[發明專利]具散熱貫穿孔的氮化鎵系發光二極管結構

無效

• 申請號: 200910180388.7
• 申請日: 2009-10-27
• 公開（公告）號: CN102054904A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 陳隆建;彭少鵬
• 申請（專利權）人: 東莞市福地電子材料有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務所 11264
• 代理人: 劉俊

技術領域

本發明涉及一種氮化鎵系發光二極管結構，尤其涉及一種具散熱貫穿孔的氮化鎵系發光二極管結構。

背景技術

發光二極管(Light?Emitting?Diode，LED)具有高效率的發光特性，且可用一般半導體制造過程大量生產，因此在強調節能的國際風潮下，發光二極管已大量的應用于一般照明光源與液晶顯示器的背光源。

發光二極管主要是利用外部電壓施加到光二極管的正極端與負極端，使光二極管的PN接面形成順偏導通，而由于發光二極管具有直接能隙的特性，因此能將大部分的電能轉換成光能而發光，其余的電能則轉為熱量。一般來說，發光二極管的發光效率受溫度影響，尤其是高功率的發光二極管，常常因散熱效率不佳而大幅降低發光效率，或甚至因溫度過高而發生永久性的毀損，因此如何提高發光效率以及加強散熱效率一直以來便是發光二極管產業界的首要課題。

在不同的發光二極管中，氮化鎵系發光二極管由于具有相當高的發光效率以及操作穩定性，因此逐漸受到重視，而針對氮化鎵系發光二極管以提高發光及散熱效率的不同解決方案已常見于發光二極管產業界。

參閱圖1，為現有技術中發光二極管結構的示意圖。如圖1所示，發光二極管結構包括發光二極管芯片10、藍寶石基體20及反射層30，其中發光二極管芯片10是在藍寶石基體20上形成，發光二極管芯片10可為垂直結構發光二極管芯片，主要包括依序堆棧在藍寶石基體20上的P型氮化鎵層及N型氮化鎵層，利用順偏時P型氮化鎵層及N型氮化鎵層的接面發生電子電洞復合而發光。反射層30在藍寶石基體20底下，可為分布式布拉格反射層(Distributed?Bragg?Reflector，DBR)，用以反射發光二極管芯片10的光線，如圖1中的光路徑L所示，藉以提高整體的發光效率。

上述發光二極管結構的缺點是，藍寶石基體的散熱能力差，無法快速移除發光二極管芯片所產生的熱量，因此限制發光二極管芯片的操作功率，而不適用于高功率發光二極管。

參閱圖2，為現有技術中另一發光二極管結構的示意圖。如圖2所示，發光二極管結構主要包括發光二極管芯片10及散熱層40，在藍寶石基體(圖中未顯示)上形成發光二極管芯片10后，是經鐳射剝離制程(Laser?Lift-off?Process)剝離去除藍寶石基體，接著在發光二極管芯片10的底下，利用鋁或銅電鍍(Al?or?Cu?Plating)而形成包括鋁、銅合金或金屬的散熱層40上，因散熱層40可直接移除發光二極管芯片10所產生的熱量，所以能大幅提高散熱效率。然而，該現有技術的缺點為制造成本高，尤其是需要復雜的制造步驟，包括鐳射剝離制程，因此與目前的發光二極管的制程不兼容。

因此，需要一種不需鐳射剝離制程且能在目前制程所兼容條件提供額外散熱路徑的發光二極管結構，藉以解決上述問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種具散熱貫穿孔的氮化鎵系發光二極管結構，以解決上述現有技術中的問題。

本發明所述的具散熱貫穿孔的氮化鎵系發光二極管結構，包括：

一藍寶石基體；

一散熱層，在該藍寶石基體的下表面；以及

一發光二極管芯片，為氮化鎵系的發光二極管芯片，在該藍寶石基體的上表面上，且具有一發光區；

其中，該散熱層用以提供散熱，該氮化鎵系發光二極管結構具有至少一散熱貫穿孔，該散熱貫穿孔貫穿該發光二極管芯片以及藍寶石基體，且在散熱貫穿孔內填滿導熱材料，以形成接觸到散熱層的散熱連接道，提供額外的散熱路徑，將該發光二極管芯片所產生的熱量傳導至外部。

本發明所述的具散熱貫穿孔的氮化鎵系發光二極管結構中，發光二極管芯片在藍寶石基體的上表面上，而散熱層在藍寶石基體的下表面，且氮化鎵系發光二極管結構具有至少一散熱貫穿孔，該至少一散熱貫穿孔貫穿發光二極管芯片以及藍寶石基體，且散熱貫穿孔內填滿導熱材料，以形成接觸到散熱層的散熱連接道，提供額外的散熱路徑以大幅提高散熱效應，進而避免發生過熱而影響發光穩定性或甚至發生永久性毀損。

附圖說明

圖1為現有技術中發光二極管結構的示意圖。

圖2為現有技術中另一種發光二極管結構的示意圖。

圖3為本發明所述具散熱貫穿孔的氮化鎵系發光二極管結構的示意圖。

具體實施方式

以下配合說明書附圖對本發明的實施方式做更詳細的說明，以使本領域技術人員在研讀本說明書后能據以實施。