光电元件及其制造方法_4

文档序号:9515787阅读:来源:国知局
0120]图8B-图8C显示一发光模块600的剖视图,其中图8C图8B的E区的放大图。载体502可包含一上载体503及下载体501,其中下载体501的一表面可与上载体503接触。透镜504及508形成在上载体503之上。上载体503可形成至少一通孔515,而依本发明实施例形成的光电元件300或其他实施例的光电元件(图未示)可形成在上述通孔515中并与下载体501接触,且被胶材521包围。胶材521之上具有一透镜508,其中胶材521的材料可为硅胶树脂、环氧树脂或其他材料。在一实施例中,通孔515的两侧壁之上可形成一反射层519以增加出光效率;下载体501的下表面可形成一金属层517以增进散热效率。
[0121]图9A-图9B绘示出一光源产生装置示意图700,一光源产生装置700可包含一发光模块600、一发光单兀540、一电源供应系统(未显不)以供应发光模块600 —电流、以及一控制元件(未显示),用以控制电源供应系统(未显示)。光源产生装置700可以是一照明装置,例如路灯、车灯或室内照明光源,也可以是交通号志或一平面显示器中背光模块的一背光光源。
[0122]图10绘示一灯泡示意图。灯泡800包括一个外壳921,一透镜922,一照明模块924,一支架925,一散热器926,一串接部927及一电串接器928。其中照明模块924包括一载体923,并在载体923上包含至少一个上述实施例中的光电元件300或其他实施例的光电元件(图未示)。
[0123]具体而言,基板30为一成长及/或承载基础。候选材料可包含导电基板或不导电基板、透光基板或不透光基板。其中导电基板材料其一可为锗(Ge)、砷化镓(GaAs)、铟化磷(InP)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、铝酸锂(LiA102)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(A1N)、金属。透光基板材料其一可为蓝宝石(Sapphire)、铝酸锂(LiA102)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、玻璃、钻石、CVD钻石、与类钻碳(Diamond-Like Carbon ;DLC)、尖晶石(spinel, MgAl204)、氧化招(A1203)、氧化娃(S1x)及镓酸锂(LiGa02)。
[0124]外延叠层(图未示),包含第一半导体层321,一活性层322,以及一第二半导体层323。第一半导体层321及第二半导体层323例如为包覆层(cladding layer)或限制层(confinement layer),单层或多层结构。上述第一半导体层331与第二半导体层323是电性、极性或掺杂物相异,其电性选择可以为P型、η型、及i型中至少任意二者的组合,可分别提供电子、空穴,使电子、空穴于活性层322中结合以发光。第一半导体层321、活性层322,以及第二半导体层323的材料可包含II1- V族半导体材料,例如AlxInyGa(1 x y)N或AlxInyGa{1 x y)P,其中0兰x,y兰1 ; (x+y)含1。依据活性层322的材料,外延叠层可发出波长介于610nm及650nm之间的红光,波长介于530nm及570nm之间的绿光,波长介于450nm及490nm之间的蓝光,或是波长小于400nm的紫外光。
[0125]在本发明的另一实施例中,光电元件300、300’、400、500可为一外延原件或一发光二极管,其发光频谱可以通过改变半导体单层或多层的物理或化学要素进行调整。此单层或多层的半导体材料可选自铝(A1)、镓(Ga)、铟(In)、磷(P)、氮(N)、锌(Zn)以及氧(0)所构成群组。活性层322的结构如: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)、或多层量子讲(mult1-quantum well ;MQff)结构。再者,调整活性层322量子阱的对数也可以改变发光波长。
[0126]在本发明的一实施例中,第一半导体层321与基板30间尚可选择性地包含一缓冲层(buffer layer,未显示)。此缓冲层介于二种材料系统之间,使基板30的材料系统“过渡”至第一半导体层321的材料系统。对发光二极管的结构而言,一方面,缓冲层用以降低二种材料间晶格不匹配的材料层。另一方面,缓冲层也可以是用以结合二种材料或二个分离结构的单层、多层或结构,其可选用的材料如:有机材料、无机材料、金属、及半导体等;其可选用的结构如:反射层、导热层、导电层、欧姆接触(ohmic contact)层、抗形变层、应力释放(stress release)层、应力调整(stress adjustment)层、接合(bonding)层、波长转换层、及机械固定构造等。在一实施例中,此缓冲层的材料可选自氮化铝或氮化镓,且此缓冲层可由減锻或原子层沉积(Atomic Layer Deposit1n, ALD)的方式形成。
[0127]第二半导体层323上还可选择性地形成一接触层(未显示)。接触层设置于第二半导体层323远离活性层322的一侧。具体而言,接触层可以为光学层、电学层、或其二者的组合。光学层可以改变来自于或进入活性层的电磁辐射或光线。在此所称的「改变」是指改变电磁辐射或光的至少一种光学特性,前述特性包含但不限于频率、波长、强度、通量、效率、色温、演色性(rendering index)、光场(light field)、及可视角(angle of view)。电学层可以使得接触层的任一组相对侧间的电压、电阻、电流、电容中至少其一的数值、密度、分布发生变化或有发生变化的趋势。接触层的构成材料包含氧化物、导电氧化物、透明氧化物、具有50%或以上穿透率的氧化物、金属、相对透光金属、具有50%或以上穿透率的金属、有机质、无机质、突光物、磷光物、陶瓷、半导体、掺杂的半导体、及无掺杂的半导体中至少其一。在某些应用中,接触层的材料为氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、氧化锌铝、与氧化锌锡中至少其一。若为相对透光金属,其厚度优选地约为0.005 μ m?0.6 μ m。
[0128]以上各附图与说明虽仅分别对应特定实施例,然而,各个实施例中所说明或公开的元件、实施方式、设计准则、及技术原理除在彼此显相冲突、矛盾、或难以共同实施之外,吾人当可依其所需任意参照、交换、搭配、协调、或合并。虽然本发明已说明如上,然而其并非用以限制本发明的范围、实施顺序、或使用的材料与制作工艺方法。对于本发明所作的各种修饰与变更,都不脱离本发明的精神与范围。
【主权项】
1.一种光电元件,包含: 基板,具有第一侧及第二侧相对该第一侧,及第一外边界; 发光二极管单元形成在该第一侧; 第一电极电连接该发光二极管单元; 第二电极电连接该发光二极管单元;以及 散热垫形成在该第一电极与该第二电极之间,并与该发光二极管单元电性隔绝。2.如权利要求1所述的光电元件,还包括多个该发光二极管单元及多个导电配线结构,其中,该些发光二极管单元包括第一接触光电元件单元、第二接触光电元件单元、及光电元件单元,形成在该第一侧;该多个导电配线结构电连接该些发光二极管单元以形成一阵列,且该光电元件单元形成于该第一接触光电元件单元及该第二接触光电元件单元之间;该第一电极形成在该第一接触光电元件单元之上并与之电连接;该第二电极形成在该第二接触光电元件单元之上并与之电连接;以及该散热垫形成在该光电元件单元之上并与该光电元件单元电性隔绝。3.如权利要求2所述的光电元件,其中各该些发光二极管单元包含:第一半导体层;第二半导体层;以及活性层形成在该第一半导体层与该第二半导体层之间。4.如权利要求2所述的光电元件,其中该些导电配线构彼此完全分离,且任一该些导电配线结构电连接两相邻的该些发光二极管单元,及/或还包含一第一绝缘层介于该些导电配线结构及该些发光二极管单元之间,及/或一第二绝缘层形成于该第二半导体层或该导电配线结构之上。5.如权利要求3所述的光电元件,其中该第二半导体层具有第一表面积,该散热垫形成于该第二半导体层之上且具有第二表面积,且其中该第二面积与该第一面积的比值介于80 ?100%。6.如权利要求4所述的光电兀件,其中该散热垫于垂直基板的该第一侧上的投影,不形成于该第一绝缘层之上,及/或该第二绝缘层可具有一平坦表面且该散热垫形成于该平坦表面之上。7.如权利要求1所述的光电元件,还包含支撑元件,形成于该基板的第二侧并包覆该基板的侧壁。8.如权利要求2所述的光电兀件,还包含第三电极,形成于该第一电极之上并与之电连接,及第四电极,形成于该第二电极之上并与之电连接;其中该第三电极或该第四电极超出该基板的该第一外边界。9.如权利要求8所述的光电兀件,还包含光学层,介于该第三电极与该第一电极之间以及该第四电极与该第二电极之间,其中该光学层具有第二外边界,且该基板的该第一外边界形成于该第二外边界之内。10.如权利要求7所述的光电兀件,其中该散热垫包含第一部分,形成于该支撑兀件之上,及第二部分,形成于该发光二极管单兀之上,其中该第一部分具有一宽度,大于该第二部分的一宽度,及/或该散热垫为一哑铃形。
【专利摘要】本发明公开一种光电元件及其制造方法,该光电元件包含:一基板,具有一第一侧及一第二侧相对第一侧,及一第一外边界;一发光二极管单元形成在第一侧;一第一电极电连接发光二极管单元;一第二电极电连接发光二极管单元;以及一散热垫形成在第一电极与第二电极之间,并与发光二极管单元电性隔绝。
【IPC分类】H01L33/64, H01L27/15
【公开号】CN105280665
【申请号】CN201410283842
【发明人】陈昭兴, 王佳琨, 沈建赋, 柯竣腾
【申请人】晶元光电股份有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2014年6月23日
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