電極241、該反射層22、該第一半導體磊晶層212以及該第二半導體磊晶層214的側(cè)壁，以及該盲孔23的內(nèi)壁表面，并隔絕該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)252與該第二半導體磊晶層214之間的直接接觸。
[0082]圖2A及圖2B是本發(fā)明實施例一的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。請參閱圖2A是本實施例的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，其擷取于圖1H虛線所圈取的A部分，該絕緣保護層26設(shè)置于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的外側(cè)，其包含一第一絕緣層261及一第二絕緣層262，該第一絕緣層261與該第二絕緣層262是堆棧設(shè)置；其中，上述該第一絕緣層261及該第二絕緣層262的材質(zhì)分別為具有不同的折射率的材料所制成，而不同折射率材料可至少ー選自由類金剛石(DLC)、氧化鈦(TixOy)、ニ氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、砷化鎵(GaAs)、神化鋁(AlAs)所組成的群組；該第一絕緣層261與該第二絕緣層262依序周期性堆棧設(shè)置而具有布拉格反射鏡(Distribute Bragg reflector)的特性,且使得本實施例的覆晶發(fā)光二極管中發(fā)射至側(cè)面的光線可通過絕緣保護層26反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面，進而提升輸出光率。在本實施例中，該第一絕緣層261的材料為二氧化硅(Si02，折射率:1.55)、該第二絕緣層262的材料為二氧化鈦(TiO2，折射率:2.51)，且該第一絕緣層261及該第二絕緣層262為交替形成14層堆棧結(jié)構(gòu)。
[0083]再來，請參閱圖2B是本實施例另一側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖，除了該絕緣保護層26設(shè)置于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的外側(cè)，且包含一第一絕緣層261及一第二絕緣層262之夕卜，于該絕緣保護層26的最外側(cè)設(shè)置一金屬保護層27，該金屬保護層27可至少一選自由鋁(Al)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鎳(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、或其合金所組成的群組，因此，通過該金屬保護層27，更能增加本實施例的覆晶式發(fā)光二極管發(fā)射至側(cè)面的光線反射至覆晶式發(fā)光二極管的出光面的反射率，進而更加提升輸出光率。在本實施例中，該金屬保護層27由銀(Ag，折射率:0.329)所構(gòu)成。
[0084]實施例二
[0085]請參考圖3，其本發(fā)明實施例二的覆晶式發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本實施例與前述實施例一的覆晶式發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)大致相同，其包括:一基板40，具有一第一表面401以及一相對于該第一表面401的第二表面402 ;—半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41,其位于該基板40的第二表面402上且該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41包含一無摻雜半導體磊晶層411、一第一半導體磊晶層412、一活性中間層413、以及一第二半導體磊晶層414，其中，該無摻雜半導體磊晶層411、該第一半導體磊晶層412、該活性中間層413、以及該第二半導體磊晶層414為層疊設(shè)置，而該無摻雜半導體磊晶層411夾置于該第一半導體磊晶層412與該基板40之間，且該活性中間層413夾置于該第一半導體磊晶層412與該第二半導體磊晶層414之間；一反射層42，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第二半導體磊晶層414表面；一盲孔43，設(shè)于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41中，并貫穿該反射層42、該第二半導體磊晶層414以及該活性中間層413，而該盲孔43抵止于該第一半導體磊晶層412上；一第一電極451,該第一電極451設(shè)置于該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該盲孔43上，且其位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第一半導體磊晶層412上方；一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)452，是填充于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該盲孔43中，并覆蓋于該第一電極451上方，且電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第一半導體嘉晶層412 ;—第一金屬焊接層49,位于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)452上；一第二電極441，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第二半導體磊晶層414上方，并經(jīng)由該反射層42電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第二半導體磊晶層414 ；一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)442，是位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第二電極441上方，并電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)41的該第二半導體磊晶層414;一第二金屬焊接層48,位于該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)442上；其中，該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)442的表面與第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)452的表面形成一共平面，且該第二金屬焊接層48的表面與該第一金屬焊接層49的表面亦形成一共平面；以及一絕緣保護層46，其隔絕所覆蓋的該第一電極451、該第二電極441、該反射層42、該第一半導體磊晶層412以及該第二半導體磊晶層414的側(cè)壁，以及該盲孔43的內(nèi)壁表面，并隔絕該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)452與該第二半導體磊晶層414之間的直接接觸；然而，不同于前述實施例一的結(jié)構(gòu)，在本實施例中，該基板40的第一表面401可通過一蝕刻處理而形成一粗糙化表面，另一方面，該基板40的第二表面402可通過一微影處里而形成一圖形化表面，進而有效提升本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管的出光率，并且可以控制本實施例的覆晶式發(fā)光二極管偏極以及光場分布。
[0086]實施例三
[0087]參考圖4，其是本實施例的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，芯片板上封裝結(jié)構(gòu)包括:一電路載板6 ;以及上述實施例一所制得的覆晶式發(fā)光二極管2，其是經(jīng)由該第一金屬焊接層29以及該第二金屬焊接層28電性連接該電路載板6，其中，電路載板6包含一絕緣層61、一電路基板60、以及電性連接墊63,該絕緣層61的材質(zhì)可選自由類金剛石、氧化鋁、陶瓷、含金剛石的環(huán)氧樹脂、或者上述材質(zhì)的混合物，該電路基板60是一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。
[0088]于該芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中，可利用形成于電性連接墊63表面的焊料62，透過覆晶方式，使該第一金屬焊接層29以及該第二金屬焊接層28與該電路載板6的電性連接墊63達到電性連接。
[0089]實施例四
[0090]參考圖5，其是本實施例的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖5所示，芯片板上封裝結(jié)構(gòu)包括:一電路載板6 ;以及上述實施例二所制得的覆晶式發(fā)光二極管4，其是經(jīng)由該第一金屬焊接層49以及該第二金屬焊接層48電性連接該電路載板6，其中，電路載板6包含一絕緣層61、一電路基板60、以及電性連接墊63,該絕緣層61的材質(zhì)可選自由類金剛石、氧化鋁、陶瓷、含金剛石的環(huán)氧樹脂、或者上述材質(zhì)的混合物，該電路基板60是一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。
[0091]于該芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中，可利用形成于電性連接墊63表面的焊料62，透過覆晶方式，使該第一金屬焊接層49以及該第二金屬焊接層48與該電路載板6的電性連接墊63達到電性連接。
[0092]綜上所述，本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管，其具有緩沖熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansion mismatch)及集中出光的結(jié)構(gòu)設(shè)計，可在發(fā)光二極管運作產(chǎn)生熱量的過程中持續(xù)使熱量散失。即使有部分熱量沒有自發(fā)光二極管中散失而促使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱膨脹，其中設(shè)置的類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可緩沖對應(yīng)的熱應(yīng)力，而保護不受損傷，并且能匯聚光束于出光面而提升出光率。
[0093]上述實施例僅是為了方便說明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求所述為準，而非僅限于上述實施例。
【權(quán)利要求】
1.ー種覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，包括: 一基板，具有一第一表面以及ー相對于該第一表面的第二表面； 一半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其位于該基板的該第二表面上方且包含一第一半導體磊晶層、一第二半導體磊晶層以及ー盲孔，其中，該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層是層疊設(shè)置，且該盲孔貫穿該第二半導體磊晶層； 一第一電極，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層上方； 一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，是填充于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該盲孔中，井覆蓋于該第一電極上方，且電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體嘉晶層; 一第二電極，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導體磊晶層上方； 一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二電極上方，并電性連接該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導體磊晶層；以及 ー絕緣保護層，覆蓋該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層的側(cè)壁以及該第二半導體磊晶層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕及該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導體磊晶層之間的接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在干，該絕緣保護層是由兩種或以上的不同折射率材料堆棧設(shè)置。
3.如權(quán)利要求2所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該不同折射率材料是至少一選自由絕緣類金剛石(Isolated DLC)、氧化鈦(TixOy)、二氧化娃(Si02)、砷化鎵(GaAs)、以及神化鋁(AlAs)所組成的群組。
4.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，還包括在該絕緣保護層的外側(cè)設(shè)置一金屬保護層。
5.如權(quán)利要求4所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該金屬保護層是至少ー選自由鋁(Al)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鎳(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、或其合金所組成的群組。
6.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該第二表面為ー圖形化表面。
7.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該第一表面為ー圖形化表面或一粗糙化表面。
8.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在干，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括一無摻雜半導體磊晶層，該無摻雜半導體磊晶層夾置于該第一半導體磊晶層與該基板的該第二表面之間。
9.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在干，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括一活性中間層，該活性中間層夾置于該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層之間。
10.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)選自由導電材料層與導電類金剛石層堆棧結(jié)構(gòu)、導電材料與類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)、以及導電材料與導電性類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)所組群組的至少ー者。
11.如權(quán)利要求10所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在干，該導電材料層或該導電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, IT0)、氧化招鋅(aluminum zincoxide,AZO)、氧化鋅(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、招(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一者。
12.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形成一共平面。
13.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，還包括:一第一金屬焊接層，位于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上；以及一第二金屬焊接層，位于該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面形成一共平面。
14.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該第一金屬焊接層或該第二金屬焊接層的材質(zhì)是選自由鎳(Ni)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)、金(Au)、錫(Sn)、鉻(Cr)、或其合金所組群組的至少一者。
15.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，還包含一反射層，夾置于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二電極之間。
16.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其特征在于，該第一半導體磊晶層、該第一電極以及該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導體磊晶層、該第二電極以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。
17.一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供一基板，具有一第一表面以及一相對于該第一表面的第二表面； 于該基板的該第二表面上方形成一半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)包含一第一半導體磊晶層、以及一第二半導體磊晶層，其中，該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層是層疊設(shè)置； 于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)開設(shè)一盲孔，其中，該盲孔貫穿該第二半導體磊晶層； 于該第二半導體磊晶層上方，以及于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該盲孔中分別形成一第二電極，以及形成一第一電極，且該一第一電極位于該半導體嘉晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層上方； 形成一絕緣保護層，覆蓋該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導體磊晶層的側(cè)壁以及該第二半導體磊晶層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面；以及 于該第一電極、以及該第二電極上方分別形成一第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及一第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)；其中，該絕緣保護層隔絕該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導體磊晶層之間的接觸。
18.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該絕緣保護層是由兩種或以上的不同折射率材料堆棧設(shè)置。
19.如權(quán)利要求18所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該不同折射率材料是至少一選自由絕緣類金剛石(Isolated DLC)、氧化鈦(TixOy)、二氧化娃(Si02)、砷化鎵(GaAs)、以及砷化鋁(AlAs)所組成的群組。
20.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，還包括在該絕緣保護層的外側(cè)設(shè)置一金屬保護層。
21.如權(quán)利要求20所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該金屬保護層是至少一選自由鋁(Al)、鈦(Ti)、鑰(Mo)、鎳(Ni)、銀(Ag)、金(Au)、鉬(Pt)、或其合金所組成的群組。
22.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該基板的該第二表面是通過蝕刻或顯影處理，使該第二表面形成一圖形化表面。
23.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該基板的該第一表面是通過蝕刻或顯影處理，使該第一表面形成一圖形化表面或一粗糙化表面。
24.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在干，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括一無摻雜半導體磊晶層，該無摻雜半導體磊晶層夾置于該第一半導體磊晶層與該基板的該第二表面之間。
25.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在干，該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括一活性中間層，該活性中間層夾置于該第一半導體磊晶層與該第二半導體磊晶層之間。
26.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)選自由導電材料層與導電類金剛石層堆棧結(jié)構(gòu)、導電材料與類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)、以及導電材料與導電性類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)所組群組的至少ー者。
27.如權(quán)利要求26所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在干，該導電材料層或該導電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化招鋅(aluminumzinc oxide,AZO)、氧化鋅(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、招(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少ー者。
28.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形成一共平面。
29.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，還包括以下步驟:于該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，分別形成一第一金屬焊接層、以及一第二金屬焊接層，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面形成一共平面。
30.如權(quán)利要求29所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該第一金屬焊接層或該第二金屬焊接層的材質(zhì)是選自由鎳(Ni)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)、金(Au)、錫(Sn)、鉻(Cr)、或其合金所組群組的至少ー者。
31.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，還包含以下步驟:于第二電極形成前，于該半導體磊晶多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成一反射層。
32.如權(quán)利要求17所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該第一半導體磊晶層、該第一電極以及該第一類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導體磊晶層、該第二電極以及該第二類金剛石/導電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。
33.一種芯片板上封裝結(jié)構(gòu)(chip on board, COB),其特征在于,包括: 一電路載板；以及 一如權(quán)利要求1至16中任一項所述的覆晶式發(fā)光二極管，其是經(jīng)由該第一金屬焊接層以及該第二金屬焊接層封裝于該電路載板。
34.如權(quán)利要求33所述的覆芯片板上封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該電路載板包含ー絕緣層、以及一電路基板，該絕緣層的材質(zhì)是選自由類金剛石、氧化鋁、陶瓷、以及含金剛石的環(huán)氧樹脂所組群組的至少一者。
35.如權(quán)利要求33所述的覆芯片板上封裝結(jié)構(gòu)，其特征在于，該電路基板是一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。`
【文檔編號】H01L33/46GK103489983SQ201210233881
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】甘明吉, 蔡百揚, 宋健民 申請人:錸鉆科技股份有限公司