[发明专利]发光元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光元件，特别是涉及一种具有微凸块电极的发光元件。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode；LED)在高功率照明的运用上，除了须持续提升亮度外，散热问题是另一亟需解决的主要问题。当发光二极管光取出效率不佳时，无法穿出发光装置(发光二极管及其封装体)的光线会转换为热能。若无法有效将此热能导出发光装置，发光二极管在操作时温度会上升，因而造成元件可靠性问题。先前技艺为解决元件散热问题，提出许多方法。例如在以蓝宝石基板成长氮化镓系列的发光元件中，利用二次转移方式以激光光照射或以化学蚀刻方式移除导热性较差的蓝宝石基板，再结合一导热性较佳的硅基板，以改善晶粒本身的散热效果。另一改善方式为以倒装芯片接合(flip-chip bonding)取代传统的导线接合(wire bonding)。图1揭露一种现有的倒装芯片接合发光装置，包括一发光二极管10及一基座单元(submountunit)20，金球凸块24形成于第一接合垫22及第二接合垫23上，用以在一接合制程中将发光二极管10与基座单元20结合。金球凸块24以植金球(Goldstud bump)方式，逐一形成在第一接合垫22及第二接合垫23上，再利用热音波接合(thermosonic bonding)方式，将基座单元20上的金球凸块24与发光二极管10的电极15与16的接合面施以超音波(ultrasonic wave)，使接合面快速磨擦产生高热而熔融接合。一般金球直径约为50um左右，各金球尺寸必须相近，以避免在接合时，较低的金球无法接触到被接合面，而影响产品特性及接合成品率。另外，由于金球由金线以热音波方式，在金线前端熔融为球体后，黏着在基座上，金球尺寸受限于金线尺寸而无法进一步微缩，造成接合后的厚度仍大于20um，因此无法进一步降低发光二极管10与基座21间的热阻(thermal resistance)，因而限制了发光二极管10在高功率器件的应用。

因此，本发明提出一发光元件，可用于倒装芯片直接接合，无须额外植金球于基座上，具有接合面积广、接合距离短、导热性高、可靠性佳、及成本低的优点。

发明内容

本发明提出一发光元件，适用于以倒装芯片接合的方式直接接合至一基座上，包括具有多个微凸块的电极，且发光元件通过多个微凸块与基座形成一短距离接合，以提高发光元件的散热效率。

本发明的另一目的在提供一发光元件，包括一透明基板、一第一导电类型半导层形成于该透明基板上、一活性层形成于该第一导电类型半导层上、一第二导电类型半导层形成于该活性层上、一接触层形成于该第二导电类型半导层上、以及一电极，具有多个微凸块，形成于该接触层上，用以直接接合于一基座上。其中，该多个微凸块为一体成形于该电极上。

本发明的另一目的在提供一发光元件，包括一发光二极管、一基座及多个微凸块。该发光二极管包括一透明基板及至少一电极，该基座包括至少一接合垫，该等多个微凸块则介于电极及接合垫之间，且一体成形于电极或接合垫上。

本发明的另一目的在提供一发光元件的制造方法，包括提供一发光二极管包括一透明基板及至少一电极，形成多个微凸块于该电极上，其中，该多个微凸块为一体成形于该电极上。

附图说明

图1为一示意图，显示依先前技艺所示的一发光元件；

图2为一示意图，显示依本发明所示的一发光元件；

图3为一示意图，显示依本发明所示的另一实施例；

图4为一示意图，显示依本发明所示的又一实施例；

图5为一示意图，显示依本发明所示的又一实施例；

图6为一示意图，显示依本发明所示的一电极上视图；

图7为一示意图，显示依本发明所示的另一电极上视图；

图8为依本发明所测得的电流与发光量的效能曲线图。

简单符号说明

10、30、50、60、70：发光单元；

20、40：基座单元；

11、31：透明基板；

21、41：基座；

12、32、62、72：发光叠层；

121、321、621、721：第一导电类型半导体层；

122、322、622、722：活性层；

123、323、623、723：第二导电类型半导体层；

13、33、63、73：第一接触层；

14、34、64、74：第二接触层；

15、35、65、75、85、95：第一电极；

16、36、66、76、86、96：第二电极；

22、42：第一接合垫；