[发明专利]发光二极管装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明关于一种发光二极管装置，特别是一种制程容易、改善散热性的发光二极管装置，及其制造方法。

背景技术

近年来发光二极管装置的应用越来越广泛，近年来搭配透明基板可以两面发光的LED灯的LED灯丝灯，因为外型仿古美观，很受消费者的青睐，是以许多厂商都投入了LED灯丝灯的生产。

但尽管LED灯丝灯的数量持续成长，但与传统的钨丝灯出货数量来相比，仍有一段相当大的差距。LED灯丝灯无法普遍的主要的原因在于LED灯丝灯对于封装有较高的要求，在制程工艺方面较为复杂、生产良率低，价格也因此较高。现在LED灯丝灯的作法多是先于大基板上长成LED单元，再将LED单元减薄切割成个别独立的LED晶粒，再将多个个别独立的LED晶粒黏附或焊接于一载板，最后再将载板上的个别独立的LED晶粒拉线串接而成。如此的多步骤制程，因为在每一个步骤皆会造成良率降低的损失，所以良率并不高。例如在切割成LED晶粒的步骤，良率降低就非常明显。再加上其他步骤施作时的良率损失，制作良率的改善变成是LED灯丝灯产品制造的重要课题。

再者，LED灯丝灯也有散热的技术问题亟需克服，特别是大瓦数的LED灯丝灯运作时，会产生大量热，因此如何有效地散热，提高电光效率，也成为LED灯丝灯需要改善的重要课题。另外尚有消费者认为LED灯丝灯的照度不足、光效低的问题须要改善，因此导致LED灯丝灯价格与效能，离市场期待仍有一段差距，成为LED灯丝灯扩大应用的障碍。

然而，LED灯的耗电量少，灯泡寿命长，是效率很高的光源。为了达到省电节能的目标，目前已有许多厂商及研究团队投入，企图从制程或结 构方面着手改良，期待能够提高LED灯丝灯照度、加强散热、降低成本，进而可以开发出一种能够解决现有LED灯丝灯发展困境的新型灯具。

发明内容

本发明的主要目的旨在提供一种散热性佳、并具有改良电光转换效率的发光二极管装置。

本发明的另一目的旨在提供一种改良良率、步骤简单的发光二极管制造方法。

为达成上述目的，本发明特别在一基板上形成多个磊晶单元，每一个磊晶单元包括有n型半导体单元、发光层、p型半导体单元、以及透明电极层，并在该些磊晶单元形成多对布拉格反射镜对，使该些多对布拉格反射镜对包覆该些磊晶单元，透过反射光线来提升出光强度。换言之，相较于现有技术中同时使用更多的芯片来取得足够的出光总量，本发明的发光二极管装置就已具有改善的照度。除此之外，本发明的发光二极管装置，因第一金属层及第二金属层的结构设置，没有散热性不佳的缺点，反而具有优秀的散热性。

具体而言，本发明的发光二极管装置包括：一基板；多个磊晶单元，位于该基板的一表面；一第一金属层，该第一金属层位于该磊晶单元的部分表面以连结该磊晶单元与另一相邻的磊晶单元；n对布拉格反射镜对，包覆该些磊晶单元以及该第一金属层的部份表面，其中n为一大于620的整数；以及一第二金属层，设于该布拉格反射镜对的表面，且该第二金属层连接未经该布拉格反射镜对所覆盖的该第一金属层；其中，每一磊晶单元包括：一n型半导体单元，位于该基板的表面；一个发光层，位于该n型半导体单元上；一p型半导体单元，位于该n型半导体单元上，且该发光层夹设于该p型半导体单元与该n型半导体单元之间，部份的n型半导体单元露出且不被该p型半导体单元覆盖；以及一透明电极层，位于该p型半导体单元的表面。

于本发明的发光二极管装置中，该p型半导体单元的侧壁及该发光层的侧壁更可选择性地包括一绝缘层。可使用作为绝缘层的材料并无特别限制，任何一种用在发光二极管装置的绝缘层材料都可以被使用。譬如说， 氮化物，如氮化硅；氧化物，如二氧化硅或氧化铝；或者也可以使用氮氧化物等。本领域具有通常知识者可依情况选用适当的材料形成绝缘层，并不特别限制在上述的材料中。

于本发明一示例性实施例中，可以使用习知领域中任何用来形成磊晶单元的材料来形成磊晶单元，譬如说，该n型半导体单元可为一n型氮化镓、该p型半导体单元为一p型氮化镓、该发光层为复数层硅掺杂的氮化镓铟磊晶(In_xGa_yN/GaN多重量子井)、且该透明电极层可为ITO(氧化铟锡，Indium Tin Oxide)。除此之外，为了提升层和层之间接口黏着力、或者为了使磊晶单元有其他辅助或附加功能，亦可加入其他习知的辅助功能层。举例来说，可在基板与该磊晶单元之间更包括一氮化镓或氮化铝缓冲层，使后续形成的磊晶单元和基板之间有更好的结合，然而，本发明对此并无特别限制。