[发明专利]半导体发光元件及其晶粒制作方法无效
申请号: | 200810096702.9 | 申请日: | 2008-05-05 |
公开(公告)号: | CN101577299A | 公开(公告)日: | 2009-11-11 |
发明(设计)人: | 曾文良;陈隆欣 | 申请(专利权)人: | 先进开发光电股份有限公司 |
主分类号: | H01L33/00 | 分类号: | H01L33/00 |
代理公司: | 隆天国际知识产权代理有限公司 | 代理人: | 陈 晨;吴世华 |
地址: | 中国台*** | 国省代码: | 中国台湾;71 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 半导体 发光 元件 及其 晶粒 制作方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种半导体发光元件,尤其涉及一种可有效抵抗爬锡现象的半导体发光元件。
背景技术
传统的光源,例如白炽灯泡,其主要的发射能量是红外光。然而红外光不被人体所见,却会产生许多热,因此其发光效率不符效益。相对地,发光二极管(light emitting diode,LED)的发光频谱上,并不包含红外光,故其提供了一种较省能源的发光方式。因此在照明方面,高亮度的发光二极管有大量的市场需求。
然而为提高发光二极管的亮度,一般会在其衬底的下方另外形成多层的金属反射层,如金属银和金属铝等,其目的是用以反射原本难以利用的光线,以增加该发光二极管的照明光线能量,进而提高亮度。
目前主流的氮化镓(GaN)发光二极管以蓝宝石(sapphire)作其衬底(substrate)。传统以银掺杂于环氧树脂(epoxy),也俗称银胶,作为其固晶的方法,会因蓝宝石衬底的导热性不佳,加上银胶导热性也不甚理想,造成该发光二极管的温度过高而影响其发光效率。因此如何应用导热性不佳的材料作为发光二极管的衬底而不影响其发光效率,实为重要课题。
图1显示中国台湾专利200729536公开的一种发光二极管组件的芯片粘着方法。如图1所示,其将一欲固晶的发光二极管100以锡合金300粘着于一载体400上。该发光二极管100包含一外延层110和一蓝宝石衬底120。该锡合金300由于其导热效果良好,故可有效解决应用蓝宝石衬底所造成导热性不佳的问题。然而在该固晶过程中,该锡合金300在熔融状态容易因为虹吸原理而发生爬锡现象,如图2所示。换句话说,该锡合金300会沿着该发光二极管100的金属反射层200而渗入层与层的界面间,造成短路或是遮蔽光线,严重影响该发光二极管的发光效率。
美国专利US5,952,681公开一种可同时发射不同波长光线的发光二极管。该发光二极管是一外延于蓝宝石的紫外光氮化镓发光二极管,并于其晶粒四周及衬底底层皆形成反射层,以加强其发光效率。然而此种结构在固晶时,仍然会发生爬锡现象而使得锡液侵入其反射层间,进而降低该反射层的反光效果。
美国专利US6,258,699公开一种发光二极管的制造工艺方法,其是外延于一暂时衬底,并将该暂时衬底移除,而覆晶(也称为“倒装芯片”)在一永久衬底上。该永久衬底的底部形成一反射层以作为提高该发光二极管亮度的方法。
美国专利US7,196,347公开一种发光二极管的架构,在其反射层上形成一超晶格(super lattice)层,以降低该发光二极管的功率消耗,并均匀分布该发光二极管的发光部位。然而上述两种结构在固晶时,仍无法解决爬锡现象。
发明内容
因此,有必要设计一半导体发光元件和其晶粒制作方法,在使用锡合金固晶时,可有效抵抗爬锡现象。
本发明的一实施例的半导体发光元件,包含一衬底、一外延层、至少一金属反射层和一保护层。该外延层生长于该衬底的正面。该至少一金属反射层形成于该衬底的背面。该保护层形成于该金属反射层之上并包覆该金属反射层。
本发明的一实施例的半导体发光元件的晶粒制作方法,包含下列步骤:形成光致抗蚀剂于一半导体发光元件的衬底一侧的外围;于该光致抗蚀剂内侧形成至少一层金属反射层在该衬底上;去除该光致抗蚀剂;以及形成一包覆该至少一金属反射层的保护层在该至少一金属反射层上。
附图说明
图1显示中国台湾专利200729536公开的发光二极管组件的芯片粘着方法;
图2显示半导体发光元件在共晶时发生爬锡现象的示意图;
图3显示本发明的一实施例的半导体发光元件的晶粒制作方法的流程图;
图4显示本发明的一实施例的半导体发光元件的晶粒制作方法的步骤示意图;
图5显示本发明的一实施例的半导体发光元件的晶粒制作方法的步骤示意图;
图6显示本发明的一实施例的半导体发光元件的晶粒制作方法的步骤示意图;
图7显示本发明的一实施例的半导体发光元件的晶粒制作方法的步骤示意图;以及
图8显示本发明的一实施例的半导体发光元件。
并且,上述附图中的附图标记说明如下:
100 发光二极管 110 外延层
120 蓝宝石衬底 300 锡合金
400 载体 600 半导体发光元件
610 外延层 620 衬底
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