发光二极管元件的制作方法
【专利摘要】一种发光二极管元件被提供，该发光二极管元件包含：晶元载体，该晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在该晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，该发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在该半导体衬底上的第一型半导体层、设置在该第一型半导体层上的第二型半导体层、设置在该第二型半导体层上的第一型半导体层、至少三个分别自该半导体衬底贯穿到对应的半导体层的贯孔、形成在每个贯孔的内壁面的绝缘层、及形成在每个贯孔内的导电连接体，每个导电连接体的一端与对应的半导体层电气连接而另一端凸伸在对应的贯孔外部使得可与该晶元载体的对应的电气连接区电气连接；及形成于该晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖该发光二极管晶元的透光保护层。
【专利说明】发光二极管元件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光二极管元件。
【背景技术】
[0002]本发明提供一种与目前的发光二极管元件结构完全不相同的发光二极管元件。
【发明内容】
[0003]根据本发明的特征，一种发光二极管元件被提供，该发光二极管元件包含:晶元载体，该晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在该晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，该发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在该半导体衬底上且具有导电岛的第一型半导体层、一个设置在该第一型半导体上且具有导电岛的第二型半导体层、和一个设置在该第二型半导体层上且具有导电岛的第一型半导体层，该等半导体层的导电岛是经由导线电气连接到该晶元载体的对应的电气连接区；及形成在该晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖该发光二极管晶元以及所述多条导线的透光保护层。
[0004]根据本发明的另一特征，一种发光二极管元件被提供，该发光二极管元件包含:晶元载体，该晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在该晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，该发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在该半导体衬底上的第一型半导体层、设置在该第一型半导体层上的第二型半导体层、设置在该第二型半导体层上的第一型半导体层、至少三个分别自该半导体衬底贯穿到对应的半导体层的贯孔、形成在每个贯孔之内壁面的绝缘层、及形成在每个贯孔内的导电连接体，每个导电连接体的一端与对应的半导体层电气连接而另一端凸伸在对应的贯孔外部使得可与该晶元载体的对应的电气连接区电气连接；及形成于该晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖该发光二极管晶元的透光保护层。
[0005]根据本发明的再一特征，一种发光二极管元件被提供，该发光二极管元件包含:晶元载体，该晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在该晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，该发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在该半导体衬底上且具有导电岛的第一型半导体层、在不遮蔽该第一型半导体层的导电岛之下设置在该第一型半导体层上且具有一导电岛的第二型半导体层、及在不遮蔽该第二型半导体层的导电岛之下设置在该第二型半导体层上且具有导电岛的第一型半导体层；形成在该等半导体层上的反射层，该反射层形成有数个暴露对应的导电岛的贯孔；形成在该反射层上的绝缘层，该绝缘层具有与对应的贯孔对准的通孔；数个导电连接体，每个导电连接体经由对应的贯孔和与该对应的贯孔对准的通孔来从对应的导电岛延伸到该绝缘层外部使得可与该晶元载体的对应的电气连接区电气连接；及形成于该晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖该发光二极管晶元的透光保护层。
[0006]根据本发明的又再一特征，一种发光二极管元件被提供，该发光二极管元件包含:晶兀载体，该晶兀载体具有第一表面、与该第一表面相对的第二表面、数个连通该第一与第二表面的贯穿孔、及数个形成于该晶元载体的第二表面上且各位在对应的贯穿孔四周的固定座；发光二极管晶元，该发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在该半导体衬底上且在预定的位置具有导电岛的第一型半导体层、及在不遮蔽该第一型半导体层的导电岛之下设置在该第一型半导体层上且在预定的位置具有一导电岛的第二型半导体层；形成在所述多个半导体层的表面上的反射层，该反射层形成有数个暴露对应的导电岛的贯孔；形成在该反射层上且形成有与对应的贯孔对准的通孔的具粘着特性的绝缘层；数个导电连接体，每个导电连接体从对应的导电岛经由对应的贯孔、对应的通孔、和对应的贯穿孔延伸到对应的固定座；及形成在该晶元载体的第一表面上使得可覆盖该发光二极管晶元的透光保护层。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为用于描绘本发明的第一优选实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图；
[0008]图2为晶体管的偏压曲线图；
[0009]图3为本发明的发光二极管元件与公知发光二极管元件的偏压曲线比较图；
[0010]图4为用于描绘本发明的第二优选实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图；
[0011]图5为用于描绘本发明的第三优选实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图；
[0012]图6为用于描绘本发明的第四优选实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图；及
[0013]图7为用于描绘本发明的第五优选实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图。【具体实施方式】
[0014]在后面的本发明的优选实施例的详细说明中，相同或类似的元件是由相同的标号标示，而且它们的详细描述将会被省略。此外，为了清楚揭示本发明的特征，在图式中之元件并非按实际比例描绘。
[0015]图1为本发明的第一优选实施例的发光二极管元件的示意剖视图。
[0016]请配合参阅图1所示，首先，本发明的发光二极管元件包括一个晶元载体I和一个发光二极管(LED)晶元2。该晶元载体I具有一个晶元置放表面10和数个彼此电气隔离的电气连接区(在本实施例中具有三个电气连接区)10a，10b,和10c。
[0017]该LED晶元2设置在该晶元载体I的晶元置放表面10上而且具有一个半导体衬底20、一个设置在该半导体衬底20上的第一型半导体层21、一个设置在该第一型半导层21上的第二型半导体层22、和一个设置在该第二型半导层22上的第一型半导体层23。应注意的是，在所述多个半导体层21，22，23之间实际上是有诸如绝缘层般的其他功能层，然而，由于所述多个功能层是属公知且并非本申请的重点，因此，为了简洁起见，在附图中所述多个功能层被省略。该半导体衬底20可以为透明衬底或非透明衬底，其主要依照发光二极管兀件的出光方向或者反射层的设计而考虑，若要同时引导出向上/向下的双向出光，则半导体衬底20必须为透明衬底。
[0018]在本实施例中，所述第一型半导体层21，23为η型半导体层而所述第二型半导体层22为P型半导体层。当然，所述第一型半导体层21，23也可以为P型半导体层而所述第二型半导体层22为η型半导体层。在每个半导体层21，22，23上设置有导电岛210，220, 230。每个导电岛210，220, 230经由导线3电气连接到该晶元载体I的对应的电气连接区10a, 10b, 10c。
[0019]一个覆盖该LED晶元2以及所述多条导线3的透光保护层4形成在该晶元载体I的晶元置放表面10上。该透光保护层4可以是完全透明或者是掺杂有荧光粉材料。
[0020]请配合参阅图2所示，通过如上的构造，本发明的发光二极管元件具有晶体管IxV曲线放大特性，可将小信号源放大电流输出形成功率晶体管放大功率管功能。
[0021]此外，由NPN或PNP LED晶片崩溃电流在C、B极上PN或NP层含有空泛区供电子与空穴结合产生光子，经B极信号输入，在C极上与负载阻抗大小控制崩溃电流大小及信号功率放大相对控制LED晶片的亮度，相对B、E极顺向偏压及顺向电流易可推BE极上PN或NPLED介面发光，以BC及BE两个层同时放大电流而发光，以达每瓦200流明以上的功效。
[0022]PNP或NPN的BC极采通道二极管产生崩溃电流达到晶体管特性与功能。
[0023]图3为本发明发光二极管元件与传统发光二极管元件的IxV曲线图。从图3所示的本发明发光二极管元件的崩溃IxV曲线可知，本发明发光二极管元件具有功率放大特性。
[0024]图4为本发明的发光二极管元件的第二实施例的示意部份剖视图。
[0025]如在图4中所示，本发明的发光二极管元件的第二实施例包括一个晶元载体I和一个发光二极管(LED)晶兀5。与第一实施例相同，该晶兀载体I具有一个晶兀置放表面10和数个彼此电气隔离的电气连接区(在本实施例中具有三个电气连接区)10a，10b,和IOc0
[0026]该LED晶元5置于该晶元载体I的晶元置放表面10上而且具有一个半导体衬底50、一个设置在该半导体衬底50上的第一型半导体层51、一个设置在该第一型半导层51上的第二型半导体层52、和一个设置在该第二型半导层52上的第一型半导体层53。应注意的是，在所述多个半导体层51，52，53之间实际上是有诸如绝缘层般的其他功能层，然而，由于所述多个功能层是众所周知且并非本申请的重点，因此，为了简洁起见，在附图中所述多个功能层被省略。该半导体衬底50可以为透明衬底或非透明衬底，其主要依照发光二极管元件的出光方向或者反射层的设计而考虑，若要同时引导出向上/向下的双向出光，则半导体衬底50必须为透明衬底。
[0027]该LED晶元5具有三个分别自该半导体衬底50贯穿到对应的半导体层51，52，53的贯孔500。在每个贯孔500内形成有一端与对应的半导体层51，52，53电气连接而另一端凸伸在对应的贯孔500外部使得可与外部电路(图中未示)电气连接的导电连接体501。应注意的是，所述多个贯孔500的内壁面设置有一个绝缘层502以致于设置在贯穿两个或以上半导体层的贯孔500内的导电连接体501不会导致被贯穿的两个或以上的半导体层51，52，53电气连接在一起。
[0028]在本实施例中，所述第一型半导体层51，53为η型半导体层而该第二型半导体层52为P型半导体层。当然，所述第一型半导体层51，53也可以是P型半导体层而所述第二型半导体层52为η型半导体层。
[0029]—个覆盖该LED晶元5的透光保护层4形成在该晶元载架I的晶元置放表面10上。与第一优选实施例相同，该透光保护层4可以是完全透明或者掺杂有突光粉材料。
[0030]图5为一个显示本发明的第三实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图。[0031]如图5中所示，本发明的发光二极管元件的第三实施例包括一个晶元载体I和一个发光二极管(LED)晶元2。与以上的实施例相同，该晶元载体I具有一个晶元置放表面10并且具有数个彼此电气隔离的电气连接区(在本实施例中具有三个电气连接区)10a，10b,和 10c。
[0032]该LED晶兀2具有一个半导体衬底20、一个设置在该半导体衬底20上且具有导电岛210的第一型半导体层21、一个设置在该第一型半导层21上且具有一导电岛220的第二型半导体层22、和一个设置在该第二型半导层22上且具有一导电岛230的第一型半导体层23。所述多个导电岛210，220，230皆未被位于上方的半导体层22，23覆盖而是暴露于外部。应注意的是，在所述多个半导体层21，22，23之间实际上是有诸如绝缘层般的其他功能层，然而，由于所述多个功能层并不是本申请的重点，因此，为了简洁起见，在图式中所述多个功能层被省略。
[0033]一个反射层6形成在所述多个半导体层21，22，23的表面上，并且形成有数个暴露对应的导电岛210，220，230的贯孔60。一个绝缘层7形成在该反射层6上而且具有与对应的贯孔60对准的通孔70。在每个通孔70内形成有一端与对应的导电岛210，220, 230电气连接而另一端凸伸在对应的通孔70外部的导电连接体24。
[0034]应注意的是，在本实施例中，该半导体衬底20为透明衬底。
[0035]在本实施例中，所述第一型半导体层21，23为η型半导体层而所述第二型半导体层22为P型半导体层。当然，所述第一型半导体层21，23也可以是P型半导体层而所述第二型半导体层22为η型半导体层。每个导电岛210，220, 230经由导电连接体24电气连接到该晶元载体I的对应的电气连接区10a，10b, 10c。
[0036]—个覆盖该LED晶元2的透光保护层4形成在该晶元载体I的晶元置放表面10上。与第一优选实施例相同，该透光保护层4可以是完全透明或者是掺杂有荧光粉材料。
[0037]图6为一个显示本发明的第四实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图。
[0038]如图6中所不,本发明的发光二极管兀件的第四实施例包括一个晶兀载体8和一个发光二极管(LED)晶元2。
[0039]该LED晶元2具有一个半导体衬底20、一个设置在该半导体衬底20上且在预定的位置具有导电岛210的第一型半导体层21、一个设置在该第一型半导层21上且在预定的位置具有导电岛220的第二型半导体层22、和一个设置在该第二型半导层22上且在预定的位置具有导电岛230的第一型半导体层23。所述多个导电岛210，220，230皆未被位于上方的半导体层22，23覆盖而是暴露于外部。应注意的是，在所述多个半导体层21，22，23之间实际上是有诸如绝缘层般的其他功能层，然而，由于所述多个功能层并不是本申请的重点，因此，为了简洁起见，在图式中所述多个功能层被省略。
[0040]一个反射层6形成在所述多个半导体层21，22，23的表面上。该反射层6形成有数个暴露对应的接触垫210，220，230的贯孔60。一个具有粘着特性的绝缘层7形成在该反射层6上而且具有与对应的贯孔60对准的通孔70。
[0041]应注意的是，在本实施例中，该半导体衬底20为透明衬底。
[0042]在本实施例中，所述第一型半导体层21，23为η型半导体层而所述第二型半导体层22为P型半导体层。当然，所述第一型半导体层21，23也可以为P型半导体层而所述第二型半导体层22为η型半导体层。[0043]在本实施例中，该晶兀载体8为钻石基板并且具有第一表面80、与该第一表面80相对的第二表面81、数个连通该第一与第二表面80与81的贯穿孔82、及数个形成于该晶元载体8的第二表面81上且各在对应的贯穿孔82四周的固定座83。通过该绝缘层7，该LED晶元2在该晶元载体8的贯穿孔82是与绝缘层7的对应的通孔70对准的情况下被安装在该晶元载体8的第一表面80上。数个导电连接体9各是从对应的导电岛210，220，230经由对应的贯孔60、对应的通孔70及对应的贯穿孔82延伸到对应的固定座83。
[0044]—个覆盖该LED晶元2的透光保护层4形成在该晶元载体8的第一表面80上。与前述的优选实施例相同，该透光保护层4可以是完全透明或者是掺杂有荧光粉材料。
[0045]图7为一个显示本发明的第五实施例的发光二极管元件的示意部份剖视图。
[0046]与第四实施例不同的地方仅在于该LED晶元2仅具有该设置在该半导体衬底20上的第一型半导体层21和该设置在该第一型半导体层21上的第二型半导层22。
[0047]综上所述，本发明的“发光二极管元件”，确能通过上述所揭露的构造、装置，达到预期的目的与功效，且申请前未见于刊物亦未公开使用，符合发明专利的新颖性、创造性等要件。
[0048]所述附图及说明，仅为本发明的实施例而已，非为限定本发明的实施例；本领域技术人员所依本发明的特征范畴，所作的其他等效变化或修改，皆应涵盖在所附权利要求范围内。
【权利要求】
1.一种发光二极管兀件，包含: 晶元载体，所述晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在所述晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，所述发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在所述半导体衬底上且具有导电岛的第一型半导体层、一个设置在所述第一型半导体上且具有导电岛的第二型半导体层、和一个设置在所述第二型半导体层上且具有导电岛的第一型半导体层，所述多个半导体层的导电岛经由导线来电气连接到所述晶元载体的对应的电气连接区；及 形成在所述晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖所述发光二极管晶元以及所述多条导线的透光保护层。
2.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中，所述透光保护层可以掺杂有荧光粉材料。
3.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体层为P型半导体层而所述第二型半导体层为η型半导体层。
4.如权利要求1所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体层为η型半导体层而所述第二型半导体层为P型半导体层。
5.一种发光二极管兀件， 包含: 晶元载体，所述晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在所述晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，所述发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在所述半导体衬底上的第一型半导体层、设置在所述第一型半导体层上的第二型半导体层、设置在所述第二型半导体层上的第一型半导体层、至少三个分别自所述半导体衬底贯穿到对应的半导体层的贯孔、形成在每个贯孔之内壁面的绝缘层、及形成在每个贯孔内的导电连接体，每个导电连接体的一端与对应的半导体层电气连接而另一端凸伸在对应的贯孔外部使得可与所述晶元载体的对应的电气连接区电气连接；及 形成于所述晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖所述发光二极管晶元的透光保护层。
6.如权利要求5所述的发光二极管元件，其中，所述透光保护层可以掺杂有荧光粉材料。
7.如权利要求5所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体层为P型半导体层而所述第二型半导体层为η型半导体层。
8.如权利要求5所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体为η型半导体层而所述第二型半导体层为P型半导体层。
9.如权利要求5所述的发光二极管元件，其中，所述多个导电连接体可以由氧化铟锡(ITO)形成。
10.如权利要求5所述的发光二极管元件，其中，所述多个导电连接体可以由任何导电金属材料形成。
11.一种发光二极管兀件，包含:晶元载体，所述晶元载体具有一个晶元置放表面和数个彼此电气隔离的电气连接区；设置在所述晶元载体的晶元置放表面上的发光二极管晶元，所述发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在所述半导体衬底上且具有导电岛的第一型半导体层、在不遮蔽所述第一型半导体层的导电岛之下设置在所述第一型半导体层上且具有导电岛的第二型半导体层、及在不遮蔽所述第二型半导体层的导电岛之下设置在所述第二型半导体层上且具有导电岛的第一型半导体层； 形成在所述多个半导体层上的反射层，所述反射层形成有数个暴露对应的导电岛的贯孔； 形成在所述反射层上的绝缘层，所述绝缘层具有与对应的贯孔对准的通孔； 数个导电连接体，每个导电连接体经由对应的贯孔和与所述对应的贯孔对准的通孔来从对应的导电岛延伸到所述绝缘层外部使得可与所述晶元载体的对应的电气连接区电气连接；及 形成于所述晶元载体的晶元置放表面上使得可覆盖所述发光二极管晶元的透光保护层。
12.如权利要求11所述的发光二极管元件，其中，所述透光保护层可以掺杂有荧光粉材料。
13.如权利要求11所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体层为P型半导体层而所述第二型半导体层为η型半导体层。
14.如权利要求11所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体为η型半导体层而所述第二型半导体层为P型半导体层。
15.如权利要求11所述的发光二极管元件，其中，所述多个导电连接体可以由氧化铟锡(ITO)形成。`
16.如权利要求11所述的发光二极管元件，其中，所述多个导电连接体可以由任何导电金属材料形成。
17.—种发光二极管兀件,包含: 晶元载体，所述晶元载体具有第一表面、与所述第一表面相对的第二表面、数个连通所述第一与第二表面的贯穿孔、及数个形成于所述晶元载体的第二表面上且各位在对应的贯芽孔四周的固定座； 发光二极管晶元，所述发光二极管晶元具有半导体衬底、设置在所述半导体衬底上且在预定的位置具有导电岛的第一型半导体层、及在不遮蔽所述第一型半导体层的导电岛之下设置在所述第一型半导体层上且在预定的位置具有导电岛的第二型半导体层； 形成在所述多个半导体层的表面上的反射层，所述反射层形成有数个暴露对应的导电岛的贯孔； 形成在所述反射层上且形成有与对应的贯孔对准的通孔的具有粘着特性的绝缘层；数个导电连接体，每个导电连接体从对应的导电岛经由对应的贯孔、对应的通孔、和对应的贯穿孔来延伸到对应的固定座；及 形成在所述晶元载体的第一表面上使得可覆盖所述发光二极管晶元的透光保护层。
18.如权利要求17所述的发光二极管元件，还包含在不遮蔽所述第二型半导体层的导电岛之下设置在所述第二型半导体层上且在预定的位置具有导电岛的第一型半导体层。
19.如权利要求17所述的发光二极管元件，其中，所述透光保护层可以掺杂有荧光粉材料。
20.如权利要求18所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体层为P型半导体层而所述第二型半导体层为η型半导体层。
21.如权利要求18所述的发光二极管元件，其中，所述第一型半导体层为η型半导体层而所述第二型半导体层为P型半导体层。
22.如权利要求17所述的发光二极管元件，其中，所述多个导电连接体可以由氧化铟锡(ITO)形成。
23.如权利要求17所述的发光二极管元件，其中，所述多个导电连接体可以由任何导电金属 材料形成。
【文档编号】H01L33/56GK103456873SQ201210177876
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】李学旻 申请人:李学旻