[發(fā)明專利]發(fā)光元件及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610139632.1
• 申請(qǐng)日: 2006-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN101150156A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝育仁;范軒誠(chéng);許政義;黃崇桂;林錦源
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 晶元光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 陶鳳波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，特別是涉及一種具有微凸塊電極的發(fā)光元件。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(Light?Emitting?Diode；LED)在高功率照明的運(yùn)用上，除了須持續(xù)提升亮度外，散熱問(wèn)題是另一亟需解決的主要問(wèn)題。當(dāng)發(fā)光二極管光取出效率不佳時(shí)，無(wú)法穿出發(fā)光裝置(發(fā)光二極管及其封裝體)的光線會(huì)轉(zhuǎn)換為熱能。若無(wú)法有效將此熱能導(dǎo)出發(fā)光裝置，發(fā)光二極管在操作時(shí)溫度會(huì)上升，因而造成元件可靠性問(wèn)題。先前技藝為解決元件散熱問(wèn)題，提出許多方法。例如在以藍(lán)寶石基板成長(zhǎng)氮化鎵系列的發(fā)光元件中，利用二次轉(zhuǎn)移方式以激光光照射或以化學(xué)蝕刻方式移除導(dǎo)熱性較差的藍(lán)寶石基板，再結(jié)合一導(dǎo)熱性較佳的硅基板，以改善晶粒本身的散熱效果。另一改善方式為以倒裝芯片接合(flip-chip?bonding)取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線接合(wire?bonding)。圖1揭露一種現(xiàn)有的倒裝芯片接合發(fā)光裝置，包括一發(fā)光二極管10及一基座單元(submountunit)20，金球凸塊24形成于第一接合墊22及第二接合墊23上，用以在一接合制程中將發(fā)光二極管10與基座單元20結(jié)合。金球凸塊24以植金球(Goldstud?bump)方式，逐一形成在第一接合墊22及第二接合墊23上，再利用熱音波接合(thermosonic?bonding)方式，將基座單元20上的金球凸塊24與發(fā)光二極管10的電極15與16的接合面施以超音波(ultrasonic?wave)，使接合面快速磨擦產(chǎn)生高熱而熔融接合。一般金球直徑約為50um左右，各金球尺寸必須相近，以避免在接合時(shí)，較低的金球無(wú)法接觸到被接合面，而影響產(chǎn)品特性及接合成品率。另外，由于金球由金線以熱音波方式，在金線前端熔融為球體后，黏著在基座上，金球尺寸受限于金線尺寸而無(wú)法進(jìn)一步微縮，造成接合后的厚度仍大于20um，因此無(wú)法進(jìn)一步降低發(fā)光二極管10與基座21間的熱阻(thermal?resistance)，因而限制了發(fā)光二極管10在高功率器件的應(yīng)用。

因此，本發(fā)明提出一發(fā)光元件，可用于倒裝芯片直接接合，無(wú)須額外植金球于基座上，具有接合面積廣、接合距離短、導(dǎo)熱性高、可靠性佳、及成本低的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一發(fā)光元件，適用于以倒裝芯片接合的方式直接接合至一基座上，包括具有多個(gè)微凸塊的電極，且發(fā)光元件通過(guò)多個(gè)微凸塊與基座形成一短距離接合，以提高發(fā)光元件的散熱效率。

本發(fā)明的另一目的在提供一發(fā)光元件，包括一透明基板、一第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)層形成于該透明基板上、一活性層形成于該第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)層上、一第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)層形成于該活性層上、一接觸層形成于該第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)層上、以及一電極，具有多個(gè)微凸塊，形成于該接觸層上，用以直接接合于一基座上。其中，該多個(gè)微凸塊為一體成形于該電極上。

本發(fā)明的另一目的在提供一發(fā)光元件，包括一發(fā)光二極管、一基座及多個(gè)微凸塊。該發(fā)光二極管包括一透明基板及至少一電極，該基座包括至少一接合墊，該等多個(gè)微凸塊則介于電極及接合墊之間，且一體成形于電極或接合墊上。

本發(fā)明的另一目的在提供一發(fā)光元件的制造方法，包括提供一發(fā)光二極管包括一透明基板及至少一電極，形成多個(gè)微凸塊于該電極上，其中，該多個(gè)微凸塊為一體成形于該電極上。

附圖說(shuō)明

圖1為一示意圖，顯示依先前技藝所示的一發(fā)光元件；

圖2為一示意圖，顯示依本發(fā)明所示的一發(fā)光元件；

圖3為一示意圖，顯示依本發(fā)明所示的另一實(shí)施例；

圖4為一示意圖，顯示依本發(fā)明所示的又一實(shí)施例；

圖5為一示意圖，顯示依本發(fā)明所示的又一實(shí)施例；

圖6為一示意圖，顯示依本發(fā)明所示的一電極上視圖；

圖7為一示意圖，顯示依本發(fā)明所示的另一電極上視圖；

圖8為依本發(fā)明所測(cè)得的電流與發(fā)光量的效能曲線圖。

簡(jiǎn)單符號(hào)說(shuō)明

10、30、50、60、70：發(fā)光單元；

20、40：基座單元；

11、31：透明基板；

21、41：基座；

12、32、62、72：發(fā)光疊層；

121、321、621、721：第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層；

122、322、622、722：活性層；

123、323、623、723：第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層；

13、33、63、73：第一接觸層；

14、34、64、74：第二接觸層；

15、35、65、75、85、95：第一電極；

16、36、66、76、86、96：第二電極；

22、42：第一接合墊；