专利名称：具有金属基质复合材料载体的发光元件的制作方法
技术领域：
本发明关于一种发光元件，尤其关于一种具有金属基质复合材料载体的发光元件。
背景技术：
发光元件的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、激光二极管、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。
传统的发光元件的材质主要为半导体，该种材质的导热特性不佳。当发光元件通电时，由于发光元件发光，会因此而产生热，由于发光元件为半导体材质，因此导热不佳，这些热若无法适当的被移除，则发光元件将会因受热而降低发光效率，如AlGaInP组成的材料，在相同的电流条件操作下，当外界的温度由20℃升温至80℃时，亮度将下降20％～50％。前述的问题在小尺寸的发光元件上，由于在低电流操作，电流小于30mA～50mA，发光产生的热还勉强能由叠层导除，因此问题还不太明显；但是当发生在大尺寸的发光元件时，在高电流操作，电流大于100mA～1A，则该大尺寸发光元件所产生的热，将无法及时移除，则发光元件的温度将上升，亮度便明显下降，使得发光元件的发光功率大大降低。
于美国专利第6287882号揭露一种发光二极管，其以金属反射黏结剂黏结一发光叠层以及一金属基板，使得该发光二极管具有反射及导热的功能。于台湾专利第151410号揭露一种具有金属基板的半导体元件，其利用电镀法将金属材料镀于半导体发光叠层上，形成一金属基板，以金属基板取代传统半导体基板，来达到导热的功能。但是在上述两种结构中，由于金属基板的热膨胀系数与半导体的发光叠层不同，两者差异非常大，因此在后段加工时，金属基板与发光叠层之间因热膨胀系数差异的影响，使得两者之间产生剥离，造成产品的可靠性降低。
发明内容
于Kevin A.Moores等人发表的文献中(Future Circuits International，Issue No.7，pp.45-49，2001)提到一种金属基质复合材料(Metal MatrixComposites，MMC)载体，其中该金属基质复合材料载体于一具有孔洞的载体中充填入适合的金属基质，使得该金属基质复合材料载体具有可调变的热传系数或热膨胀系数特征。
本案发明人于思考如何解决前述的问题时，认为若利用一金属基质复合材料(Metal Matrix Composites，MMC)载体，使得该金属基质复合材料载体的热膨胀系数接近一发光叠层的热膨胀系数，再以一黏结层将该金属基质复合材料载体与该发光叠层结合在一起。如此，将可解决现有结构中金属基板与发光叠层间产生剥离的问题。另外由于该金属基质复合材料载体内填充金属基质，使得该金属基质复合材料载体亦具有高热传系数，进而达到热能散逸的功能。
本发明的主要目的在于提供一种具有金属基质复合材料载体的发光元件，利用一金属基质复合材料载体，使得该金属基质复合材料载体的热膨胀系数接近一发光叠层的热膨胀系数。如此，将可解决现有结构中金属基板与发光叠层间产生剥离的问题。
本发明的另一目的在于提供一种具有金属基质复合材料载体的发光元件，该金属基质复合材料载体亦具有高热传系数，如此，可解决发光元件中热能无法即时移除的问题。
依本发明一优选实施例具有金属基质复合材料载体的发光元件，包含一金属基质复合材料载体，其中该金属基质复合材料载体于一具有孔洞的载体中充填入一金属基质；以一黏结层将该金属基质复合材料载体与一发光叠层结合在一起。
前述的金属基质复合材料载体包含选自MMC(Metal MatrixComposites，金属基质复合材料)及CMC(Ceramic Metal Composites，陶瓷金属复合材料)所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
图1为一示意图，显示依本发明一优选实施例的一种具有金属基质复合材料载体的发光元件；以及图2为一示意图，显示依本发明另一优选实施例的一种具有金属基质复合材料载体的发光元件。
附图标记说明1发光元件10金属基质复合材料载体11金属反射层 12透明黏结层13透明导电层 14发光叠层15第一接线电极 16第二接线电极2发光元件20金属基质复合材料载体21金属黏结层 22发光叠层23接线电极具体实施方式
请参阅图1，依本发明一优选实施例1具有金属基质复合材料载体的发光元件1，包含一金属基质复合材料载体10，其中该金属基质复合材料载体于一具有孔洞的载体中充填入适合的金属基质，使得该金属基质复合材料载体的热膨胀系数接近一发光叠层的热膨胀系数；形成于该金属基质复合材料载体上的一金属反射层11；形成于该金属反射层上的一透明黏结层12；形成于该透明黏结层上的一透明导电层13，其中，该透明导电层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；形成于该第一表面区域上的一发光叠层14；形成于该第二表面区域上的一第一接线电极15；以及形成于该发光叠层上的一第二接线电极16。
上述的实施例1中，于该金属反射层及该透明黏结层之间可形成一第一反应层；于该透明黏结层及该透明导电层之间可形成一第二反应层，以提高之间的附着力。
上述的实施例1中，该金属反射层亦可形成于透明黏结层与透明导电层之间。另外上述的实施例中该透明黏结层亦可以不透明黏结层取代，同时该金属反射层形成于不透明黏结层与透明导电层之间。
上述的实施例1中，于该金属反射层及该导电透明黏结层之间可形成一第一反应层；于该导电透明黏结层及该透明导电层之间可形成一第二反应层，以提高之间的附着力。
上述的实施例1中，该透明黏结层亦可以导电透明黏结层取代。该金属反射层亦可形成于导电透明黏结层与透明导电层之间。另外上述的实施例中该导电透明黏结层亦可以导电黏结层取代，同时该金属反射层形成于导电黏结层与透明导电层之间。
请参阅图2，依本发明又一优选实施例2具有金属基质复合材料载体的发光元件2，包含一金属基质复合材料载体20，其中该金属基质复合材料载体于一具有孔洞的载体中充填入适合的金属基质，使得该金属基质复合材料载体的热膨胀系数接近一发光叠层的热膨胀系数；形成于该金属基质复合材料载体上的一金属黏结层21；形成于该金属黏结层上的一发光叠层22；以及形成于该发光叠层上的一接线电极23。
前述的金属基质复合材料载体包含选自MMC(Metal Matrix Composites，金属基质复合材料)及CMC(Ceramic Metal Composites，陶瓷金属复合材料)所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料；前述发光叠层包含AlGaInP、AlInGaN及AlGaAs系列所构成材料族群中的至少一种材料；前述透明黏结层包含选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)或过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料；该导电透明黏结层包含选自于自发性导电高分子(Intrinsically conducting polymer)或高分子中掺杂导电材质所构成材料组群中的至少一种材料，其中，该导电材质包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一反应层包含选自于SiNx、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二反应层包含选自于SiNx、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属反射层包含选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属黏结层包含选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
虽然本发明的发光元件已以优选实施例揭露于上，但是本发明的范围并不限于上述优选实施例，应以所附权利要求所确定的为准。因此本领域技术人员在不脱离本发明的范围及精神下，当可做任何改变。
权利要求
1.一种具有金属基质复合材料载体的发光元件，包含一金属基质复合材料载体；形成于该金属基质复合材料载体上的一黏结层；以及形成于该黏结层上的一发光叠层。
2.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该黏结层为一透明黏结层。
3.如权利要求2所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该透明黏结层为一透明导电黏结层。
4.如权利要求2所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该透明黏结层为一透明不导电黏结层。
5.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该黏结层为一不透明黏结层。
6.如权利要求5所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该不透明黏结层为一不透明导电黏结层。
7.如权利要求5所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该不透明黏结层为一不透明不导电黏结层。
8.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，于该金属基质复合材料载体及该黏结层之间还包含一第一反应层。
9.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，于该黏结层及该发光叠层之间还包含一第二反应层。
10.如权利要求8所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，于该金属基质复合材料载体及该第一反应层之间还包含一金属反射层。
11.如权利要求9所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，于该第二反应层及该发光叠层之间还包含一金属反射层。
12.如权利要求11所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，于该金属反射层及该发光叠层之间还包含一透明导电层。
13.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该黏结层为一金属黏结层。
14.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该黏结层为一金属反射黏结层。
15.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该金属基质复合材料载体包含选自金属基质复合材料及陶瓷金属复合材料所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
16.如权利要求2所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该透明黏结层包含选自于聚酰亚胺、苯并环丁烷及过氟环丁烷所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
17.如权利要求3所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该透明导电黏结层包含选自于自发性导电高分子或高分子中掺杂导电材质所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
18.如权利要求17所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该导电材质包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Au及Ni/Au所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
19.如权利要求13所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该金属黏结层包含选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu及其合金所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
20.如权利要求14所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该金属反射黏结层包含选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu及其合金所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
21.如权利要求1所述的具有金属基质复合材料载体的发光元件，其中，该发光叠层包含AlGaInP、AlInGaN及AlGaAs系列所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
全文摘要
本发明公开一种具有金属基质复合材料载体的发光元件，其包含一金属基质复合材料载体，其中该金属基质复合材料载体具有可调变的热传系数或热膨胀系数特征；形成于该金属基质复合材料载体上的一黏结层；形成于该黏结层上的一发光叠层。
文档编号H01L33/00GK1652358SQ200410003869
公开日2005年8月10日 申请日期2004年2月6日 优先权日2004年2月6日
发明者谢明勋, 刘文煌 申请人:晶元光电股份有限公司