發(fā)光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一發(fā)光元件及其制造方法，特別是涉及一具有一透明絕緣層的發(fā)光元 件。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管（light-emittingdiode,LED)的發(fā)光原理是利用電子在n型半導(dǎo)體 與P型半導(dǎo)體間移動(dòng)的能量差，以光的形式將能量釋放，這樣的發(fā)光原理有別于白熾燈發(fā) 熱的發(fā)光原理，因此發(fā)光二極管被稱為冷光源。此外，發(fā)光二極管具有高耐久性、壽命長(zhǎng)、輕 巧、耗電量低等優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)今的照明市場(chǎng)對(duì)于發(fā)光二極管寄予厚望，將其視為新一代的照 明工具，已逐漸取代傳統(tǒng)光源，并且應(yīng)用于各種領(lǐng)域，如交通號(hào)志、背光模塊、路燈照明、醫(yī) 療設(shè)備等。
[0003] 圖1A是現(xiàn)有的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1A所示，現(xiàn)有的發(fā)光元件100包含有 一透明基板11、一位于透明基板11上的半導(dǎo)體疊層12,以及至少一電極14位于上述半導(dǎo) 體疊層12上，其中上述的半導(dǎo)體疊層12由上而下至少包含一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層120、一 活性層122,以及一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層124。
[0004] 此外，上述的發(fā)光元件100還可以進(jìn)一步地與其他元件組合連接以形成一發(fā)光裝 置（light-emittingapparatus)。圖1B為現(xiàn)有的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1B所示，一發(fā) 光裝置200包含一具有至少一電路150的次載體（sub-mount) 15 ;至少一焊料（solder) 13 位于上述次載體15上，通過(guò)此焊料13將上述發(fā)光元件100粘結(jié)固定于次載體15上并使發(fā) 光元件100的基板11與次載體15上的電路150形成電連接；一電連接結(jié)構(gòu)16,以電連接 發(fā)光元件100的電極14與次載體15上的電路150 ;其中，上述的次載體15可以是導(dǎo)線架 (leadframe)或大尺寸鑲嵌基底（mountingsubstrate),以方便發(fā)光裝置200的電路規(guī)劃 并提高其散熱效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供一發(fā)光元件，包含：一發(fā)光疊層，至少包含一活性層；一透明絕緣層位 于發(fā)光疊層之上，透明絕緣層具有一邊緣；及一電極區(qū)，包含一第一電極位于透明絕緣層之 上，且第一電極具有一邊緣；其中第一電極遠(yuǎn)離透明絕緣層的表面的表面積小于透明絕緣 層遠(yuǎn)離發(fā)光疊層的表面的表面積，且透明絕緣層的折射率介于1至3. 4之間，穿透率（T%) 大于80%。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1A為現(xiàn)有的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)示意圖，圖1B為現(xiàn)有的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0007] 圖2A為本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件的上視圖，圖2B為圖2A沿剖面線AA'的剖 面圖；
[0008] 圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的燈泡分解示意圖。
[0009] 符號(hào)說(shuō)明
[0010] 1 :發(fā)光元件 2 :燈泡
[0011] 11:透明基板 12:半導(dǎo)體疊層
[0012] 13:焊料 14:電極
[0013] 15:次載體 16:電連接結(jié)構(gòu)
[0014] 20 :基板 21 :粘結(jié)層
[0015] 22:反射層 23:透明導(dǎo)電層
[0016] 24:絕緣層 25:發(fā)光疊層
[0017] 26:電接觸層 27:電極區(qū)
[0018] 28:透明絕緣層30:第二電極
[0019] 41:燈罩 42:透鏡
[0020] 43:載板 44:發(fā)光模塊
[0021] 45:燈座 46:散熱鰭片
[0022] 47:結(jié)合部 48:電連接器
[0023] 100:發(fā)光元件 120:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層
[0024] 122:活性層 124:第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層
[0025] 150:電路 200:發(fā)光裝置
[0026] 251:窗戶層 252:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層
[0027] 253:活性層 254:第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層
[0028] 271:第一電極 272:延伸電極
[0029] 281:邊緣 2711:邊緣
[0030] 2721:第一支線2722:第二支線
[0031]C:中心
【具體實(shí)施方式】
[0032] 為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完備，請(qǐng)參照下列描述并配合圖2-圖3的附圖。
[0033] 圖2A為本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件上視圖，圖2B為圖2A沿剖面線AA'的剖面 圖。如圖2B所不，一發(fā)光兀件1具有一基板20 ; -粘結(jié)層21，位于基板20之上；一反射層 22,位于粘結(jié)層21之上；一透明導(dǎo)電層23,位于反射層22之上；一發(fā)光疊層25,位于透明 導(dǎo)電層23之上；一絕緣層24,位于透明導(dǎo)電層23與發(fā)光疊層25之間；一電接觸層26,位 于發(fā)光疊層25之上；一透明絕緣層28位于發(fā)光疊層25之上且接觸電接觸層26 ; -電極區(qū) 27位于透明絕緣層28以及電接觸層26之上且包含一第一電極271和一延伸電極272,其 中第一電極271位于透明絕緣層28之上且延伸電極272位于電接觸層26之上，其中第一 電極271遠(yuǎn)離透明絕緣層28的表面的表面積小于透明絕緣層28遠(yuǎn)離發(fā)光疊層25的表面 的表面積，透明絕緣層的折射率介于1至3. 4之間且穿透率（T%)大于80%;以及一第二電 極30,位于基板20之下。發(fā)光疊層25具有一窗戶層251，位于透明導(dǎo)電層23與電極區(qū)27 之間；一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層252,位于窗戶層251與電極區(qū)27之間；一活性層253,位于第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層252與電極區(qū)27之間；以及一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層254,位于活性層253 與電極區(qū)27之間，其中第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層254裸露且未與電接觸層26、延伸電極272以 及透明絕緣層28接觸的表面為粗化的表面。
[0034] 電極區(qū)27及/或第二電極30用以接受外部電壓，可由透明導(dǎo)電材料或金屬材料 所構(gòu)成。透明導(dǎo)電材料包含但不限于氧化銦錫（IT0)、氧化銦（InO)、氧化錫（SnO)、氧化 鎘錫（CT0)、氧化銻錫（AT0)、氧化鋁鋅（AZ0)、氧化鋅錫（ZT0)、氧化鎵鋅（GZ0)、氧化銦鎢 (IW0)、氧化鋅（ZnO)、砷化鋁鎵（AlGaAs)、氮化鎵（GaN)、磷化鎵（GaP)、砷化鎵（GaAs)、磷 砷化鎵（GaAsP)、氧化銦鋅（IZ0)或類鉆碳薄膜（DLC)。金屬材料包含但不限于鋁（A1)、 鉻（Cr)、銅（Cu)、錫（Sn)、金（Au)、鎳（Ni)、鈦（Ti)、鉬（Pt)、鉛（Pb)、鋅（Zn)、鎘（Cd)、銻 (Sb)、鈷（Co)或上述材料的合金等。如圖2A所示，第一電極271大致位于第二導(dǎo)電型半導(dǎo) 體層254的中心區(qū)域之上，延伸電極272具有一第一支線2721以及一第二支線2722,第一 支線2721自第一電極271向發(fā)光元件1的邊界延伸，第二支線2722的兩端分別自第一支 線2721的兩側(cè)向遠(yuǎn)離第一支線的方向延伸，延伸方向大致與其最接近的發(fā)光元件1的邊界 平行。如圖2B所示，延伸電極272位于電接觸層26之上，且包覆電接觸層26至少一表面。
[0035] 電接觸層26位于延伸電極272與發(fā)光疊層25之間，以形成延伸電極272與發(fā)光 疊層25之間的歐姆接觸。電接觸層26的電性與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層254相同，其材料可 為半導(dǎo)體材料，包含一種以上的元素，此元素可選自（Ga)、鋁（A1)、銦（In)、砷（As)、磷（P)、 氮（N)以及硅（Si)所構(gòu)成的群組。
[0036] 透明絕緣層28位于第一電極271與發(fā)光疊層25之間，于此實(shí)施例中，部分透明絕 緣層28覆蓋部分電接觸層26使第一電極271遠(yuǎn)離基板的表面較平整，以避免當(dāng)透明絕緣 層28未覆蓋電接觸層26時(shí)，其銜接處的高度差導(dǎo)致第一電極271遠(yuǎn)離基板的表面產(chǎn)生凹 陷。透明絕緣層28的折射率介于1至3. 4之間，更佳的，透明絕緣層28的折射率介于1. 6 至3. 4之間，又更佳的，透明絕緣層28的折射率介于2至3. 4之間。透明絕緣層28對(duì)于發(fā) 光疊層25所發(fā)出之光的波長(zhǎng)有大于80%的穿透率（T%)，較佳的，穿透率（T%)大于90%，又 更佳的，穿透率（T%)大于95%。于此實(shí)施例中，穿透率（T%)大于98%。如圖2A所示，透明 絕緣層28具有一邊緣281，透明絕緣層28的邊緣281遠(yuǎn)離第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層254的中心 C，第一電極271具有一邊緣2711，第一電極271的邊緣2711遠(yuǎn)離第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層254 的中心C，透明絕緣層28的部分邊緣281凸出于第一電極271的邊緣2711。此外，電極271 遠(yuǎn)離透明絕緣層28的表面的表面積小于透明絕緣層28遠(yuǎn)離發(fā)光疊層25的表面的表面積， 因此可提高發(fā)光元件1的出光效率且可提高發(fā)光元件1的軸向亮度。較佳的，透明絕緣層 28的表面積介于活性層253的表面積的5%至97%之間。于此實(shí)施例中，透明絕緣層28的 表面積為活性層253的表面積的7. 7%。透明絕緣層28包含氧化物材料，其中氧化物材料 例如但不限于包含氧化銦錫（IT0)、氧化銦（InO)、氧化錫（SnO)、氧化鎘錫（CT0)、氧化銻錫 (AT0)、氧化鋁鋅（AZ0)、氧化鋅錫（ZT0)、氧化鎵鋅（GZ0)、氧化銦鎢（IW0)、氧化鋅（ZnO)、 磷化鎵（GaP)、氧化銦鈰（ICO)、氧化銦鎢（IW0)、氧化銦鈦（ITiO)、氧化銦鋅（IZ0)、氧化銦 鎵（IG0)、氧化鎵鋁鋅（GAZ0)或上述材料的組合。于本實(shí)施例中，透明絕緣層28為氧化鋁 鋅（AZ0)，且在發(fā)光疊層25之上形成透明絕緣層28的過(guò)程中通入氧氣，通過(guò)調(diào)