专利名称：高效率发光装置及其形成方法
技术领域：
本发明涉及一种高效率发光装置的形成方法及其结构，尤其是通过分布 式布拉格反射层以增加光取出率的高效率发光装置。
背景技术：
随着外延技术的迅速发展以及制造成本的降低，发光二极管已经逐渐地 被应用于各式各样的领域。举例来说，发光二极管被应用于各种的电子装置， 例如移动电话、多媒体播放器、个人数字助理等。未来更将有机会再扩展至 用于一般的照明系统设备，以取代许多传统的发光设备。
而发光二极管在应用推广的过程当中，其中 一个重要的课题便是要尽可 能地提高光发二极管的发光效率。此时，如何减少发光二极管所产生的光线 受到其本身的吸收或耗损，便是一个重要的改进方向。
在传统的发光二极管结构当中，会使用金属反射镜减少光的耗损并提高
发光效率。举例来说，在利用共晶(eutectic)来取代银胶接合技术的工艺当中， 因为所使用的金/锡薄膜容易吸收光线而导致发光效率降低，因此会在发光 二极管背面使用金属反射镜来改善吸光的问题。参照图l所示，其显示一种 已知技术的发光装置100。发光装置IOO具有发光二极管结构110、钛层120、 铝层130以及金/锡合金层140。在已知的发光装置100中，使用厚约10 埃的钛层120,以及厚约2000埃的铝层130作为金属反射层，而金/锡合金 层140则用于进行共晶接合工艺，或称共晶焊接。然而在使用传统的金属反 射镜的结构当中，例如图1当中所使用的钛层120及铝层130，其反射率的 表现仍然未能令人满意，并且在UV波段具有低反射，在应用上相当令人困 扰。此外，金属反射薄膜会因蒸镀条件的不同而影响反射率，导致装置品质 的控制较为不易。
因此，若能提供一种高效率的发光装置，能提高元件的发光效率，并且 增加元件的散热效率，实有其必要。
发明内容
本发明 一方面提供一种高效率的发光装置，其利用分布式布拉格反射层 以改善已知技术中金属反射薄膜易吸光及反射率不佳的问题。
本发明另 一方面提供一种高效率的发光装置，其反射率不受蒸镀条件的 影响，而能提高光取出率。
本发明又一方面提供一种高效率的发光装置，其中的分布式布拉格反射 层具有微接触阵列，以提高发光装置的散热效率。
在本发明的 一种实施例中， 一种形成高效率发光装置的方法包括下列步
骤提供发光二极管结构；以蒸镀方式将分布式布拉格反射层附加至发光二 极管结构上；以及通过分布式布拉格反射层将发光二极管结构连结至共晶 层，以形成此高效率发光装置。此外，形成分布式布拉格反射层的步骤还可 包含交错地形成多个高折射层及多个低折射层，以构成高低差折射率薄膜交 互堆叠。或者，还可以形成微接触层阵列于高低差折射率薄膜交互堆叠之中， 以提高材料的散热效率。
在本发明的发光装置所使用的材料中，可以选择性地使用以下的材料 (但不限于此)多个高折射层为二氧化钛层、多个低折射层为二氧化硅层、 微接触层为金属材料、而共晶层为金锡合金。
在本发明的另一种实施例中， 一种高效率发光装置包含以下元件发光 二极管结构；共晶层；以及分布式布拉格反射层介于发光二极管结构及共晶 层之间，且分布式布拉格反射层以蒸镀方式附加至发光二极管结构。分布式 布拉格反射层还可包含多个高折射层以及多个低折射层，其中多个高折射层 及多个低折射层交错地排列，以构成高低差折射率薄膜交互堆叠。此外，分 布式布拉格反射层亦可还包括微接触层阵列，位于高低差折射率薄膜交互堆 叠之中。
图1显示已知技术的发光装置；
图2显示一依照本发明具体实施例的发光装置示意图3显示图2中分布式布拉格反射层的示意图；以及
图4显示另一依照本发明具体实施例的发光装置示意图。
附图标记说明100发光装置110发光二极管结构
120钛层130铝层
140金锡合金层200发光装置
220发光二极管结构240分布式布拉格反射层
242高折射层244低折射层
260共晶层400发光装置
420发光二极管结构440分布式布拉格反射层
442高折射层444低折射层
445微接触层460共晶层
说明书第3/5页
具体实施例方式
图2显示一依照本发明具体实施例的发光装置200的示意图。高效率发 光装置200包含发光二极管结构220、分布式布拉格反射层(distributed-Bragg reflecting layer, DBR)240，以及共晶层260。分布式布拉格反射层240介于发 光二极管结构220及共晶层260之间。在形成此高效率发光装置200的工艺 中，首先提供发光二极管结构220。任何已知的发光二极管皆可应用于本发 明之中，例如InGaN的高亮度发光二极管，但本发明不以此为限。
接着利用蒸镀的方式，将分布式布拉格反射层240附加至发光二极管结 构220上，以取代传统金属反射层的反射率不佳的缺点。应用分布式布拉格 反射层240可以使得发光装置200的反射率大为提升至90%以上，优选地， 其反射率可达几近100%的反射率。最后通过分布式布拉格反射层240，将 发光二极管结构220连结至共晶层260，以形成此高效率发光装置200。
在本实施例中，共晶层260为金碍合金层，以取代传统银胶的接合工艺， 可以大幅地改善管芯散热的问题。然而在此需注意的是，本发明并不以金锡 合金层为限。此外，在本实施例中，共晶层260的厚度约为1.5微米，然而 本发明亦不以此为限。
现在请参照图3，其进一步显示图2中的分布式布拉格反射层240。分 布式布拉格反射层240具有多个高折射层242以及多个低折射层244。在此 所称的高折射层242，指相较于低折射层244而言，由具有较高折射率的材 料所形成。相对地，低折射层244则是指相较于高折射层242而言，由具有 较低折射率的材料所形成。如图3所示，多个高折射层242以及多个低折射层244交错地形成，以 构成高低差折射率薄膜交互堆叠。利用高折射率材料与低折射率材料制成重 复堆叠的薄膜，以形成高反射率的分布式布拉格反射层(DBR)240，以提高应 用共晶工艺的发光二极管的发光效率。
在此必需注意的是，此处的附图用于举例说明，而本发明实可以有更多 不同的修改与变化。举例来说，分布式布拉格反射层240并不以图3所示的 四层为限，而可以有更多或更少层的堆叠，可以视实际实施的情况而定。此 外，在本实施例中，多个高折射层242为二氧化钛层，而多个低折射层244 为二氧化硅层，但本发明亦不以此为限。
图4显示另一依照本发明具体实施例的发光装置400的示意图。高效率 发光装置400包含发光二极管结构420、分布式布拉格反射层 (distributed-Bragg reflecting layer, DBR)440,以及共晶层460 。分布式布4立格 反射层440介于发光二极管结构420及共晶层460之间。在形成此高效率发 光装置400的工艺中，首先提供发光二极管结构420。任何已知的发光二极 管皆可应用于本发明之中，例如InGaN的高亮度发光二极管，但本发明不以 此为限。
在本实施例中，分布式布拉格反射层440具有多个高折射层442、多个 低折射层444以及微接触层阵列445。如图所示，多个高折射层442以及多 个低折射层444交错地形成，以构成高低差折射率薄膜交互堆叠。利用高折 射率材料与低折射率材料制成重复堆叠的薄膜，以形成高反射率的分布式布 拉格反射层(DBR)240，以提高应用共晶工艺的发光二极管的发光效率。
微接触阵列445连接发光二极管结构420以及共晶层460，以提高元件 的散热效率。在本实施例中为了附图清楚方便，微接触阵列445由两个微接 触层所构成，然而本发明并不以此为限。本发明亦可以使用更多或更少的微 接触层来构成此微接触阵列445。此外，微接触层阵列445可以使用任何金 属材料
分布式布拉格反射层440利用蒸镀的方式附加至发光二极管结构420 上，以取代传统金属反射层的反射率不佳的缺点。应用分布式布拉格反射层 440可以使得发光装置400的反射率大为提升至90%以上，优选地，其反射 率可达几近100%的反射率。最后通过分布式布拉格反射层440，将发光二 极管结构420连结至共晶层460,以形成此高效率发光装置400。此外，在本实施例中，共晶层460的厚度约为1.5微米，然而本发明亦不以此不限。
综上所述，鉴于已知技术中金属反射层易吸光且反射率不佳的问题，本 发明利用分布式布拉格反射层，可提高反射率达近100%，大幅地提高发光 装置的发光效率。此外，已知的金属反射薄膜在UV波段具有低反射，本发 明使用的分布式布拉格反射层亦无此问题。再者，传统的金属反射层会因蒸 镀条件而影响反射率，工艺不易控制，而本发明使用的分布式布拉格反射层 则无此问题，进一步增加工艺控制上的弹性。分布式布拉格反射层中选用设 置的微接触阵列，还可以进一步提高元件的散热效率。
上述的实施例用以描述本发明，然本发明技术仍可有许多的修改与变 化。因此，本发明并不限于以上特定实施例的描述，本发明的权利要求欲包 含所有此类修改与变化，以能真正符合本发明的精神与范围。
权利要求
1.一种形成高效率发光装置的方法，包含提供发光二极管结构；以蒸镀方式将分布式布拉格反射层附加至该发光二极管结构上；以及通过该分布式布拉格反射层将该发光二极管结构连结至共晶层，以形成该高效率发光装置。
2. 如权利要求1所述的方法，其中形成该分布式布拉格反射层的步骤还 包含交错地形成多个高折射层及多个低折射层，以构成高低差折射率薄膜交 互堆叠。
3. 如权利要求2所述的方法，其中该多个高折射层为二氧化钛层，且该 多个低折射层为二氧化硅层。
4. 如权利要求2所述的方法，其中形成该分布式布拉才各反射层的步骤还 包含形成微接触层阵列于该高低差折射率薄膜交互堆叠之中，并连接该发光 二极管结构以及该共晶层。
5. 如权利要求4所述的方法，其中该微接触层使用金属材料所构成。
6. 如权利要求1所述的方法，其中该共晶层由金锡合金所构成。
7. 如权利要求5所述的方法，其中该共晶层的厚度约为1.5微米。
8. —种高效率发光装置，包含 发光二极管结构；共晶层；以及分布式布拉格反射层介于该发光二极管结构及该共晶层之间，且该分布 式布拉格反射层以蒸镀方式附加至该发光二极管结构。
9. 如权利要求7所述的装置，其中该分布式布拉格反射层还包含 多个高折射层；以及多个低折射层；其中该多个高折射层及该多个低折射层交错地排列，以构成高低差折射 率薄膜交互堆叠。
10. 如权利要求8所述的装置，其中该多个高折射层为二氧化钛层，且该多个低折射层为二氧化硅层。
11. 如权利要求8所述的方法，其中该分布式布拉格反射层还包含 微接触层阵列，位于该高低差折射率薄膜交互堆叠之中，并连接该发光二极管结构以及该共晶层。
12. 如权利要求10所述的装置，其中该微接触层使用金属材料所构成。
13. 如权利要求7所述的装置，其中该共晶层由金锡合金所构成。
14. 如权利要求12所述的方法，其中该共晶层的厚度约为1.5微米。
全文摘要
本发明披露一种高效率发光装置及其形成方法。此方法包含提供发光二极管结构；以蒸镀方式将分布式布拉格反射层附加至发光二极管上；以及通过分布式布拉格反射层将发光二极管结构粘贴至共晶层，以形成此高效率发光装置。
文档编号H01L33/00GK101630708SQ200810137729
公开日2010年1月20日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者施文忠, 林素慧, 王伟凯 申请人:广镓光电股份有限公司