[發(fā)明專利]半導(dǎo)體發(fā)光元件及覆晶式封裝元件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210147492.8
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN103426987A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李允立;吳志凌;黃逸儒;羅玉云
• 申請（專利權(quán)）人: 新世紀(jì)光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/48;H01L33/62
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體發(fā)光元件及覆晶式封裝元件。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(light-emitting?diode，LED)與傳統(tǒng)的白熾燈、螢光燈相比，在環(huán)保、電光轉(zhuǎn)換效率以及使用壽命上占有絕對的優(yōu)勢，但是在照明普及與應(yīng)用上仍存在發(fā)光效率與制作成本等技術(shù)問題。

發(fā)光二極體(LED)的發(fā)光效率一般稱為元件的外部量子效率(External?quantum?efficiency)，其為元件的內(nèi)部量子效率(Internal?quantum?efficiency)及元件的光萃取率(Light?extraction?efficiency)的乘積。所謂元件的內(nèi)部量子效率其實(shí)就是元件本身的電光轉(zhuǎn)換效率，主要與元件本身的特性如元件材料的能帶、缺陷、雜質(zhì)及元件的磊晶組成及結(jié)構(gòu)等相關(guān)。例如在同質(zhì)接面結(jié)構(gòu)中，電子與空穴相遇而復(fù)合(產(chǎn)生光)的機(jī)率極低，亦即發(fā)光效率很低。元件的光萃取率則為元件內(nèi)部產(chǎn)生的光子，在經(jīng)過元件本身的吸收、折射、反射后實(shí)際上在元件外部可測量到的光子數(shù)目。

一般而言，高品質(zhì)發(fā)光二極體的內(nèi)部量子效率(Internal?quantum?efficiency)可以達(dá)到90％以上，然而主動(dòng)層(發(fā)光層)所產(chǎn)生的光子在到達(dá)芯片與空氣的界面且當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，會(huì)發(fā)生全反射(Total?Internal?Reflection，TIR)的現(xiàn)象。換言之，小于臨界角(Critical?angle)的光子才可射出，而其余的光子則會(huì)被反射回芯片內(nèi)。光子在發(fā)光二極體(LED)芯片內(nèi)經(jīng)過多次反射后，最終被材料所吸收，造成光萃取(Light?extraction?efficiency)的損耗，進(jìn)而影響外部量子效率，成為提升發(fā)光二極體發(fā)光效率最大的絆腳石。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，具有良好的發(fā)光效率。

本發(fā)明提供一種覆晶式封裝元件，具有良好的發(fā)光效率。

本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，包括第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層以及反射層。第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層具有平臺(tái)部與下陷部，其中平臺(tái)部的厚度大于下陷部的厚度。發(fā)光層配置于平臺(tái)部上，且具有第一表面、相對于第一表面的第二表面及連接第一表面與第二表面的第一側(cè)壁面，其中第一表面朝向第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層，且第二表面背對第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層。第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層配置于發(fā)光層上，第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層具有第三表面、相對于第三表面的第四表面及連接第三表面與第四表面的第二側(cè)壁面，其中第三表面朝向發(fā)光層，且第四表面背對發(fā)光層。反射層覆蓋至少部分第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層及至少部分第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層，其中以平行于發(fā)光層的觀察方向來看，反射層覆蓋至少部分第一側(cè)壁面與至少部分第二側(cè)壁面，且反射層的反射率大于98％。

本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，包括第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層、第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層、第一反射層、發(fā)光層以及第二反射層。第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層具有平臺(tái)部與下陷部，其中平臺(tái)部的厚度大于下陷部的厚度。第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層配置于平臺(tái)部上。發(fā)光層配置于第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層與第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層之間。第一反射層配置于第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層上。第二反射層配置于第一反射層上，且覆蓋至少部分第一反射層，其中第二反射層的反射率大于98％。沿著垂直于該發(fā)光層的觀察方向來看，至少部分的第二反射層與第一反射層不重疊。

本發(fā)明的另一實(shí)施例提出一種覆晶式封裝元件，包括上述半導(dǎo)體發(fā)光元件及線路基板。半導(dǎo)體發(fā)光元件倒覆于線路基板而與其電性連接。該半導(dǎo)體發(fā)光元件包括：第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層，具有平臺(tái)部與下陷部，其中該平臺(tái)部之厚度大于該下陷部的厚度；第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層，配置于該平臺(tái)部上，發(fā)光層，配置于該第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層與該第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層之間；第一反射層，配置于該第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層上；第二反射層，配置于該第一反射層上，其中該第二反射層的反射率大于98％；第一金屬接點(diǎn)，配置于該第二反射層上，且電性連接至該第一態(tài)摻雜半導(dǎo)體層；以及第二金屬接點(diǎn)，配置于該第二反射層上，且電性連接至該第二態(tài)摻雜半導(dǎo)體層；其中，沿著垂直于該發(fā)光層的觀察方向來看，至少部分的該第二反射層與該第一反射層不重疊。