半导体发光装置制造方法及图纸

本发明专利技术揭露一种半导体发光装置，具有半导体发光管芯以及外接的透光载体。半导体发光管芯具有发光层与透光基板。发光层承受偏压时会发出光线，且至少部分光线会经由透光基板射向透光载体。半导体发光管芯透过透光基板与透光载体相连接，且透光载体的面积大于发光层的面积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体发光装置，特别是涉及一种具有外接光摘出区的半导体发光装置，此光摘出区的截面积大于发光层的面积。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode；LED)为一种固态物理半导体元件，其至少包含pn结(pn junction)，此pn结形成于p型与n型半导体层之间。当于pn结上施加一定程度的偏压时，p型半导体层中的空穴与n型半导体层中的电子将会结合而释放出光。此光产生的区域一般又称为发光区(activeregion)。发光区发光的色彩取决于构成pn结的材料，例如，AlInGaP系列的LED可以发出红色至绿色范围的光，III-V氮化物系列的LED可以发出绿光至紫外光。一般来说，发光层的结构可分为单异质结构(single heterostructure；SH)、双异质结构(double heterostructure；DH)、双侧双异质结构(double-side doubleheterostructure；DDH)、以及多层量子井(multi-quantum well；MQW)等，然而，此等结构的基本原理仍遵循pn结的机制。一个商品化的LED产品的结构中，除了pn结外，尚会包含生长基板(growth substrate)、缓冲层(bufferlayer)、电极、反射层、导线、及/或荧光粉等。发光层所产生的光朝各个方向前进。然而，使用者通常仅需要特定方向的光，而需要利用反射层或镜面反射部分的光线。此外，LED材料与环境介质间的折射系数差异会造成照射在LED边界的光线在特定入射角下遭到全反射。一般来说，上述各种形式的被反射光难以避免地会再行经LED内部。如图1A所示，现有发光二极管100包括基板110与外延层130。外延层130中包括发光层131。发光层131在承受一偏压下会朝各个方向发射光线。外延层130与基板110间形成反射层150以反射来自发光层131的光线。射线R1射向发光二极管100上方，当环境介质的折射系数小于发光二极管100的折射系数，且入射角大于临界角，射线R1会在外延层130的边界全反射而返回外延层130内部。当射线R1穿过发光层131时，部分的射线R1会被发光层131吸收。另一部份未被吸收的射线R1会照射到反射层150且被反射向上而再次穿过发光层131。如此，射线R1于外延层130内震荡并反复行经发光层131而逐渐被吸收。于相同机制下，射向发光二极管100下方的射线R2亦于外延层130内震荡并反复行经发光层131而逐渐被吸收。如图1B所示，发光二极管100的基板110与外延层130间不形成反射层，且基板110相对于发光层131所发的光为透明。基板110下方可以设置镜面(未显示)或仅为空气。自基板110的底面被反射的射线R3，若以大于临界角ΘC的入射角ΘI照射基板110的侧壁，射线R3将被反射回外延层130内部。部分返回外延层130的射线R3为发光层131所吸收。如上所述，射线R3于外延层130的边界可能会被全反射而返回外延层130内部，并于外延层130内震荡并反复行经发光层131而逐渐被吸收。被发光层131所吸收的光线于某些程度上势将降低发光二极管100的光摘出效率(light extraction efficiency)。
技术实现思路
本专利技术提供一种半导体发光装置以及一种发光二极管封装结构，可以减少被发光层吸收的光线。本专利技术的半导体发光装置包含发光结构与外接的透光载体。发光结构至少包含由二种相异半导体层所构成的发光层以及透光基板。透光载体与发光结构于透光基板的侧相连接，且透光载体的面积大于发光层的面积。半导体层承受偏压时会发出光线。部分光线会透过透光基板射入透光载体。透光载体可以增加发光结构的光摘出效率。本专利技术的发光二极管封装结构至少包含透光载体、基座、正极支架、与负极支架。透光载体固定于基座上。透光载体与基座间可以选择地设置反射结构。透光载体用以承载发光二极管管芯，且透光载体的面积大于发光二极管管芯中发光层的面积。发光二极管管芯的正负极分别电连接至正极支架与负极支架。附图说明图1A及1B为显示现有发光二极管内的光迹图。图2A为显示依据本专利技术一实施例的半导体发光装置的剖面图。图2B为显示图2A的半导体发光装置的光迹图。图3A～3C为显示依据本专利技术另一实施例的半导体发光装置的剖面图。图4为显示依据本专利技术又一实施例的半导体发光装置的剖面图。图5A与5B为显示本专利技术半导体发光装置的面积比与功率比的关系图。图6为显示采用本专利技术的半导体发光装置的封装结构的示意图。简单符号说明100～发光二极管；110～基板；130～外延层；131～发光层；150～反射层；200～半导体发光装置；210～透光载体；213～第三表面；214～第四表面；220～透光基板；221～第一表面；222～第二表面；230～第一电性半导体层；240～发光层；250～第二电性半导体层；260～第一电极；270～第二电极；300～基座；301～正极支架；302～负极支架；303～导线；304～导线。具体实施例方式详细说明如图2A所示，本专利技术的半导体发光装置200包含形成于透光载体210上的发光结构。发光结构，如发光二极管管芯，包含透光基板220、第一电性半导体层230、与第二电性半导体层250。第一电性半导体层230与第二电性半导体层250，例如p型与n型半导体等，具有相异电性的半导体材料，其结合处形成发光层240。当发光结构承受一偏压时，发光层240会产生光线。此外，电极260与270分别电连接至第一电性半导体层230与第二电性半导体层250，用以连接至外部电路。透光基板220下连接透光载体210。透光载体210独立于发光结构或发光二极管管芯本体外，换句话说，透光载体210并不是在发光二极管管芯工艺中形成。透光基板220具有相对的第一表面221与第二表面222。第一表面221较第二表面222接近发光层240。透光载体210具有相对的第三表面213与第四表面214。第三表面213较第四表面214接近发光层240。本专利技术中，透光载体210的面积大于发光层240的面积。若于透光载体210下形成镜面或反射层，来自于发光层210的光线会被反射。由于发光层240的面积小于透光载体210的面积，因此，反射光有较大的机率可以经由透光载体210未被发光层240覆盖的区域射出，相对地，返回发光层240的反射光将会减少，亦即，被发光层240吸收的光量降低。如图2B所示，射线R4自发光层240射向透光载体210的底面并被反射朝向透光载体210的侧向。由于透光载体210大于发光层240，因此，射线R4不易如现有技术一般直接射向透光载体210的侧壁。反之，射线R4有较大机率射向透光载体210的第三表面213中未被发光层240覆盖的区域。故而降低射线R4被发光层240吸收的机率以及数量。本实施例中，透光载体的第三表面213的面积不小于第一表面221与第二表面222中任一者的面积。且第四表面214的面积大于发光层240的面积，优选地，第四表面214与发光层240的面积的比值不小于1.6，亦即，当透光基板210与发光层240的形状皆为正方形时，其边长的比值约大于1.26。优选地，透光载体210与发光层面积的比值介于4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光装置，包含：发光结构，包含：发光层，位于ｎ型半导体层与ｐ型半导体层之间；透光基板，具有相对的第一表面与第二表面，该第一表面较该第二表面接近该发光层；及透光载体，用以承载该发光结构，并可与该发光结构相区别，该透光载体具有相对的第三表面与第四表面，该第三表面较该第四表面接近该发光层；其中，该第三表面的面积不小于该第一表面与该第二表面中任一者的面积，该第四表面与该发光层的面积的比值不小于１．６。

【技术特征摘要】
1.一种半导体发光装置，包含发光结构，包含发光层，位于n型半导体层与p型半导体层之间；透光基板，具有相对的第一表面与第二表面，该第一表面较该第二表面接近该发光层；及透光载体，用以承载该发光结构，并可与该发光结构相区别，该透光载体具有相对的第三表面与第四表面，该第三表面较该第四表面接近该发光层；其中，该第三表面的面积不小于该第一表面与该第二表面中任一者的面积，该第四表面与该发光层的面积的比值不小于1.6。2.如权利要求1所述的半导体发光装置，还包括第一结合层，用以结合该发光层与该透光基板。3.如权利要求1所述的半导体发光装置，还包括第二结合层，用以结合该发光结构与该透光载体。4.如权利要求2或3所述的半导体发光装置，其中该第一结合层与该第二结合层的材料分别择自SOG、硅树脂、BCB、环氧树脂、聚亚酰胺、及PFCB所构成的组。5.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第一表面的面积不小于该发光层的面积。6.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第二表面的面积不小于该发光层的面积。7.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第四表面的面积大于该第三表面的面积。8.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第四表面的面积大于该第三表面的面积，该第三表面的面积大于该第二表面的面积，该第二表面的面积大于该第一表面的面积。9.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第二表面的面积大于该第一表面的面积，该第四表面的面积大于该第三表面的面积，且第二表面与第三表面的面积实质上相同。10.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第一表面的面积大于该第二表面的面积。11.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第三表面未为该发光结构覆盖的部分包含不平整表面。12.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该第三表面未为该发光结构覆盖的部分包含粗糙表面。13.如权利要求1所述的半导体发光装置，其中该发光结构还包括电极，位于该发光结构相对于该透光载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢明勋，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]