[发明专利]覆晶式发光二极管及其制法与应用

说明书

技术领域

本发明是关于一种覆晶式发光二极管及其制造方法与使用其的芯片板上封装结构，尤指一种结构中可以达到缓冲热膨胀系数差异(coefficient thermal expansion mismatch)的覆晶式发光二极管及其制造方法与使用其的芯片板上封装结构。

背景技术

自60年代起，发光二极管(Light Emitting Diode，LED)的耗电量低及长效性的发光等优势，已逐渐取代日常生活中用来照明或各种电器设备的指示灯或光源等用途。更有甚者，发光二极管朝向多色彩及高亮度的发展，已应用在大型户外显示广告牌或交通号志。

近年来，由于电子产业的蓬勃发展，电子产品需求渐增，因此电子产品进入多功能及高效能发展等方向，也开始将发光二极管芯片应用于各种电子产品。其中尤其是可携式电子产品种类日渐众多，电子产品的体积与重量越来越小，所需的电路载板体积亦随之变小，因此，电路载板的散热效果成为值得重视的问题之一。

以现今经常使用的发光二极管芯片而言，由于发光亮度够高，因此可广泛应用于显示器背光源、小型投影机以及照明等各种电子装置中。然而，目前LED的输入功率中，将近80％的能量会转换成热能，倘若承载LED元件的载板无法有效地散热时，便会使得发光二极管芯片界面温度升高，除了影响发光强度之外，亦可能因热度在发光二极管芯片中累积而造成各层材料受热膨胀，促使结构中受到损伤而对产品寿命产生不良影响。

据此，若能进一步改善发光二极管的散热效率以及缓和或去除发光二极管受热膨胀的不良影响，将更可促使整体电子产业的发展。

发明内容

本发明的主要目的是在提供一种覆晶式发光二极管，其具有缓冲热膨胀系数差异(coefficient thermal expansion mismatch)的结构设计，可在发光二极管运作产生热量的过程中持续使热量散失。即使有部分热量没有自发光二极管中散失而促使整体结构产生热膨胀，其中设置的类金刚石/导电材料多层复合结构亦可缓冲对应的热应力，而保护不受损伤。

为达成上方所述目的，本发明的一态样提供一种覆晶式发光二极管，包括：一基板；一半导体外延多层复合结构，其位于该基板上方且包含一第一半导体外延层、以及一第二半导体外延层，其中，该第一半导体外延层与该第二半导体外延层是层迭设置；一第一类金刚石/导电材料多层复合结构，位于该半导体外延多层复合结构的该第一半导体外延层上方，并电性连接该半导体外延多层复合结构的该第一半导体外延层，以做为一第一电极；一第二类金刚石/导电材料多层复合结构，位于该半导体外延多层复合结构的该第二半导体外延层上方，并电性连接该半导体外延多层复合结构的该第二半导体外延层，以做为一第二电极；以及一绝缘保护层，覆盖该半导体外延多层复合结构的该第一半导体外延层的侧壁以及该第二半导体外延层的侧壁。

本发明的另一态样提供一种覆晶式发光二极管，包括：一基板；一半导体外延多层复合结构，其位于该基板上方且包含一第一半导体外延层、一第二半导体外延层、以及一盲孔，其中，该第一半导体外延层与该第二半导体外延层是层迭设置，且该盲孔贯穿该第二半导体外延层；一第一类金刚石/导电材料多层复合结构，位于该半导体外延多层复合结构的该第一半导体外延层上方，并电性连接该半导体外延多层复合结构的该第一半导体外延层，以做为一第一电极，其中，该第一类金刚石/导电材料多层复合结构是填充于该半导体外延多层复合结构的该盲孔中；一第二类金刚石/导电材料多层复合结构，位于该半导体外延多层复合结构的该第二半导体外延层上方，并电性连接该半导体外延多层复合结构的该第二半导体外延层，以做为一第二电极；以及一绝缘保护层，覆盖该半导体外延多层复合结构的该第一半导体外延层的侧壁以及该第二半导体外延层的侧壁，以及该盲孔的内壁表面，以隔绝该第一类金刚石/导电材料多层复合结构与该第二半导体外延层之间的接触。