具有氮化铝层的发光二极管、封装结构及其制备方法技术

本发明专利技术是有关于一种具有氮化铝层的发光二极管、封装结构及其制备方法。本发明专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管是包括：一基板；一第一电极，是设于该基板的表面；一半导体外延层，是与该第一电极电性连接；一第二电极，是与该半导体外延层电性连接，且该第一电极与该第二电极是位于该半导体外延层的相对二侧；以及一氮化铝层，其是设置于该半导体外延层的表面、侧壁、或表面及侧壁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种具有氮化铝层的发光二极管、包含其的芯片在电路载板上封装结构(chip on board，COB)、以及上述发光二极管的制备方法，尤指一种。
技术介绍
自60年代起，发光二极管的耗电量低及长效性的发光等优势，已逐渐取代日常生活中用来照明或各种电器设备的指示灯或光源等用途。更有甚者，发光二极管朝向多色彩及高亮度的发展，已应用在大型户外显示看板或交通标志。发光二极管(Light Emitting Diode, LED)的二电极可位于芯片的同一侧或相对侦牝前者称之为水平式发光二极管，而后者即所谓垂直式发光二极管。水平式发光二极管电流经过半导体发光层时必须转弯而沿芯片平行方向引出或流入。垂直式发光二极管的电流则可顺流而不必在两极之间转弯。如图1所示，其是一已知水平式发光二极管，其包含有一半导体外延层14、一第一电极12、一第二电极16、以及一封装层18。该半导体外延层14包括有一第一半导体外延层141、一活性层142、以及一第二半导体外延层143，封装层18设置于半导体外延层14、第一电极12、及第二电极16上以提供保护以及封装效用。然而,封装层18直接设置于半导体外延层14、第一电极12、及第二电极16的表面上时，会由于封装层18与外延层之间的附着性不佳，而有掉落的现象。此外，由于封装层18与外延层之间的折射率差异较大，更会造成发光二极管的发光效率减低的情形。因此，本领域亟需一种新的发光二极管，使可解决发光效率减低的问题，并减少封装层掉落的现象，使提升发光二极管的发光效率以及生产良率，达到更高的经济效率。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是在提供一种具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其包括:一基板；一第一电极，是设于该基板的表面；一半导体外延层，是与该第一电极电性连接；一第二电极，是与该半导体外延层电性连接，且该第一电极与该第二电极是位于该半导体外延层的相对二侧；以及一氮化铝层，其是设置于该半导体外延层的表面、侧壁、或表面及侧壁。(其中，该半导体外延层的表面是指该半导体外延层的第二电极侧的表面。亦即，该氮化铝层形成于该半导体外延层的第二电极侧的表面，但未覆盖该第二电极。)本专利技术的垂直式发光二极管中，由于氮化铝层设置于该半导体外延层的表面、侧壁、或表面及侧壁，因此可增加封装层对于半导体外延层的附着性(防止封装层脱落)，并且可提升发光二极管的发光效果，且更可用以将该半导体外延层电绝缘并防止该半导体外延层漏电。已知发光二极管中，半导体外延层是直接与封装层连接，由于半导体外延层与封装层的折射率差异较大，因此经常于发光二极管中产生全反射，而使光无法完全由发光二极管出射至外部。本专利技术于半导体外延层与封装层之间穿插一折射率介于半导体外延层与封装层的氮化铝层，使光线透过二阶段折射，可减少光线于发光二极管中的全反射现象，提升发光二极管的发光效率。此外，由于氮化铝层可作为保护绝缘层，因此可配置于半导体外延层的侧壁以取代已知的保护绝缘层的材料。如此一来，可节省材料的成本，达到更大的经济效益。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该氮化铝层中的氮原子与铝原子的比例较佳为约1:1。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管较佳可还包括一反射层，是设于该半导体外延层与该第一电极之间。该反射层的材质较佳可选自由:铝、银、镍、钛、及其混合物所组成的群组。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该基板的材质较佳可为金属(例如，镀铜基板、镀铜/镍钴/铜基板、铜/镍钴合金多层结构金属板、或各层皆掺杂有钻石的铜/镍钴复合材料)、陶瓷、玻璃、蓝宝石、或钻石及其混合物所组成的群组。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该基板较佳可为一镀铜基板或镀铜镍钴基板，以可同时具有支撑及导电效果。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，当该氮化铝层是配置于该半导体外延层的表面时，该半导体外延层的侧壁较佳可更覆盖有一保护层。其中，保护层的材质较佳可为绝缘性碳化物(例如，DLC)、或绝缘性氧化物(例如，SiO2)或氮化物(如，氮化铝、氮化硅)。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该第一电极较佳可为导电性金属或导电性类金刚石(DLC)。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该半导体外延层较佳可包括:一第一半导体外延层、一活性层、及一第二半导体外延层。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该第一半导体外延层以及该第一电极较佳可为P型，该第二半导体外延层以及该第二电极较佳可为N型；或是，该第一半导体外延层以及该第一电极较佳可为N型，该第二半导体外延层以及该第二电极较佳可为P型。亦即，该第一半导体外延层以及该第一电极为同一型，且第二半导体外延层以及该第二电极为同一型，但第一电极与第二电极之间为不同型。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管较佳可还包括一封装层，是设置于该氮化铝层的表面。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该封装层较佳可为折射率约1.4-1.6的硅胶(silicone)材质镜片，例如折射率约1.6的硅胶。 本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该半导体外延层较佳可为氮化镓(GaN)。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该氮化镓的折射率较佳可为约2.0-3.5，例如约 2.5。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该氮化铝层的折射率较佳可介于该封装层与该半导体外延层之间。本专利技术中，由于氮化铝层的折射率介于该封装层与该半导体外延层之间，因此可确保光线由半导体外延层传递制发光二极管外部的发光效率。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管中，该氮化铝层的折射率较佳可为约1.8 至 2.0。本专利技术另提供一种具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，包括步骤:(A)提供一暂时基板；(B)于该暂时基板上形成多个半导体外延层，该半导体外延层是具有一第一表面与相对的第二表面；(C)于该每一半导体外延层的侧壁形成一保护层；(D)形成一第一电极，使该每一半导体外延层的第一表面与该第一电极电性连接；(E)于该第一电极上形成一基板；(F)移除该暂时基板，使显露该半导体外延层的第二表面；以及(G)形成一第二电极于该每一半导体外延层的第二表面；其中，该步骤(C)的该保护层的材质是一氮化铝；或是该步骤(G)之后还包括一步骤(H):形成一氮化铝层于该每一半导体外延层的第二表面。本专利技术所制得的垂直式发光二极管中，由于氮化铝层设置于该半导体外延层的表面、侧壁、或表面及侧壁，因此可增加封装层对于半导体外延层的附着性(防止封装层脱落)，并且可提升发光二极管的发光效果，且更可用以将该半导体外延层电绝缘并防止该半导体外延层漏电。本专利技术于半导体外延层与封装层之间穿插一折射率介于半导体外延层与封装层的氮化铝层，使光线透过二阶段折射，可减少光线于发光二极管中的全反射现象，提升发光二极管的发光效率。此外，由于氮化铝层可作为保护绝缘层，因此可配置于半导体外延层的侧壁以取代已知的保护绝缘层的材料。如此一来，可节省材料的成本，达到更大的经济效益。本专利技术的具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法中，该步骤(B)之后较佳可还包括一步骤(BI):于该每一半导体外延层的第一表面形成一反射层。该反射层的材质较佳可选自由:铝、银、镍、钛、及其混合物所组成的群组。本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其包括：一基板；一第一电极，设于该基板的表面；一半导体外延层，与该第一电极电性连接；一第二电极，与该半导体外延层电性连接，且该第一电极与该第二电极位于该半导体外延层的相对二侧；以及一氮化铝层，其设置于该半导体外延层的表面、侧壁、或表面及侧壁。

【技术特征摘要】
2011.10.27 TW 1001391331.一种具有氮化招层的垂直式发光二极管，其包括: 一基板； 一第一电极，设于该基板的表面； 一半导体外延层，与该第一电极电性连接； 一第二电极，与该半导体外延层电性连接，且该第一电极与该第二电极位于该半导体外延层的相对二侧；以及 一氮化铝层，其设置于该半导体外延层的表面、侧壁、或表面及侧壁。2.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该氮化铝层中的氮原子与铝原子的比例是1:1。3.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，还包括一反射层，设于该半导体外延层与该第一电极之间。4.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，当该氮化铝层配置于该半导体外延层的表面时，该半导体外延层的侧壁还覆盖有一保护层。5.按权利要求4所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中该保护层的材质为绝缘性碳化物、绝缘性氧化物或氮化物。6.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中该第一电极为导电性金属或导电性类金刚石。7.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该半导体外延层包括:一第一半导体外延层、一活性层、及一第二半导体外延层。8.按权利要求7所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该第一半导体外延层以及该第一电极是P型，该第二半导体外延层以及该第二电极是N型。9.按权利要求7所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该第一半导体外延层以及该第一电极是N型，该第二半导体外延层以及该第二电极是P型。10.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，还包括一封装层，设置于该氮化铝层的表面。11.按权利要求10所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该封装层为折射率1.4-1.6的硅胶材质镜片。12.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该半导体外延层为氮化镓。13.按权利要求12所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该氮化镓的折射率为 2.0-3.5。14.按权利要求10所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该氮化铝层的折射率介于该封装层与该半导体外延层之间。15.按权利要求1所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管，其中，该氮化铝层的折射率为1.8至2.0。16.一种具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，包括步骤: (A)提供一暂时基板； (B)于该暂时基板上形成多个半导体外延层，该半导体外延层具有一第一表面与相对的第二表面；(C)于该每一半导体外延层的侧壁形成一保护层； (D)形成一第一电极，使该每一半导体外延层的第一表面与该第一电极电性连接； (E)于该第一电极上形成一基板； (F)移除该暂时基板，使显露该半导体外延层的第二表面；以及 (G)形成一第二电极于该每一半导体外延层的第二表面； 其中，该步骤(C)的该保护层的材质是一氮化铝；或是该步骤(G)之后还包括一步骤(H):形成一氮化铝层于该每一半导体外延层的第二表面。17.按权利要求16所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，其中，该步骤(B)之后还包括一步骤(BI):于该每一半导体外延层的第一表面形成一反射层。18.按权利要求16所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，其中，该步骤(H)之后还包括一步骤(Hl):形成一封装层，使该封装层覆盖该氮化铝层或该半导体外延层、以及该第二电极的表面。19.按权利要求18所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，其中该氮化铝层的折射率介于该封装层与该半导体外延层之间。20.按权利要求18所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，其中该封装层为折射率为1.5-1.6的硅胶材质镜片。21.按权利要求16所述的具有氮化铝层的垂直式发光二极管的制备方法，其中，该氮化铝层或该保护层中的氮原子与铝原子的比例是1:1。22.一种具有氮化铝层的侧通式发光二极管，其包括: 一基板； 一半导体外延层，设于该基板的表面，且该半导体外延层包括:一第一半导体外延层、一活性层、及一第二半导体外延层； 一第一电极，与该半导体外延层的第一半导体外延层电性连接； 一第二电极，与该...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋健民，甘明吉，
申请(专利权)人：铼钻科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：