高亮度发光二极管装置及其制造方法制造方法及图纸

一种发光二极管装置包含一个多层结构，该多层结构包含一个或多个发光层，以在电流驱动后发出光线；一个透明保护层位于该多层结构的一个外表面；一个光反射层位于该透明保护层上；及多个电接触垫连接至该多层结构。制作该发光二极管装置的步骤中，是将该光反射层与该透明保护层图案化，以形成可将多层结构的一个区域露出的至少一个开口；及形成一个电接触垫，以经由通过该光反射层与该透明保护层的该开口而连接到该多层结构。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种发光二极管装置及其制造方法，更有关于一种。现有技术发光二极管(light-emitting diode)一般而言是具有n型半导体层、p型半导体层、及发光层(active layer)的多层结构，其中发光层位于n型半导体层及p型半导体层间。当电信号施加到发光二极管的相对应电极后，自n型半导体层及p型半导体层分别产生的电子及空穴即可在发光层结合而发光。发光二极管的发光效率通常使用多种因子加以特性化及界定，例如光撷取效率因子即是指发光二极管可送至外界的光线与发光二极管内部产生光线的比值，因为发光二极管内部会有复杂的内部吸收路径，发光二极管送至外界的光线会小于发光二极管内部产生光线。为了增加光撷取效率因子，可以在发光二极管的多层结构中置入反射板，以使光线可以反射到有效的方向。美国专利No.6,194,743公开了一种发光二极管，其中在p型半导体层上形成使用银材料的p型电极，由于银具有高反光系数，发光二极管所产生的光线可以被这个高反射率的p型电极反射，以使光线可以重新导向基板方向，而避免被p型电极吸收。PCT专利申请案PCT/US00/35184公开了另一种常规的发光二极管，该专利申请案公开了一种多层反射接触结构，此反射接触结构具有特定的反射金属层以达到最优化的反射率及电特性。上述常规技术使用的金属层虽然可以提供反射效果并提升光撷取效率因子，但是经实验验证该金属层也会影响发光二极管的热稳定度。假设一个发光二极管最初的操作电压设定在3.3V，如果该发光二极管是用250℃的回流(reflow)工艺而组装到基板时，该发光二极管的操作电压会漂移至4.2V。如果在银之中加入氧化铟锡(ITO)可以增加热稳定度，但是ITO的附着性比金属差。因此本专利技术的目的即在提供一种可克服常规技术的缺点并具有高亮度的发光二极管装置及其制造方法。
技术实现思路
本专利技术公开了一种可改善热稳定特性且具有高亮度的发光二极管装置及其制造方法，其中光反射层与发光二极管装置的欧姆接触层分离，以提升热稳定度。依据本专利技术的一个优选具体实例，本专利技术的发光二极管装置包含一个多层结构，该多层结构包含一个或多个发光层，以在电流驱动后发出光线；一个透明保护层位于该多层结构的一个外表面；一个光反射层位于该透明保护层上；及多数电接触垫连接至该多层结构。依据本专利技术的另一个优选具体实例，本专利技术的发光二极管装置制作步骤包含将该光反射层与该透明保护层图案化，以形成可将多层结构的一个区域露出的至少一个开口；及形成一个电接触垫，以经由通过该光反射层与该透明保护层的该开口而连接到该多层结构。附图说明图1A为依据本专利技术一个优选具体实例的发光二极管装置侧视图；图1B说明依据本专利技术的一个优选具体实例将一个发光二极管装置组装到一个基体之上的侧视图； 图2A-2H说明依据本专利技术一个优选具体实例的高亮度发光二极管装置制造方法的各步骤。实施方式为了使贵审查委员能更进一步了解本专利技术为达到预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得到深入且具体的了解，然而所附图式仅仅用于提供参考与说明，并非用来对本专利技术加以限制。本专利技术公开了一种可改善热稳定特性且具有高亮度的发光二极管装置及其制造方法，其中光反射层与发光二极管装置分离。参见图1A，是依据本专利技术一个优选具体实例的发光二极管装置侧视图。在所示的发光区域252中，该发光二极管装置的多层结构包含彼此叠置的一个基板210、一个第一披覆层212、一个发光层214、一个第二披覆层216及一个第一欧姆接触层218。在发光区域252旁边的邻近区域254是去除多层结构其它部分而仅剩余基板210及第一披覆层212，并在其上形成一个第二欧姆接触层220。本领域技术人员应知上述结构仅为说明本专利技术的优选具体实例，而本专利技术的发光二极管装置也可以采用其它多层结构。在发光二极管装置的发光区域252及邻近区域254之上形成一个保护层224，该保护层224可以用任何充分透明的介电材料制成。在发光区域252部分的保护层224之上形成一个光反射层226，该光反射层226使用具有高反射效果材料，且可选自下列材料钯(Pd)，铑(Rh)，银(Ag)，铝(Al)，镍(Ni)，铂(Pt)，钛(Ti)，铜(Cu)，金(Au)，铬(Cr)，铟(In)，锡(Sn)，碘(Ir)。为说明方便，良好反射体在本专利技术定义为光吸收率小于35％的材料。电接触垫230经由保护层224及光反射层226而电连接到第一欧姆接触层218及第二欧姆接触层220。保护层224可以提供第一欧姆接触层218及光反射层226之间的隔绝并提供发光二极管装置热稳定效果。图1B说明依据本专利技术的一个优选具体实例而将一个发光二极管装置组装到一个基体之上的侧视图，该发光二极管装置200可安装到一个具有电接触垫332的基体300之上，其中该基体300是一块印刷电路板，且该电接触垫230可以用回流工艺而经由导电凸块326而连接到电接触垫332。本领域技术人员应知上述仅为说明本专利技术的优选具体实例，而本专利技术的发光二极管装置也可以采用其它表面连接或是针脚连接方式。图2A-2H说明依据本专利技术一个优选具体实例的高亮度发光二极管装置制造方法的各步骤，图2A说明工艺的一个中间步骤，其中形成有一个多层结构402，且该多层结构402包含彼此叠置的一个基板410、一个第一披覆层412、一个发光层414、及一个第二披覆层416。该基板410可为透明材料，如蓝宝石(sapphire)或是碳化硅(SiC)等；该第一披覆层412可以为一个n型氮化镓(GaN)层；该发光层414可以为一个多重量子阱层；该第二披覆层416可以为一个P型氮化镓(GaN)层。如图2B所示，该多层结构402可以经图案化而限定一个发光区域452及一个邻近区域454，其中并有一部份区域露出第一披覆层412，发光区域452及邻近区域454可以经由光刻制造技术(photolithograph)及蚀刻工艺而在多层结构402中形成。如图2C所示，在第一披覆层412及第二披覆层416上形成第一欧姆接触层418及第二欧姆接触层420，其中第一欧姆接触层418可以选自下列材料Ti/Al，Ti/Al/Ti/Au，Ti/Al/Pt/Au，Ti/Al/Ni/Au，Ti/Al/Pd/Au，Ti/Al/Cr/Au，Ti/Al/Co/Au，Cr/Al/Cr/Au，Cr/Al/Pt/Au，Cr/Al/Pd/Au，Cr/Al/Ti/Au，Cr/Al/Co/Au，Cr/Al/Ni/Au，Pd/Al/Ti/Au，Pd/Al/Pt/Au，Pd/Al/Ni/Au，Pd/Al/Pd/Au，Pd/Al/Cr/Au，Pd/Al/Co/Au，Nd/Al/Pt/Au，Nd/Al/Ti/Au，Nd/Al/Ni/Au，Nd/Al/Cr/Au，Nd/Al/Co/A，Hf/Al/Ti/Au，Hf/Al/Pt/Au，Hf/Al/Ni/Au，Hf/Al/Pd/Au，Hf/Al/Cr/Au，Hf/Al/Co/Au，Zr/Al/Ti/Au，Zr/Al/Pt/Au，Zr/Al/Ni/Au，Zr/Al/Pd/Au，Zr/Al/Cr/Au，Zr/Al/Co/Au，TiNx/Ti/Au，Ti本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管装置，包含：一个多层结构，包含一个或多个发光层，以在电流驱动后发出光线；一个透明保护层，位于该多层结构的一个外表面；一个光反射层，位于该透明保护层上；及多个电接触垫，连接至该多层结构。

【技术特征摘要】
US 2004-6-17 10/870,3471.一种发光二极管装置，包含一个多层结构，包含一个或多个发光层，以在电流驱动后发出光线；一个透明保护层，位于该多层结构的一个外表面；一个光反射层，位于该透明保护层上；及多个电接触垫，连接至该多层结构。2.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该电接触垫包含至少一个穿过该光反射层及该透明保护层以与该多层结构连接的电接触垫。3.如权利要求1所述的发光二极管装置，更包含一个覆盖在该光反射层上的第二保护层。4.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该光反射层系选自下列材料钯(Pd)，铑(Rh)，银(Ag)，铝(Al)，镍(Ni)，铂(Pt)，钛(Ti)，铜(Cu)，金(Au)，铬(Cr)，铟(In)，锡(Sn)，及碘(Ir)。5.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该光反射层的反射率大于65％。6.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该透明保护层选自下列材料氧化硅(SiOx)，氮化硅(SixNx)，苯环丁烯(benzocyclobutene，BCB)，旋转涂布玻璃(spin-on-glass，SOG)，环氧基负光阻，氮化铝(AlN)及碳化硅(SiC)。7.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该发光二极管装置置于一个具有电接触垫的基体上。8.如权利要求7所述的发光二极管装置，其中该发光二极管装置的电接触垫经由导电凸块而电连接到该基体的电接触垫上。9.如权利要求1所述的发光二极管装置，其中该多层结构的一个第一区域包含由一个基板、一个第一披覆层及一个第一欧姆接触层所构成的叠层；该多层结构的一个第二区域包含由该基板、该第一披覆层、该发光层及一个第二欧姆接触层所构成的叠层。10.如权利要求9所述的发光二极管装置，其中该第一披覆层为一个n型氮化镓(GaN)层。11.如权利要求9所述的发光二极管装置，其中该第二披覆层为一个P型氮化镓(GaN)层。12.如权利要求9所述的发光二极管装置，其中该第一欧姆接触层可以选自下列材料Ti/Al，Ti/Al/Ti/Au，Ti/Al/Pt/Au，Ti/Al/Ni/Au，Ti/Al/Pd/Au，Ti/Al/Cr/Au，Ti/Al/Co/Au，Cr/Al/Cr/Au，Cr/Al/Pt/Au，Cr/Al/Pd/Au，Cr/Al/Ti/Au，Cr/Al/Co/Au，Cr/Al/Ni/Au，Pd/Al/Ti/Au，Pd/Al/Pt/Au，Pd/Al/Ni/Au，Pd/Al/Pd/Au，Pd/Al/Cr/Au，Pd/Al/Co/Au，Nd/Al/Pt/Au，Nd/Al/Ti/Au，Nd/Al/Ni/Au，Nd/Al/Cr/Au，Nd/Al/Co/A，Hf/Al/Ti/Au，Hf/Al/Pt/Au，Hf/Al/Ni/Au，Hf/Al/Pd/Au，Hf/Al/Cr/A...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘育全，李家铭，陈怡伶，綦振瀛，
申请(专利权)人：泰谷光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]