專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管元件、其制作方法以及發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管元件，尤其涉及一種使其發(fā)光有源層垂直于基座的安裝面且可自行站立于安裝面上的發(fā)光二極管元件及其制作方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管元件具有反應(yīng)速度快、壽命長(zhǎng)，以及體積小等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛地作為各種型式的光源。發(fā)光二極管元件經(jīng)由將半導(dǎo)體制程制得的發(fā)光晶粒焊接于基座上，藉以通過(guò)基座與外部電源電連接。發(fā)光晶粒主要包含一基板，以及形成在基板上的一 P型半導(dǎo)體層、一發(fā)光有源層與一 N型半導(dǎo)體層。在發(fā)光有源層中，電子與空穴的再結(jié)合作用可產(chǎn)生光子，是發(fā)光晶粒所發(fā)射的光線(xiàn)來(lái)源。
發(fā)光有源層所產(chǎn)生的光子是不具有方向性的，光子可由四面八方離開(kāi)發(fā)光有源層。由于傳統(tǒng)封裝制程將發(fā)光晶粒水平地安裝于基座上，以便采用打線(xiàn)接合或覆晶接合電連接發(fā)光晶粒的電極與基座上的焊墊。這樣的安裝方式使發(fā)光晶粒的發(fā)光有源層平行于基座的安裝面，并造成發(fā)光有源層下表面發(fā)出的光子朝基座行進(jìn)，對(duì)整體發(fā)光二極管元件的發(fā)光效率較無(wú)貢獻(xiàn)?？v使通過(guò)在發(fā)光有源層下方形成反射層，將光子向上反射，但由于光子的行進(jìn)路程較長(zhǎng)以致可能被發(fā)光晶?；蚍庋b材料吸收而造成的損耗，對(duì)整體發(fā)光效率的貢獻(xiàn)仍低。因此，美國(guó)專(zhuān)利US7847306披露了一種發(fā)光二極管元件，是將發(fā)光晶粒直立地安裝于基座上，使發(fā)光有源層垂直于基座的安裝面，藉此使發(fā)光有源層上下兩相反表面所發(fā)出的光子可從發(fā)光晶粒的左右兩側(cè)分別向外射出，藉此可提高整體發(fā)光二極管元件的發(fā)光效率。然而，上述發(fā)光二極管兀件將其二電極設(shè)置在發(fā)光晶粒的同一側(cè)表面上，由于電極會(huì)遮蔽光線(xiàn)，導(dǎo)致發(fā)光晶粒兩相反表面的出光量不一致，需要額外在另一側(cè)表面上形成不透光的遮罩層，以平衡兩側(cè)的出光量，但如此必然降低了整體的出光量。并且，為了增加有效的發(fā)光面積，常會(huì)采用梳狀電極來(lái)使電流分布均勻，但所占面積較大的梳狀電極會(huì)使發(fā)光晶粒兩側(cè)出光不均勻程度更加提高。此外，由于該發(fā)光二極管元件不易以其較薄的側(cè)面站立于安裝面上，加上該發(fā)光二極管元件的二電極設(shè)置在同一側(cè)表面上，導(dǎo)致重心不穩(wěn)，使該發(fā)光二極管元件無(wú)法自行站立于安裝面上，因此，在實(shí)際將發(fā)光二極管元件安裝于基座的安裝面上時(shí)，必須以額外的工具輔助固定該發(fā)光二極管元件與基座的相對(duì)位置，以便焊接的順利完成，也因此難以適用常用的表面黏著技術(shù)來(lái)進(jìn)行與基座的電連接。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種可自行站立于安裝面上的發(fā)光二極管元件及其制作方法。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的發(fā)光二極管元件，用以安裝至一預(yù)定表面，該發(fā)光二極管元件包含一半導(dǎo)體疊層體、一第一電極及一第二電極。該半導(dǎo)體疊層體具有一大致垂直該預(yù)定表面的發(fā)光有源層，以及位于該發(fā)光有源層兩相反側(cè)的一第一半導(dǎo)體層及一第二半導(dǎo)體層。該第一電極鄰設(shè)于該第一半導(dǎo)體層并電連接該第一半導(dǎo)體層。該第二電極鄰設(shè)于該第二半導(dǎo)體層上并電連接該第二半導(dǎo)體層。本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的制作方法，包含于一透光基板上外延成長(zhǎng)一半導(dǎo)體疊層體，該半導(dǎo)體疊層體具有一位于該透光基板上的第一半導(dǎo)體層、一位于該第一半導(dǎo)體層上的發(fā)光有源層，以及一位于該發(fā)光有源層上的第二半導(dǎo)體層；形成一覆蓋該半導(dǎo)體疊層體的透光絕緣層；形成一經(jīng)由該透光基板電連接該第一半導(dǎo)體層的第一電極；形成一經(jīng)由該透光絕緣層電連接該第二半導(dǎo)體層的第二電極；以及使該第一電極及該第二電極分別形成一第一端面及一對(duì)齊該第一端面的第二端面。本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一制作方法，包含于一成長(zhǎng)基板上外延成長(zhǎng)一半導(dǎo)體疊層體，該半導(dǎo)體疊層體具有一位于該透光基板上的第一半導(dǎo)體層、一位于該第一半導(dǎo)體層上的發(fā)光有源層，以及一位于該發(fā)光有源層上的第二半導(dǎo)體層；形成一覆蓋該半導(dǎo) 體疊層體的透光絕緣層；將該成長(zhǎng)基板替換為一透光基板；形成一經(jīng)由該透光基板電連接該第一半導(dǎo)體層的第一電極；形成一經(jīng)由該透光絕緣層電連接該第二半導(dǎo)體層的第二電極；以及使該第一電極及該第二電極分別形成一第一端面及一對(duì)齊該第一端面的第二端面。此外，本發(fā)明的另一目的在于提供一種具有上述發(fā)光二極管元件的發(fā)光裝置。本發(fā)明的發(fā)光裝置，用以安裝至一預(yù)定表面，該發(fā)光裝置包含至少兩個(gè)上述的發(fā)光二極管元件以及一導(dǎo)光層。該導(dǎo)光層設(shè)置于該預(yù)定表面上且位于該等發(fā)光二極管元件之間，該導(dǎo)光層具有一出光面以及二位于該出光面相反側(cè)的入光面，該等入光面分別面對(duì)該等發(fā)光二極管元件。


圖I (a)為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖I (b)為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖2(a)至圖2(i)為圖1(a)的發(fā)光二極管元件的制作方法的各步驟的示意圖；圖3為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖4(a)至圖4(e)為圖3的發(fā)光二極管元件的制作方法的各步驟的示意圖；圖5為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件安裝于電路板的示意圖；圖6為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件安裝于電路板的示意圖；圖7為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖8為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖9(a)至圖9(j)為圖8的發(fā)光二極管元件的制作方法的各步驟的示意圖；圖10為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖11為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；圖12為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的一剖視圖；以及圖13為本發(fā)明的發(fā)光裝置的一剖視圖。主要元件符號(hào)說(shuō)明
發(fā)光二極管元件10 半導(dǎo)體疊層體11發(fā)光有源層111第一半導(dǎo)體層112第二半導(dǎo)體層113 透光基板121透光絕緣層122第一穿孔123第二穿孔124第一電極13第一端面131第二電極14第二端面141第一遮罩層15第一通孔151 第二遮罩層16第二通孔161暫時(shí)基板17透光基板18預(yù)定表面20電路板21焊墊211電路板23焊墊231黏著劑24金屬線(xiàn)25透光導(dǎo)電基板26半導(dǎo)體疊層體31成長(zhǎng)基板32第一遮罩層33空間34間隔層35第二遮罩層36第三遮罩層37透光披覆層38發(fā)光裝置100導(dǎo)光層40出光面41入光面42突光層43電極點(diǎn)51延伸部52導(dǎo)電柱53電極點(diǎn)5具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、詳細(xì)說(shuō)明，以及功效，現(xiàn)配合圖式說(shuō)明如下如圖I (a)和圖I (b)所示，本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的第一優(yōu)選實(shí)施例的一剖面圖。該發(fā)光二極管元件10用以安裝至一預(yù)定表面20，該預(yù)定表面20可為一基座或一電路板的安裝面。該發(fā)光二極管元件10可自行站立于該預(yù)定表面20上。如圖所示，該發(fā)光二極管元件10主要包含有一半導(dǎo)體疊層體11、一透光基板121與一透光絕緣層122、一第一電極13，以及一第二電極14。該半導(dǎo)體疊層體11具有一大致垂直該預(yù)定表面20的發(fā)光有源層111，以及位于該發(fā)光有源層111兩相反側(cè)的一第一半導(dǎo)體層112及一第二半導(dǎo)體層113。具體來(lái)說(shuō)，該第一半導(dǎo)體層112為η型半導(dǎo)體，該第二半導(dǎo)體層113為P型半導(dǎo)體。在本實(shí)施例中，該透光基板121與該透光絕緣層122用以共同包覆該半導(dǎo)體疊層體11。該透光基板121鄰接于該第一半導(dǎo)體層112,且具有一露出該第一半導(dǎo)體層112的第一穿孔123。該透光絕緣層122包覆該半導(dǎo)體疊層體11且具有一露出該第二半導(dǎo)體層113的第二穿孔124。該第一電極13經(jīng)由該透光基板121電連接該第一半導(dǎo)體層112。具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，該第一電極13的一端部經(jīng)由該第一穿孔123連接該第一半導(dǎo)體層112,而該第一電極13的另一端部則朝該預(yù)定表面20延伸，并具有一面對(duì)該預(yù)定表面20的第一端面131。該第二電極14經(jīng)由該透光絕緣層122電連接該第二半導(dǎo)體層113。優(yōu)選地，該第一電極13的位置大致對(duì)齊該第二電極14的位置，該第一電極13及該第二電極14位于半導(dǎo)體疊層體11的相反兩側(cè)。具體來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施例中，該第二電極14的一端部經(jīng)由該第二穿孔124連接該第二半導(dǎo)體層113，而該第二電極14的另一端則朝該預(yù)定表面20延伸，并具有一面對(duì)該預(yù)定表面20的一第二端面141。并且，該第一端面131被設(shè)計(jì)為大致對(duì)齊于該第二端面141，即，該第一端面131與該第二端面141大致位于同一平面，以使本發(fā)明的發(fā)光二極管元件10在安裝于該預(yù)定表面20時(shí)，可同時(shí)地接觸該預(yù)定表面20。優(yōu)選地，該第一端面131及該第二端面141更被設(shè)計(jì)為垂直于該半導(dǎo)體疊層體11的發(fā)光有源層111，以使該半導(dǎo)體疊層體11可垂直地安裝于該·預(yù)定表面20上。由于該第一電極13與該第二電極14分別位在該發(fā)光二極管元件10的相反兩側(cè)，可由兩相反方向共同支撐該發(fā)光二極管元件10于該預(yù)定表面20上，使該發(fā)光二極管元件10自行站立于該預(yù)定表面20上，無(wú)需其他額外工具輔助。并且，相互對(duì)齊的第一端面131以及第二端面141使得該發(fā)光二極管元件10可更穩(wěn)固地站立于該預(yù)定表面20上。此外，由于第一電極13與該第二電極14連接于該半導(dǎo)體疊層體11的相反兩表面，該半導(dǎo)體疊層體11操作時(shí)所產(chǎn)生的熱量可從第一電極13與該第二電極14分別逸散,相較于傳統(tǒng)位在同一側(cè)表面上的二電極來(lái)說(shuō)，具有更佳的散熱效率。以下，如圖2(a)至圖2(i)所示，將上述發(fā)光二極管元件10的制作方法詳述如下。首先，如圖2(a)所示，于一透光基板121上依序外延成長(zhǎng)一第一半導(dǎo)體層112、一發(fā)光有源層111，以及一第二半導(dǎo)體層113。外延成長(zhǎng)的方法可米用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積或分子束外延，且不以此限。接著，對(duì)該透光基板121上的該等外延層進(jìn)行微影及蝕刻制程，以得到如圖2(b)所示，在透光基板121上的多個(gè)半導(dǎo)體疊層體11。各該半導(dǎo)體疊層體11具有一位于該透光基板121上的第一半導(dǎo)體層112、一位于該第一半導(dǎo)體層112上的發(fā)光有源層111,以及一位于該發(fā)光有源層111上的第二半導(dǎo)體層113。接著，如圖2(c)所示，通過(guò)薄膜制程，形成一覆蓋該等半導(dǎo)體疊層體11的透光絕緣層122。并且，更在該透光絕緣層122上形成一露出該第二半導(dǎo)體層的第二穿孔124。然后，如圖2(d)所示，在該透光基板121及該等半導(dǎo)體疊層體11上形成一第一遮罩層15，該第一遮罩層15具有多個(gè)連通各該第二穿孔124的第一通孔151，該第一遮罩層15的制作可采用光阻材料經(jīng)由微影制程而制得，但不以此限。如圖2(e)所示，經(jīng)由在該等第一通孔151以及該等第二穿孔124進(jìn)行電鍍或電鑄制程，可形成電連接該第二半導(dǎo)體層113的第二電極14。接著，如圖2(f)所示，在該透光基板121上形成露出該第一半導(dǎo)體層112的多個(gè)第一穿孔123。然后，如圖2(g)所示，在該透光基板121的下表面形成一第二遮罩層16。該第二遮罩層16具有多個(gè)連通各該第一穿孔123的第二通孔161，該第二遮罩層16的制作可采用光阻材料經(jīng)由微影制程而制得，但不以此限。需注意的是，該第二通孔161對(duì)齊于該第一通孔151，至少該第二通孔161在圖中的一外側(cè)緣對(duì)齊于該第一通孔151的一外側(cè)緣。
然后，如圖2(h)所示，經(jīng)由在該等第二通孔161以及該等第一穿孔123進(jìn)行電鍍或電鑄制程，可形成多個(gè)經(jīng)由該透光基板121的一側(cè)電連接該第一半導(dǎo)體層112的第一電極13。接著，將該第一遮罩層15以及第二遮罩層16去除，便得到如圖2(i)的型態(tài)。由于該第二通孔161大致對(duì)齊于該第一通孔151，或至少該第二通孔161的一外側(cè)緣對(duì)齊于該第一通孔151的一外側(cè)緣，使得利用該第二通孔161所制得的該第一電極13大致對(duì)齊利用該第一通孔151所制得的該第二電極14，并且，該第一電極13在其遠(yuǎn)離該半導(dǎo)體疊層體11的一側(cè)形成一第一端面131，大致對(duì)齊于該第二電極14在其遠(yuǎn)離該半導(dǎo)體疊層體11的一側(cè)形成的一第二端面141，S卩，該第一端面131與該第二端面141大致位于同一平面。最 后，沿該第一端面131以及第二端面141的連線(xiàn)對(duì)該透光基板121進(jìn)行切割，便可得到如圖I所示的發(fā)光二極管元件10。如圖3所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一實(shí)施例，其大致與圖I所示的發(fā)光二極管元件相同，其不同之處在于，該第二半導(dǎo)體層113鄰接該透光絕緣層122的表面為一粗化面，或者在其至少一部分的表面上具有一粗化結(jié)構(gòu)。借著粗化面或是粗化結(jié)構(gòu)，可增加由此表面向外出射的出光量。此外，該透光基板121鄰接該第一半導(dǎo)體層112的表面也可為一粗化面。此外，由于常用于外延成長(zhǎng)半導(dǎo)體疊層體11的透光基板121，如藍(lán)寶石基板，其透光度并不高，以致減弱了發(fā)光二極管元件整體的出光量。為更提高出光量，本發(fā)明更進(jìn)一步提供以下的制程，如圖4所示，利用將透光基板121更換為透光度更高的基板，來(lái)使整體出光量更加提升。首先，如圖2(e)所示，在利用第一遮罩層15制作該第二電極14之后，如圖4(a)所示，將一暫時(shí)基板17固定于該第一遮罩層15上，然后將原有的透光基板121自該等半導(dǎo)體疊層體11與第一遮罩層15的下表面上分離，分離的方法可為激光剝除或蝕刻，且不以此限。并且，如圖4(b)所示，將一具有較高透光率的透光基板18固定于該等半導(dǎo)體疊層體11與第一遮罩層15的下表面。該透光基板18具有多個(gè)第一穿孔123。該等第一穿孔123可以是原先即形成于該透光基板18上的，或是將該透光基板18固定于該等半導(dǎo)體疊層體11與第一遮罩層15之后才加以形成的。接著，如圖4(c)至(e)所示，利用第二遮罩層16制作該等第一電極13，其過(guò)程如同圖2(g)至(i)所示，在此不再重復(fù)敘述。在圖4(f)中，該暫時(shí)基板17隨著該第一遮罩層15以及第二遮罩層16同時(shí)去除。如圖5所示，為該發(fā)光二極管元件10的一個(gè)應(yīng)用例。該發(fā)光二極管元件10可以其第一端面131及第二端面141自行站立于一電路板21上，并以表面黏著方式藉焊料22而電連接于該電路板21的焊墊211上?；蛘?，如圖6所示，為該發(fā)光二極管元件10的另一個(gè)應(yīng)用例。該發(fā)光二極管元件10以其第一端面131及第二端面141自行站立于一電路板23上，并以黏著劑24黏著于該電路板23上，且藉金屬線(xiàn)25而電連接于該電路板23的焊墊231上。此外，如圖7所示，本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一實(shí)施例，該發(fā)光二極管元件10更包含鄰接該半導(dǎo)體疊層體10的另外至少一半導(dǎo)體疊層體31。該等半導(dǎo)體疊層體31所發(fā)光線(xiàn)的波長(zhǎng)可與該半導(dǎo)體疊層體10所發(fā)光線(xiàn)的波長(zhǎng)相同或不同。例如，可包含紅光、綠光及藍(lán)光等不同波長(zhǎng)的光線(xiàn)。接下來(lái)，如圖8所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一實(shí)施例，其大致上與圖1(a)和圖1(b)所示的發(fā)光二極管元件相同，不同之處在于，圖1(a)和圖1(b)的該透光基板121被圖8的透光導(dǎo)電基板26所取代。具體來(lái)說(shuō)，如圖所示該透光導(dǎo)電基板26鄰設(shè)于該第一半導(dǎo)體層112，該透光絕緣層122包覆該半導(dǎo)體疊層體11且具有一露出該第二半導(dǎo)體層113的穿孔124，該第一電極13經(jīng) 由該透光導(dǎo)電基板26電連接該第一半導(dǎo)體層112，該第二電極14經(jīng)由該穿孔124連接該第二半導(dǎo)體層113。以下，如圖9(a)至圖9(j)所示，將上述圖8的發(fā)光二極管元件的制作方法詳述如下首先，如圖9 (a)所不,于一成長(zhǎng)基板32上依序外延成長(zhǎng)一第一半導(dǎo)體層112、一發(fā)光有源層111，以及一第二半導(dǎo)體層113。外延成長(zhǎng)的方法可采用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積或分子束外延，且不以此限。一般來(lái)說(shuō)，成長(zhǎng)基板32考慮晶格匹配等因素，通常采用藍(lán)寶石基板。接著，對(duì)該成長(zhǎng)基板32上的該等外延層進(jìn)行微影及蝕刻制程，以得到如圖9(b)所示，在成長(zhǎng)基板32上的多個(gè)半導(dǎo)體疊層體11。各該半導(dǎo)體疊層體11具有一位于該成長(zhǎng)基板32上的第一半導(dǎo)體層112、一位于該第一半導(dǎo)體層112上的發(fā)光有源層111，以及一位于該發(fā)光有源層111上的第二半導(dǎo)體層113。接著，如圖9(c)所示，通過(guò)薄膜制程，形成一覆蓋該等半導(dǎo)體疊層體11的透光絕緣層122。然后，如圖9(d)所示，在該等透光絕緣層122的頂面上形成一第一遮罩層33，該第一遮罩層33所遮蔽的區(qū)域?qū)?yīng)重迭于該等透光絕緣層122的上，該第一遮罩層15的制作可采用光阻材料經(jīng)由微影制程而制得，但不以此限。然后，在各個(gè)被該等透光絕緣層122覆蓋的半導(dǎo)體疊層體11之間的空間34中形成一如圖9(e)所示之間隔層35。該間隔層35環(huán)繞包覆各該半導(dǎo)體疊層體11，且厚度較各該半導(dǎo)體疊層體11為厚，具有固定且支撐該等半導(dǎo)體疊層體11的作用。在間隔層35形成之后，將該第一遮罩層33移除。然后，如圖9(f)所示，在該透光絕緣層122及該間隔層35上，形成一第二遮罩層36，并藉該第二遮罩層36制作該等第二電極14。接著，如圖9(g)所示，將該成長(zhǎng)基板32自該等半導(dǎo)體疊層體11與間隔層35的下表面上分離，分離的方法可為激光剝除或蝕刻，且不以此限。藉由該間隔層35固定且支撐該等半導(dǎo)體疊層體11，可不必使用前述的暫時(shí)基板，可進(jìn)一步簡(jiǎn)化制程。然后，如圖9(h)所示，在該等半導(dǎo)體疊層體11與間隔層35的下表面貼上一透光導(dǎo)電基板26。接著，如圖9(i)所示，在該透光導(dǎo)電基板26的下表面形成一第三遮罩層37，并利用第三遮罩層37形成該等第一電極13。在將該第二遮罩層36以及第三遮罩層37去除之后，便得到如圖9(j)的型態(tài)。最后，對(duì)該透光導(dǎo)電基板26進(jìn)行切割，便可得到如圖8所示的發(fā)光二極管元件。需說(shuō)明的是，上述圖9(a)至圖9(j)的制程，成長(zhǎng)基板32采用透光度較低且不導(dǎo)電的藍(lán)寶石基板，以致需將成長(zhǎng)基板32更換為透光導(dǎo)電基板26，以獲得較高的透光度及導(dǎo)電性。在另一種情況中，若成長(zhǎng)基板32直接采用透光度較高且可導(dǎo)電的碳化硅基板，也即成長(zhǎng)基板32本身即為透光導(dǎo)電基板，則可省略圖9(g)的去除成長(zhǎng)基板32，以及圖9(h)的換上透光導(dǎo)電基板26兩步驟，更可達(dá)到簡(jiǎn)化制程的效果。
如圖10所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一實(shí)施例，與前述實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件更可進(jìn)一步省去透光基板，使第一電極13直接電連接到第一半導(dǎo)體層112上。其制作方式可參考圖4(a)，在移除原有的透光基板121后，便制作電連接第一半導(dǎo)體層112的第一電極13。如圖11所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一實(shí)施例，其可適用于具有共面電極的發(fā)光二極管元件，也就是說(shuō)，該等電極點(diǎn)51、54面向半導(dǎo)體疊層體11的同側(cè)(如圖中左側(cè))，因此，其中一電極點(diǎn)54可藉由一貫穿透光基板121的導(dǎo)電柱53，連接至透光基板121的另一側(cè)(圖中右側(cè))，并藉一延伸部52電連接第一電極13。另一電極點(diǎn)51則直接電連接該第二電極14。 如圖12所示，為本發(fā)明的發(fā)光二極管元件的另一實(shí)施例，與前述實(shí)施例不同的是，本實(shí)施例的發(fā)光二極管元件還包含一透光披覆層38，環(huán)繞地設(shè)置于半導(dǎo)體疊層體11外圍。如圖13所示，本發(fā)明更提供一種發(fā)光裝置100，用以安裝至一預(yù)定表面20。該發(fā)光裝置100包含至少兩個(gè)上述本發(fā)明的發(fā)光二極管元件10，以及一導(dǎo)光層40，設(shè)置于該預(yù)定表面20上且位于該等發(fā)光二極管元件10之間，該導(dǎo)光層40具有一出光面41以及二位于該出光面41相反側(cè)的入光面42，該等入光面41分別面對(duì)相鄰兩發(fā)光二極管元件10。藉此，各該發(fā)光二極管元件10的光線(xiàn)可由其兩側(cè)分別進(jìn)入該導(dǎo)光層40內(nèi)，并在導(dǎo)光層40內(nèi)傳遞，并由上方的出光面41出射，藉此可將發(fā)光二極管元件10的近似于點(diǎn)狀的光源轉(zhuǎn)變成為一面狀光源。此外，該發(fā)光裝置100還可包含一設(shè)置于該導(dǎo)光層40的出光面41上的熒光層43，可藉此轉(zhuǎn)換出光面41所出射的光線(xiàn)的波長(zhǎng)?；蛘撸搶?dǎo)光層40本身也可包含熒光材料，藉此轉(zhuǎn)換光線(xiàn)的波長(zhǎng)。以上所述者僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所作的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專(zhuān)利所涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管元件，用以安裝至一預(yù)定表面，所述發(fā)光二極管元件包含 一半導(dǎo)體疊層體，具有一大致垂直所述預(yù)定表面的發(fā)光有源層、以及位于所述發(fā)光有源層兩相反側(cè)的一第一半導(dǎo)體層及一第二半導(dǎo)體層； 一第一電極，鄰近所述第一半導(dǎo)體層并電連接所述第一半導(dǎo)體層，所述第一電極具有一面對(duì)所述預(yù)定表面的第一端面；以及 一第二電極，鄰近所述第二半導(dǎo)體層并電連接所述第二半導(dǎo)體層，所述第二電極具有一面對(duì)所述預(yù)定表面的一第二端面，且所述第一端面大致對(duì)齊于所述第二端面，所述第一端面與所述第二端面大致位于同一平面，其中，所述第一電極及所述第二電極位于所述半導(dǎo)體疊層體的相反兩側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含一鄰接所述第一半導(dǎo)體層的透光基板，且所述第一電極經(jīng)由所述透光基板電連接所述第一半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，所述透光基板鄰接所述第一半導(dǎo)體層的表面為一粗化面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含一鄰接所述第二半導(dǎo)體層的透光絕緣層，所述透光基板具有一露出所述第一半導(dǎo)體層的第一穿孔，所述透光絕緣層具有一露出所述第二半導(dǎo)體層的第二穿孔，所述第一電極經(jīng)由所述第一穿孔連接所述第一半導(dǎo)體層，所述第二電極經(jīng)由所述第二穿孔連接所述第二半導(dǎo)體層。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含一覆蓋所述半導(dǎo)體疊層體的透光絕緣層，且所述透光基板為一透光導(dǎo)電基板，所述透光絕緣層具有一露出所述第二半導(dǎo)體層的穿孔，所述第一電極經(jīng)由所述透光導(dǎo)電基板電連接所述第一半導(dǎo)體層，所述第二電極經(jīng)由所述穿孔連接所述第二半導(dǎo)體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體層鄰接所述透光絕緣層的表面為一粗化面。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含鄰接所述半導(dǎo)體疊層體的另一半導(dǎo)體疊層體。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，還包含一環(huán)繞地設(shè)置于所述半導(dǎo)體疊層體外圍的透光披覆層。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于，所述透光基板為供所述半導(dǎo)體疊層體直接外延成長(zhǎng)于其上的一成長(zhǎng)基板。
10.一種發(fā)光裝置，用以安裝至一預(yù)定表面，所述發(fā)光裝置包含 至少兩個(gè)發(fā)光二極管元件，間隔地設(shè)置于所述預(yù)定表面，各所述發(fā)光二極管元件包含一半導(dǎo)體疊層體、一第一電極、以及一第二電極，所述半導(dǎo)體疊層體具有一大致垂直所述預(yù)定表面的發(fā)光有源層、以及位于所述發(fā)光有源層兩相反側(cè)的一第一半導(dǎo)體層及一第二半導(dǎo)體層，所述第一電極鄰近所述第一半導(dǎo)體層并電連接所述第一半導(dǎo)體層，所述第一電極具有一面對(duì)所述預(yù)定表面的第一端面，所述第二電極鄰近所述第二半導(dǎo)體層并電連接所述第二半導(dǎo)體層，所述第二電極具有一面對(duì)所述預(yù)定表面的一第二端面，且所述第一端面大致對(duì)齊于所述第二端面，所述第一端面與所述第二端面大致位于同一平面，其中，所述第一電極及所述第二電極位于所述半導(dǎo)體疊層體的相反兩側(cè)；以及 一導(dǎo)光層，設(shè)置于所述預(yù)定表面上且位于所述發(fā)光二極管元件之間，所述導(dǎo)光層具有一出光面以及分別位于所述出光面兩相反側(cè)的兩個(gè)入光面，所述入光面分別面對(duì)相鄰兩個(gè)發(fā)光二極管元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包含一鄰接所述第一半導(dǎo)體層的透光基板，且所述第一電極經(jīng)由所述透光基板電連接所述第一半導(dǎo)體層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述透光基板鄰接所述第一半導(dǎo)體層的表面為一粗化面。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管元件還包含一鄰接所述第二半導(dǎo)體層的透光絕緣層，所述透光基板具有一露出所述第一半導(dǎo)體層的第一穿孔，所述透光絕緣層具有一露出所述第二半導(dǎo)體層的第二穿孔，所述第一電極經(jīng)由所述第一穿孔連接所述第一半導(dǎo)體層，所述第二電極經(jīng)由所述第二穿孔連接所述第二半導(dǎo)體層。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管元件還包含一透光絕緣層，且所述透光基板為一透光導(dǎo)電基板，所述透光絕緣層具有一露出所述第二半導(dǎo)體層的穿孔，所述第一電極經(jīng)由所述透光導(dǎo)電基板電連接所述第一半導(dǎo)體層，所述第二電極經(jīng)由所述穿孔連接所述第二半導(dǎo)體層。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述第二半導(dǎo)體層鄰接所述透光絕緣層的表面為一粗化面。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管元件還包含鄰接所述半導(dǎo)體疊層體的另一半導(dǎo)體疊層體。
17.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管元件還包含一環(huán)繞地設(shè)置于所述半導(dǎo)體疊層體外圍的透光披覆層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述透光基板為供所述半導(dǎo)體疊層體直接外延成長(zhǎng)于其上的一成長(zhǎng)基板。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，還包含一設(shè)置于所述導(dǎo)光層的出光面上的突光層。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光層包含熒光材料。
21.一種發(fā)光二極管元件的制作方法，包含 (a)于一透光基板上外延成長(zhǎng)一半導(dǎo)體疊層體，所述半導(dǎo)體疊層體具有一位于所述透光基板上的第一半導(dǎo)體層、一位于所述第一半導(dǎo)體層上的發(fā)光有源層、以及一位于所述發(fā)光有源層上的第二半導(dǎo)體層； (b)形成一覆蓋所述半導(dǎo)體疊層體的透光絕緣層； (C)形成一經(jīng)由所述透光基板電連接所述第一半導(dǎo)體層的第一電極，所述第一電極形成一第一端面；以及 (d)形成一經(jīng)由所述透光絕緣層電連接所述第二半導(dǎo)體層的第二電極，所述第二電極形成一對(duì)齊所述第一端面的第二端面，所述第一端面與所述第二端面大致位于同一平面，其中，所述第一電極及所述第二電極位于所述半導(dǎo)體疊層體的相反兩側(cè)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，在所述步驟(c)中，在所述透光基板上形成一露出所述第一半導(dǎo)體層的第一穿孔，使所述第一電極經(jīng)由所述第一穿孔電連接所述第一半導(dǎo)體層，并在所述步驟(d)中，在所述透光絕緣層上形成一露出所述第二半導(dǎo)體層的第二穿孔，使所述第二電極經(jīng)由所述第二穿孔電連接所述第二半導(dǎo)體層。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，在所述步驟(a)中，所述透光基板為一透光導(dǎo)電基板，使所述第一電極經(jīng)由所述透光導(dǎo)電基板電連接所述第一半導(dǎo)體層，并在所述步驟(d)中，在所述透光絕緣層上形成一露出所述第二半導(dǎo)體層的穿孔，使所述第二電極經(jīng)由所述穿孔電連接所述第二半導(dǎo)體層。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，先對(duì)所述透光基板上形成一粗化面，再于所述粗化面上外延成長(zhǎng)所述半導(dǎo)體疊層體。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，使所述第二半導(dǎo)體層鄰接所述透光絕緣層的表面為一粗化面。
26.一種發(fā)光二極管元件的制作方法，包含 (a)于一成長(zhǎng)基板上外延成長(zhǎng)一半導(dǎo)體疊層體，所述半導(dǎo)體疊層體具有一位于所述透光基板上的第一半導(dǎo)體層、一位于所述第一半導(dǎo)體層上的發(fā)光有源層、以及一位于所述發(fā)光有源層上的第二半導(dǎo)體層； (b)形成一覆蓋所述半導(dǎo)體疊層體的透光絕緣層； (C)將所述成長(zhǎng)基板替換為一透光基板； (d)形成一經(jīng)由所述透光基板電連接所述第一半導(dǎo)體層的第一電極，所述第一電極形成一第一端面；以及 (e)形成一經(jīng)由所述透光絕緣體電連接所述第二半導(dǎo)體層的第二電極，所述第二電極形成一對(duì)齊所述第一端面的第二端面，所述第一端面與所述第二端面大致位于同一平面。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，在所述步驟(d)中，在所述透光基板上形成一露出所述第一半導(dǎo)體層的第一穿孔，使所述第一電極經(jīng)由所述第一穿孔電連接所述第一半導(dǎo)體層，并在所述步驟(e)中，在所述透光絕緣層上形成一露出所述第二半導(dǎo)體層的第二穿孔，使所述第二電極經(jīng)由所述第二穿孔電連接所述第二半導(dǎo)體層。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，在所述步驟(c)中，所述透光基板為一透光導(dǎo)電基板，使所述第一電極經(jīng)由所述透光導(dǎo)電基板電連接所述第一半導(dǎo)體層，并在所述步驟(e)中，在所述透光絕緣層上形成一露出所述第二半導(dǎo)體層的穿孔，使所述第二電極經(jīng)由所述穿孔電連接所述第二半導(dǎo)體層。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，先對(duì)所述透光基板上形成一粗化面，再于所述粗化面上外延成長(zhǎng)所述半導(dǎo)體疊層體。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的發(fā)光二極管元件的制作方法，其特征在于，使所述第二半導(dǎo)體層鄰接所述透光絕緣層的表面為一粗化面。
全文摘要
一種發(fā)光二極管元件、其制作方法以及發(fā)光裝置，該發(fā)光二極管元件包含一半導(dǎo)體疊層體、一第一電極及一第二電極。半導(dǎo)體疊層體具有大致垂直預(yù)定表面的發(fā)光有源層及位于兩相反側(cè)的第一半導(dǎo)體層及第二半導(dǎo)體層。第一電極電連接第一半導(dǎo)體層。第二電極電連接第二半導(dǎo)體層。此外，本發(fā)明還提供上述發(fā)光二極管元件的制作方法，以及具有上述發(fā)光二極管元件的發(fā)光裝置。
文檔編號(hào)H01L33/38GK102856460SQ20111017557
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者陳世鵬, 薛清全, 林立凡, 廖文甲 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司