专利名称：具有高散热效率的半导体发光组件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体发光组件(semiconductor light-emitting device),特
别涉及一种具有高散热效率的半导体发光组件。
现今半导体发光组件(例如，发光二极管)的应用领域已甚为广泛，例如 按键系统、手机屏幕背光模块、车辆照明系统、装饰用灯饰及遥控领域等产 品，皆见到半导体发光组件被广泛地应用。
发光二极管若以发射光源的颜色来区分大致可分为蓝色光、绿色光发光 二极管及红色光、黄色光发光二极管。蓝色光、绿色光发光二极管的电极设 置在发光二极管的同一边，而红色光、黄色光发光二极管的电极设置在发光 二极管的两边(即四元结构的发光二极管)。依功能性及成本考虑，四元结构 的发光二极管的发展已成为一种趋势。
请参阅图1A，图1A是一现有的四元结构的发光二极管。如图1A所示， 发光二极管包含一砷化镓(GaAs)基板l、 一多层反射器2、 一N型半导体层 3、 一多重量子井作用层4、 一P型半导体层5、 一窗户(windows)层6、 一正 电极7及一负电极8。此发光二极管的优点在在制造成本低，但却存在散热 差的缺点。
请参阅图1B。图1B是另一现有的四元结构的发光二极管。如图1B所 示，发光二极管包含一硅(Si)基板11、 一多层反射器12、 一 P型半导体层13、 一多重量子井作用层14、 一N型半导体层15、 一正电极16及一负电极17。 相较在图1A中的发光二极管，此发光二极管的优点在在散热较佳，但其制 造成本较高。
随着技术的演进，在发光二极管的发光亮度越来越高的同时，亦造成发 热量增加的情形，因而影响发光二极管的可靠度及使用寿命。因此，如何将 热能以有效率的方式自发光二极管内部传导到外部，为一亟需重视的课题。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种半导体发光组件及其制造方法，以解决上 述问题。
本发明提供的一种半导体发光组件包含一基板(substrate)、 一多层结构 (multi-layer structure)、 一第一电极结构(electrode structure)以及一第二电极结 构。
所述基板具有一上表面及一下表面。所述基板其中包含至少一个通孔 (formed-throughhole)，其中所述至少一个通孔以一导热性材料填满。所述多 层结构形成在所述基板的所述上表面上并且包含一发光区(light-emitting region)。所述第一电极结构形成在所述多层结构上。所述第二电极结构形成 在所述基板的所述下表面上。特别地，所述半导体发光组件在运作时所引发 的一热能传导至所述导热性材料并由所述导热性材料发散出去。 本发明还提供一种制造一半导体发光组件的方法。 所述方法首先制备一基板，所述基板具有一上表面及一下表面。 接着，所述方法形成一多层结构在所述基板的所述上表面上，所述多层 结构包含一发光区。然后，所述方法形成一第一电极结构在所述多层结构上。 接着，所述方法形成至少一个通孔在所述基板之中。然后，所述方法以一导 热性材料填满所述至少一个通孔。最后，所述方法形成一第二电极结构在所 述基板的所述下表面上。
特别地，所述半导体发光组件在运作时所引发的一热能传导至所述导热 性材料并由所述导热性材料发散出去。
相较于现有技术，本发明的半导体发光组件在运作时所引发的热能可通 过所述导热性材料，以有效率的方式自所述半导体发光组件内部传导到外
界，因此所述半导体发光组件的可靠度及使用寿命可以获得改善。根据导热 性材料的性质，所述半导体发光组件的发光效率亦能获得提升。此外，本发 明的半导体发光组件并且具有制造成本低的优点。
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下面将结 合附图对本发明的较佳实施例详细说明
图1A是一现有的四元结构的发光二极管。
图1B是另一现有的四元结构的发光二极管。
图2是本发明的一较佳实施例的半导体发光组件的截面视图。 图3是本发明的半导体发光组件在通电后的电流流向的示意图。 图4A至图4F是描述本发明的另一较佳实施例的一种制造一半导体发光 组件的方法的截面视图。
具体实施例方式
请参阅图2，图2是本发明的一较佳实施例的半导体发光组件3的截面 视图。在此较佳实施例中，所述半导体发光组件3以一发光二极管为例，但 不以此为限。
所述半导体发光组件3包含一基板30、 一多层结构32、 一第一电极结 构34以及一第二电极结构36。
在实际应用中，所述基板30可以是玻璃(Si02)、硅(Si)、锗(Ge)、氮化 镓(GaN)、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、氮化铝(A1N)、蓝宝石(sapphire)、 尖晶石(spinnel)、三氧化二铝(^203)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氧化镁 (MgO)、 二氧化锂铝(LiA102)、 二氧化锂镓(LiGa02)或四氧化镁二铝 (MgAl204)。
所述基板30具有一上表面300及一下表面302。所述基板30其中包含 至少一个通孔304，所述至少一个通孔304可以一导热性材料38填满。在实
际应用中，通孔304的数量及位置可依实际需求而设计。在此实施例中，所 述基板30包含一个通孔304，但不以此为限。
在一较佳实施例中，所述至少一个通孔304可以通过一干蚀刻制程或一 湿蚀刻制程形成。
在实际应用中，所述导热性材料38可以是导电或不导电的材料。举例 而言，所述导热性材料38可以是一金属、 一陶瓷、 一导热性黏胶或一导热 膏，但不以此为限。
所述导热性材料38的功效在在所述半导体发光组件3运作时所引发的 一热能可以传导至所述导热性材料38并由所述导热性材料38发散出去。由 于所述热能可通过所述导热性材料38,以有效率的方式自所述半导体发光组 件3内部传导到外界，因此所述半导体发光组件3的可靠度及使用寿命可以 获得改善。
所述多层结构32形成在所述基板30的所述上表面300上并且包含一发 光区320。所述第一电极结构34形成在所述多层结构32上。所述第二电极 结构36形成在所述基板30的所述下表面302上。
所述多层结构32的一最底层(bottom-most layer)322可以是一多层反射 层。在一较佳实施例中，所述多层反射层是一分布式布拉格反射器 (Distributed Bragg Reflector, DBR)。
在一较佳实施例中，若所述导热性材料38为一不导电的材料(例如，陶 瓷)，则请参阅图3。图3是本发明的半导体发光组件3在通电后的电流流向 的示意图。
所述半导体发光组件3在通电后，电流将集中在所述半导体发光组件3 的两侧传输，致使所述发光区320亦集中在两侧发光，以提高所述半导体发 光组件3的发光效率。简而言之，上述电流的流向可以提升电流阻绝效应 (current blocking effect)以改善所述半导体发光组件3的发光效率。因此，若 所述导热性材料38为一不导电的材料，不但可以增进所述半导体发光组件3 的散热效率，亦可以提高所述半导体发光组件3的发光效率。
请配合参阅图2及图4A至图4F。图4A至图4F是描述本发明的另一 较佳实施例的一种制造一半导体发光组件3的方法的截面视图。
首先，如图4A所示，所述方法制备一基板30，所述基板30具有一上 表面300及一下表面302。
接着，如图4B所示，所述方法形成一多层结构32在所述基板30的所 述上表面300上
然后，如图4C所示，所述方法形成一第一电极结构34在所述多层结构 32上。
接着，如图4D所示，所述方法形成一第二电极结构36在所述基板30 的所述下表面302上。
然后，如图4E所示，所述方法形成至少一个通孔304在所述基板30之中。
最后，如图4F所示，所述方法以一导热性材料38填满所述至少一个通 孔304。所述导热性材料38的功效在在所述半导体发光组件3运作时所引发 的一热能可以传导至所述导热性材料38并由所述导热性材料38发散出去。
在实际应用中，所述导热性材料38可以是导电或不导电的材料。举例 而言，所述导热性材料38可以是一金属、 一陶瓷、 一导热性黏胶或一导热 膏，但不以此为限。
相较于现有技术，本发明的半导体发光组件在运作时所引发的热能可通 过所述导热性材料，以有效率的方式自所述半导体发光组件内部传导到外 界，因此所述半导体发光组件的可靠度及使用寿命可以获得改善。根据导热 性材料的性质，所述半导体发光组件的发光效率亦能获得提升。此外，根据 本发明的半导体发光组件并且具有制造成本低的优点。
以上已对本发明的较佳实施例进行了具体说明，但本发明并不限于所述 实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种 的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限 定的范围内。
权利要求
1、一种半导体发光组件，其特征在于，包含一基板，所述基板具有一上表面及一下表面，所述基板其中包含至少一个通孔，其中所述至少一个通孔以一导热性材料填满；一多层结构，所述多层结构形成在所述基板的所述上表面上并且包含一发光区；一第一电极结构，所述第一电极结构形成在所述多层结构上；以及一第二电极结构，所述第二电极结构形成在所述基板的所述下表面上；其中所述半导体发光组件在运作时所引发的一热能传导至所述导热性材料并由所述导热性材料发散出去。
2、 如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于所述导热性材 料导电或不导电。
3、 如权利要求2所述的半导体发光组件，其特征在于所述导热性材料选自由一金属、 一陶瓷、 一导热性黏胶以及一导热膏所组成的一群组中的 其中一个。
4、 如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于所述至少一个 通孔是通过一干蚀刻制程或一湿蚀刻制程形成。
5、 如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于所述多层结构 的一最底层是一多层反射层。
6、 如权利要求5所述的半导体发光组件，其特征在于所述多层反射 层是一分布式布拉格反射器。
7、 如权利要求1所述的半导体发光组件，其特征在于所述基板由选 自由玻璃、硅、锗、氮化镓、砷化镓、磷化镓、氮化铝、蓝宝石、尖晶石、 三氧化二铝、碳化硅、氧化锌、氧化镁、二氧化锂铝、二氧化锂镓以及四氧 化镁二铝所组成的一群组中的其中一个所形成。
8、 一种制造一半导体发光组件的方法，其特征在于，所述方法包含下列步骤制备一基板，所述基板具有一上表面及一下表面；形成一多层结构在所述基板的所述上表面上，所述多层结构包含一发光区；形成一第一电极结构)在所述多层结构上； 形成一第二电极结构在所述基板的所述下表面上； 形成至少一个通孔在所述基板的中；以及 以一导热性材料填满所述至少一个通孔；其中所述半导体发光组件在运作时所引发的一热能传导至所述导热性 材料并由所述导热性材料发散出去。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述导热性材料导电或不 导电。
10、 如权利要求9所述的方法，其特征在于所述导热性材料选自由一 金属、 一陶瓷、 一导热性黏胶以及一导热膏所组成的一群组中的其中一个。
11、 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述至少一个通孔是通过 一干蚀刻制程或一湿蚀刻制程形成。
12、 如权利要求8所述的方法，其特征在于所述多层结构的一最底层 是一多层反射层。
13、如权利要求12所述的方法，其特征在于所述多层反射层是一分 布式布拉格反射器。
14、如权利要求8所述的方法，其特征在于所述基板由选自由玻璃、 硅、锗、氮化镓、砷化镓、磷化镓、氮化铝、蓝宝石、尖晶石、三氧化二铝、 碳化硅、氧化锌、氧化镁、二氧化锂铝、二氧化锂镓以及四氧化镁二铝所组 成的一群组中的其中一个所形成。
全文摘要
本发明涉及一种半导体发光组件及其制造方法。本发明的半导体发光组件包含一基板、一多层结构、一第一电极结构以及一第二电极结构。所述基板具有一上表面及一下表面。所述基板其中包含至少一个通孔，并且所述至少一个通孔以一导热性材料填满。所述多层结构形成在所述基板的所述上表面上并且包含一发光区。所述第一电极结构形成在所述多层结构上。所述第二电极结构形成在所述基板的所述下表面上。特别地，所述半导体发光组件在运作时所引发的一热能传导至所述导热性材料，并由所述导热性材料发散出去。
文档编号H01L33/00GK101388428SQ20071015395
公开日2009年3月18日 申请日期2007年9月14日 优先权日2007年9月14日
发明者邱舒伟 申请人:广镓光电股份有限公司