[发明专利]发光二极管结构与其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高亮度发光二极管结构与其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED)的发光原理和结构与传统光源并不相同，具有耗电量低、元件寿命长、无须暖灯时间、反应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、适合量产，容易配合应用需求制成极小或阵列式的元件，在市场上的应用颇为广泛。例如，光学显示装置、激光二极管、交通号志、数据存储装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置等。

常见的阵列式发光二极管，如图1所示，包含一基板8、多个发光叠层2置于基板8上，包含一第二半导体层26、一发光层24、以及一第一半导体层22。如采用不导电的基板8，多个发光叠层2之间由蚀刻形成沟槽18后可使各发光叠层2彼此绝缘，另外再通过部分蚀刻多个发光叠层2至第二半导体层26，分别于第二半导体层26暴露区域以及第一半导体层22上形成一第一电极4以及一第二电极6。再通过金属导线19选择性连接多个发光叠层2的第一电极4及第二电极6，使得多个发光叠层2之间形成串联或并联的电路。

以上发光二极管可进一步结合一次载体(sub-mount)而形成一发光装置，所述发光装置包含一具有至少一电路的次载体；至少一焊料(solder)位于上述次载体上，通过此焊料将上述发光二极管固定于次载体上并使发光二极管的基板与次载体上的电路形成电连接；以及，一电连接结构，以电连接发光二极管的电极垫与次载体上的电路；其中，上述的次载体可以是导线架(lead frame)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate)，以方便发光装置的电路规划并提高其散热效果。

但目前发光二极管的内部量子效率约为50%至80%左右，约有20%至50%的输入功率无法被转换成光。当发光二极管进行封装后，部分发光二极管产生的光在封装体内反射或漫射，最后被发光二极管的电极所吸收，导致光的损失。此外，由于设置在发光二极管上的电极阻挡出光路径，部分发光二极管产生的光线无法有效被取出，导致亮度无法提升。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一发光二极管结构，其包含一基板，一个或多个半导体发光叠层位于基板上，其中半导体发光叠层包含一第一半导体层，一第二半导体层与第一半导体层电性相异，及一发光层介于第一半导体层及第二半导体层之间，一第一电极在基板上，与半导体发光叠层分离，且与第一半导体层电性相连；及一第二电极在基板上，与半导体发光叠层分离，且与第二半导体层电性相连，其中，第一电极与第二电极的高度不超过半导体发光叠层的高度。一发光二极管结构的制造方法，包含提供一基板，提供多个半导体发光叠层于基板之上，其中多个半导体发光叠层与基板之间具有一第二导电层相连，形成一第二电极在多个半导体发光叠层之间，且与第二导电层电性连结，形成一电性绝缘层覆盖第二导电层及第二电极，形成一第一电极在多个半导体发光叠层之间，且与多个半导体发光叠层电性连结。

附图说明

图1显示常见的阵列式发光二极管结构；

图2A与图2B显示根据本发明第一实施例的高亮度发光二极管结构；

图3A与图3B显示根据本发明第二实施例的高亮度发光二极管结构；

图4A与图4B显示根据本发明第三实施例的高亮度发光二极管结构；

图5A与图5B显示根据本发明第四实施例的高亮度发光二极管结构；

图6A到图6E根据本发明一实施例的高亮度发光二极管结构的制作工艺方法；

图7A 到图7E显示根据本发明第五实施例的高亮度发光二极管结构。

主要元件符号说明

2         半导体发光叠层      8          基板

201       第一区域            E1         第一侧

202       第二区域            E2         第二侧

22      第一半导体层     18       沟槽

221     第一表面         10       第二导电层

24      发光层           101      第一部分导电层

26      第二半导体层     102      第二部分导电层

4       第二电极延伸部   1021     部分区域

42      第二反射层       12       透明绝缘层