CN105304807B - 发光二极管、发光装置及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
公开一种散热效率提升的发光二极管、发光装置及其制造方法。根据本发明的发光装置包括：发光二极管；基板，其包括基座及所述基座上的导电性图案，基板贴装所述发光二极管；其中，所述发光二极管包括：第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部，与所述导电性图案接触，分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；及，散热电极，其位于所述发光结构体的下部，与所述基座接触；其中，所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极相互隔开，散热电极的热传导性高于所述第一及第二凸块的热传导性。因此，提供一种散热效率提升、制造方法简单的发光装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种提升散热效率的发光二极管、发光装置及其制造方法，特别是涉及一种具有包括散热电极的结构而能够有效散热的发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管是一种无机半导体元件，能够发出电子和空穴复合产生的光，按电极配置位置或所述电极与外部引线连接的方式不同，分为水平式发光二极管、直立式发光二极管或覆晶式(flip-chip)发光二极管等等。
最近，随着对高功率发光二极管的需求增加，对散热效率高的大面积覆晶式发光二极管的需求也猛增。覆晶式发光二极管的电极直接粘接于次级基板，因其不使用导线，与水平式发光二极管相比，其散热效率非常高。因此，即便接通高密度电流，也能有效地将热量传导至次级基板侧，覆晶式发光二极管作为高功率发光二极管最为合适不过。
作为贴装覆晶式发光二极管的次级基板，一般使用包含金属的基板。图1(a)及图1(b)显示贴装以往覆晶式发光二极管的次级基板及包括其的发光装置。
图1(a)所示的发光装置包括如下结构，即在包括被绝缘体21隔开并绝缘的第一基座23及第二基座25的次级基板20上贴装覆晶式发光二极管。所述发光二极管包括发光结构体11及向发光结构体11下部延长形成的第一电极13和第二电极15。此时，第一电极13和第二电极15分别接触第一基座23及第二基座25，使得发光二极管被贴装到基板20上。
根据图1(a)的发光装置，由于发光结构体11通过第一电极13及第二电极15直接接触次级基板20的第一基座23及第二基座25，使得发光结构体11产生的热量能够通过第一电极13及第二电极15释放到基座。但是，因为只能通过第一电极13及第二电极15释放发光结构体11产生的热量，其散热受到限制。而且，第一电极13及第二电极15还需要同时执行电气功能，其与发光结构体11接触的截面积存在限制，特别是，在以高电流驱动的发光装置中，无法向外部充分散热。
图1(b)的发光装置包括如下结构，即，在次级基板30上贴装覆晶式发光二极管，所述次级基板30包括基座37上涂布的绝缘层31、所述绝缘层31上相互绝缘的第一导电性图案33及第二导电性图案35。根据图1(b)的发光装置，其在用于散热的基座37上涂布绝缘层31，导致发光二极管产生的热量因绝缘层31而不能有效地传递到基座37。因此，降低发光二极管的散热效率。
另外，在以往的发光装置中，为了提高发光二极管的散热效率，采用相对增加电极面积的形成方法。但是，为了在次级基板上贴装发光二极管的第一电极及第二电极，一般进行焊料接合，然而电极的面积越大，焊料接合过程中发生电路短路的机率越高。因此，有可能发生发光装置不良，降低可靠性。
因此，需要一种具有能够有效释放覆晶式发光二极管所产生热量的结构的发光二极管、次级基板及包括其的发光装置，以及能够防止电路短路的发光装置制造方法。
发明内容
[要解决的技术问题]
本发明所要解决的技术问题是，提供一种散热效率提升的发光二极管及包括其的发光装置。
本发明所要解决的另一技术问题是，提供一种方法，通过简化的工序制造提升散热效率的发光装置。
[解决问题的手段]
根据本发明一个方面的发光装置包括：发光二极管及基板，所述基板包括基座及位于所述基座上的导电性图案，且所述基板贴装到所述发光二极管，所述发光二极管包括：发光结构体，所述发光结构体包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层的下面的活性层以及位于所述活性层的下面的第二导电型半导体层；部分地去除所述活性层及第二导电型半导体层而使所述第一导电型半导体层的下表面部分地露出的区域；电极层，其位于所述第二导电型半导体层的下面而形成欧姆接触；第一金属层，其通过所述第一导电型半导体层露出的区域而与所述第一导电型半导体层形成欧姆接触；第一绝缘层，其部分地覆盖所述第一金属层和所述电极层；第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部而与所述导电性图案接触，所述第一凸块及第二凸块分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；及散热电极，其位于所述发光结构体的下部且与所述基座接触并与所述发光结构体电绝缘；其中，所述第一导电型半导体层部分地露出的区域包括所述第一导电型半导体层露出的多个孔以及连接所述孔的至少一个连接孔，而所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极相互隔开，所述散热电极的热传导性高于所述第一凸块及第二凸块的热传导性。
因此，能够提供散热效率提升的发光装置。
所述发光二极管还可以包括覆盖所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极侧面的绝缘物质部。
所述绝缘物质部的下表面、所述第一凸块的下表面、所述第二凸块的下表面及所述散热电极的下表面可以以相同高度并排形成。
所述基座可以包括突出部，所述突出部的上表面、所述金属图案的上表面可以以相同高度并排形成。
所述第一凸块、第二凸块及散热电极可以包含焊料。
所述散热电极可以位于所述第一凸块和所述第二凸块之间。
另外，所述导电性图案可以包括与所述第一凸块接触的第一导电性图案及与所述第二凸块接触的第二导电性图案，所述基座可以包括位于所述第一及第二导电性图案之间的突出部。
所述发光二极管还可以包括位于所述发光结构体和所述散热电极之间的绝缘层。
所述第一及第二凸块可以与所述导电性图案直接粘接。
在几个实施例中，还可以包括位于所述基座和所述导电性图案之间的绝缘图案，所述基座及所述导电性图案可以包含金属。
所述电极层可以以单一体形成。
所述第一凸块和第二凸块可以分别与所述第一金属层的一部分及所述电极层的一部分直接接触。
根据本发明另一个方面的发光二极管包括：发光结构体，其包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层的下面的活性层及位于所述活性层的下面的第二导电型半导体层；部分地去除所述活性层及第二导电型半导体层而使所述第一导电型半导体层的下表面部分地露出的区域；电极层，其位于所述第二导电型半导体层的下面而形成欧姆接触；第一金属层，其通过所述第一导电型半导体层露出的区域而与所述第一导电型半导体层形成欧姆接触；第一绝缘层，其部分地覆盖所述第一金属层和所述电极层；第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部且分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；及，散热电极，其位于所述发光结构体的下部且与所述发光结构体电绝缘；其中，所述第一导电型半导体层部分地露出的区域包括所述第一导电型半导体层露出的多个孔以及连接所述孔的至少一个连接孔，而所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极相互隔开，所述散热电极的热传导性高于所述第一及第二凸块的热传导性。
所述发光二极管还可以包括覆盖所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极侧面的绝缘物质部。
所述第一凸块、第二凸块及散热电极可以包含焊料。
所述散热电极可以位于所述第一凸块和所述第二凸块之间。
所述发光二极管还包括位于所述发光结构体和所述散热电极之间的绝缘层。
根据本发明另一个方面的发光装置制造方法包括：在基板上贴装发光二极管，所述基板包括基座以及位于所述基座上的导电性图案，其中，所述发光二极管包括：发光结构体，其包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层下面的活性层以及位于所述活性层下面的第二导电型半导体层；部分地去除所述活性层及第二导电型半导体层而使所述第一导电型半导体层的下表面部分地露出的区域；电极层，其位于所述第二导电型半导体层的下面且形成欧姆接触；第一金属层，其通过所述第一导电型半导体层露出的区域且与所述第一导电型半导体层形成欧姆接触；第一绝缘层，其部分地覆盖所述第一金属层和所述电极层；第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部且与所述导电性图案接触，所述第一凸块及所述第二凸块分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；及，散热电极，其位于所述发光结构体的下部且与所述基座接触；其中，所述第一导电型半导体层部分地露出的区域包括所述第一导电型半导体层露出的多个孔以及连接所述孔的至少一个连接孔，而所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极相互隔开，所述散热电极的热传导性高于所述第一凸块及第二凸块的热传导性。
所述发光二极管还可以包括覆盖所述第一凸块、第二凸块及所述散热电极的侧面的绝缘物质部。
在所述基板上贴装所述发光二极管包括：在基板的规定区域配置所述发光二极管，前提是所述第一凸块、第二凸块及散热电极接触到所述基板上；将所述第一凸块、第二凸块及散热电极加热至焊料的熔点以上；及冷却所述焊料。
所述基座可以包括突出部，所述第一凸块及第二凸块配置于所述导电性图案上，所述散热电极可以配置于所述突出部上。
所述突出部的上表面和所述导电性图案的上表面可以以相同高度并排形成。
所述基板还可以包括位于所述导电性图案和所述基座之间的绝缘图案，所述导电性图案和所述基座可以包含金属。
所述发光二极管还包括位于所述发光结构体和所述散热电极之间的绝缘层。
[发明的效果]
根据本发明，提供一种因包括热传导性相对高的散热电极而提升散热效率的发光二极管及包括其的发光装置。另外，因为包括多个凸块及散热电极焊料，因此能够简化发光装置制造工序，提高制造出的发光装置的可靠性。
附图说明
图1(a)与图1(b)是用于说明以往发光装置的剖面图。
图2是用于说明本发明一个实施例的发光装置的剖面图。
图3是用于说明本发明另一实施例的发光装置制造方法的剖面图。
图4是用于说明本发明另一实施例的发光二极管的剖面图。
图5(a)与图5(b)至图7是用于说明本发明另一实施例的发光二极管的俯视图及剖面图。
具体实施方式
下面参照附图，详细说明本发明的实施例。下面介绍的实施例是为了能够向本发明所属领域的技术人员充分传达本发明的思想而作为示例提供的。因此，本发明不限定于以下说明的实施例，也可以以其它形态而具体化。而且，在附图中，为了便利，结构要素的宽度、长度、厚度等也可以夸张表现。另外，当记载为一个结构要素在其它结构要素的“上部”或“上面”时，不仅包括各部分在其它部分的“紧上部”或“紧上面”的情形，也包括在各结构要素与其它结构要素之间还有另外结构要素的情形。在通篇说明书中，相同参照符号代表相同的结构要素。
图2是用于说明本发明一个实施例的发光装置的剖面图。另外，图4是用于说明本发明另一实施例的发光二极管的剖面图。图5(a)与图5(b)至图7是用于说明本发明另一实施例的发光二极管的俯视图及剖面图。
如图2所示，所述发光装置包括发光二极管100及基板200。发光二极管100可以位于基板200上。
发光二极管100包括发光结构体120、第一凸块161、第二凸块163及散热电极170。进而，发光二极管100还可以包括绝缘层150及绝缘物质部180。另一方面，基板200可以包括基座210、导电性图案230，另外，还可以包括位于基座210和导电性图案230之间至少一部分区域的绝缘图案220。
首先，关于发光二极管100进行说明。
发光结构体120包括第一导电型半导体层、第二导电型半导体层及位于第一导电型半导体层和第二导电型半导体层之间的活性层，包括能够发光的结构。发光结构体120的结构只要是能够向其下部方向电连接第一凸块161和第二凸块163即可，不进行特别限定。关于发光二极管100及发光结构体120的具体结构，将在后文中参考图4至图7进行说明。
第一凸块161及第二凸块163可以位于发光结构体120的下部。第一凸块161及第二凸块163相互隔开绝缘，能够以不同的极性电连接。例如，第一凸块161可以与发光结构体120的N型半导体层电连接，第二凸块163可以与发光结构体120的P型半导体层电连接。
第一凸块161可以邻接发光结构体120下表面的一侧进行配置，与此对应，第二凸块163可以邻接发光结构体120下表面的另一侧进行配置。此时，如图所示，可以在第一凸块161和第二凸块163之间的区域提供规定的空间。所述规定的空间上可以配置散热电极170。因此，散热电极170可以配置在第一凸块161和第二凸块163之间。但是，本发明并不限定于此，可以根据需要，多样地变更第一凸块161及第二凸块163和散热电极170的配置形态。
另一方面，第一凸块161和第二凸块163可以包含金属等导电性物质，特别是可以包含焊料。焊料可以是通常的技术人员公知的焊料，可以包含锡、铜、银、铋、铟(In)、锌、锑、铅等。例如，所述焊料可以是锡-银-铜系焊料。
另外，第一凸块161和第二凸块163可以分别以单层或多层形成。第一凸块161和第二凸块163以单层形成时，第一凸块161和第二凸块163可以分别以焊料形成。不同于此，第一凸块161和第二凸块163以多层形成时，可在最下部配置焊料层。此时，所述焊料层可以与基板200的导电性图案230接触和接合。
散热电极170可以位于发光结构体120的下部，与发光结构体120物理连接。散热电极170起到将发光结构体120产生的热量从发光结构体120向外散热的作用。
散热电极170可以包含热传导性相对高的物质，尤其，散热电极170的热传导性可以高于第一凸块161及第二凸块163的热传导性。散热电极170可以包含金属，另外，可以包含焊料。焊料可以是通常的技术人员公知的焊料，可以包含锡、铜、银、铋、铟、锌、锑、铅等。例如，所述焊料可以是锡-银-铜系焊料，但是，本发明并非限定于此。尤其，散热电极170的焊料可以形成为比第一凸块161及第二凸块163具有更高的热传导性。
另外，散热电极170可以以单层或多层形成。散热电极170以多层形成时，可在最下部配置焊料层。此时，所述焊料层可以与基板200的基座210接触和接合。
散热电极170以物理方式与发光结构体120连接，散热电极170的面积越大，散热效率越高。因此，散热电极170与发光结构体120接触的面积可以大于第一凸块161及/或第二凸块163与发光结构体120接触的面积。另外，散热电极170的热传导性可以大于第一凸块161及第二凸块163的热传导性，所以能够进一步提高发光装置的散热效率。另外，散热电极170可以位于第一凸块161和第二凸块163之间，进而位于发光结构体120中心部位下侧。但是，本发明并非限定于此，散热电极170、第一凸块161及第二凸块163的配置可以进行多样的变更。
进而，发光二极管100还可以包括绝缘层150，发光结构体120和散热电极170可以由绝缘层150绝缘。绝缘层150可以包含SiOx、SiNx等硅类绝缘物质，另外，还可以包含热传导性优秀的其他绝缘物质。另外，还可以包括折射率不同的电介质层交替层叠地分布布拉格反射器。
如上所述，散热电极170通过绝缘层150与发光结构体120绝缘，能够尽可能地防止所述发光装置运转时因散热电极170而发生短路等电路故障。同时，散热电极170和发光结构体120隔着绝缘层150以物理方式连接，使得发光结构体120产生的热量能够有效地传导至散热电极170，提升发光二极管100的散热效率。
如上所述，根据本发明，第一凸块161、第二凸块163及散热电极170包含焊料。因此，在基板200上贴装发光二极管100的工序中，仅以在基板200的规定区域配置发光二极管100并加热至焊料熔点以上温度后冷却的工序，即可在基板200上接合发光二极管100。
具体地，参考图3，对根据本发明另一实施例的发光装置制造方法进行说明。
如图3所示，在包括基座210及导电性图案230的基板200上配置发光二极管100。此时，可以在对应于基座210的突出部的位置配置发光二极管100。正因为基座210包括突出部，所述突出部起到标示发光二极管100贴装区域的作用。因此，在贴装发光二极管100的工序中，使得配置发光二极管100的工序变得简单。
然后，将温度加热至焊料的熔点以上后冷却时，第一凸块161、第二凸块163及散热电极170中包含的焊料会熔化后冷却，使发光二极管100接合到基板200上。尤其，在形成绝缘物质部180的情况下，第一凸块161、第二凸块163及散热电极170不会流向侧面或其形态发生变形，能够提高可靠性。
如上所述，根据本发明，可以省略对发光二极管100和基板200进行接合所需的其他工序。例如，无需在发光二极管100和基板200之间添加焊料或粘接剂进行接合。因此，可以避免焊接工序中可能发生的电路短路等问题，使得基板200上贴装发光二极管100的工序变得非常简单。另外，能够防止焊接等接合工序中可能发生的不良，提高制造出的发光装置的可靠性。
再次参考图2可知，发光二极管100还可以包括包裹第一凸块161、第二凸块163及散热电极170侧面的绝缘物质部180。
绝缘物质部180具有电绝缘性，覆盖第一凸块161、第二凸块163及散热电极170的侧面，对其进行有效绝缘。与此同时，绝缘物质部180起到对第一凸块161、第二凸块163及散热电极170进行支撑的作用。因此，在基板200上贴装发光二极管100的过程中，能够防止第一凸块161、第二凸块163及散热电极170中包含的焊料熔化而相互接触。
绝缘物质部180的下表面可以与第一凸块161、第二凸块163及散热电极170的下表面大体以相同高度并排形成。因此，能够使发光二极管100更稳定地贴装到基板200上。
绝缘物质部180可以包含树脂。所述树脂可以包含硅或各种高分子物质。另外，绝缘物质部180可以具有反光性，绝缘物质部180包含树脂时，所述树脂可以是包含硅的反射性树脂。或者，所述树脂也可以包含二氧化钛粒子等反光性及散光粒子。正因为绝缘物质部180具有反射性，从发光结构体120释放的光被反射到上部，提高发光装置的光效率。
另外，绝缘物质部180可以还覆盖发光结构体120的侧面，此时，发光二极管100的发光角度可能会发生变化。即，绝缘物质部180还覆盖发光结构体120的侧面时，从发光二极管100的侧面释放的部分光被反射到上部。因此，如果发光结构体120的侧面也形成绝缘物质部180，射向发光二极管100上部的光的比率会变高。如上所述，通过调整绝缘物质部180的配置区域，即可调节发光二极管100的发光角度。
基板200包括基座210、导电性图案230，进而，还可以包括绝缘图案220。
基座210可以起到基板200的支撑体的作用，尤其，可以包含热传导性优秀的物质。例如，基座210可以包含热传导性优秀的金属物质，可以包含银、铜、金、铝、钼等。另外，基座210可以以单层或多层形成。不同于此，基座210也可以包含热传导性优秀的陶瓷物质或高分子物质。
另外，基座210可以与散热电极170直接接触。进而，基座210可以包括突出部，所述突出部与发光二极管100的散热电极170接触。所述突出部的上表面可以以与导电性图案230的上表面大体相同的高度配置。因此，在基板200上贴装发光二极管100时，基座210和散热电极170能够稳定地接触。
正因为散热电极170直接与包含高热传导性的物质的基座210接触，发光二极管100发光时产生的热量能够有效地传导到基座210。因此，能够提高发光装置的散热效率。
根据本发明，发光结构体120和散热电极170以及基板200的基座210均以物理方式连接，所以发光时产生的热量能够有效地散热。即，能够解决以往存在的基板基座和发光二极管之间热传导性低的问题。
导电性图案230可以位于基座210上并与基座210绝缘。导电性图案230可以与第一凸块161及第二凸块163电连接。因此，导电性图案230可以包括与第一凸块161电连接的第一导电性图案以及与第二凸块163电连接的第二导电性图案，第一及第二导电性图案可以相互绝缘。如图所示，第一凸块161及第二凸块163位于导电性图案230上，他们能够相互电连接。
基座210包含金属等具有导电性的物质时，绝缘图案220可以位于基座210和导电性图案230之间，对基座210和导电性图案230进行绝缘。另外，基座210包括突出部时，导电性图案230和突出部可以隔开绝缘。进而，基座210的突出部和导电性图案230之间可以夹设绝缘性物质(图中未示出)。
不同于此，在基座210包含陶瓷物质或高分子物质而具有电绝缘性时，可以省略绝缘图案220。
但是，本发明并非限定于此，导电性图案230可以形成多个。导电性图案230可以根据发光二极管100的凸块数量及形态进行多样地变更。导电性图案230可以起到电路的作用，也可以起到发光装置的引线的作用。
另一方面，导电性图案230可以配置在与第一凸块161及第二凸块163对应的位置，基座210的突出部可以配置在与散热电极170对应的位置。进而，导电性图案230的上表面和所述突出部的上表面可以以相同高度并排形成。因此，发光二极管100能够被稳定地贴装到基板200上表面。导电性图案230可以包含金属。
根据本发明实施例的基板200具有基座210上配置绝缘图案220及导电性图案230的形态。因此，可以省略以往基座之间进行绝缘层图案化的工序，能够降低发光装置的制造成本。另外，基座210包括突出部，能够与发光二极管100的散热电极170直接接触，增加基座210和发光二极管100之间的接触面积，显著提升散热效率。
另一方面，在本实施例中示例说明了基板200上贴装一个发光二极管100的情形，但本发明并非限定于此。本发明的发光装置还可以包括基板200上贴装多个发光二极管100的结构。多个发光二极管100可以通过串联、并联、反并联等方式组成电连接。多个发光二极管100之间的电连接可由导电性图案230提供，此时，导电性图案230起到与电路相同的作用。
如上所述，本发明的发光装置可以包括多种形态的发光二极管。首先，图4是用于说明本发明另一实施例的发光二极管的剖面图。图4的实施例中，对于与参考图2说明的结构具有相同参照符号的结构将省略其详细说明。
如图4所示，根据本发明另一实施例的发光二极管100a可以是覆晶式发光二极管。所述发光二极管100a可以包括发光结构体120、第一凸块161、第二凸块163及散热电极170，进而，还可以包括第一电极片141、第二电极片131及绝缘层150'。
发光结构体120可以包括第一导电型半导体层121、第二导电型半导体层125及位于第一导电型半导体层121和第二导电型半导体层125之间的活性层123。发光结构体120可以包括台面，所述台面包括第二导电型半导体层125及活性层123，而在没有形成所述台面的部分可以露出部分的第一导电型半导体层121。
第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125可以包括第三族-第五族系化合物半导体，例如，可以包括(铝，鎵，铟)氮等氮化物系半导体。第一导电型半导体层121可以包含n型杂质(例如，硅)，第二导电型半导体层125可以包含p型杂质(例如，镁)。另外，还可以与此相反。活性层123可以包括多量子阱结构(MQW)。
第一电极片141位于第一导电型半导体层121露出的区域，其可以位于第一凸块161和第一导电型半导体层121之间。类似地，第二电极片131位于第二导电型半导体层125上，其可以位于第二凸块163和第二导电型半导体层125之间。第一电极片141和第二电极片131可以分别与第一导电型半导体层121及第二导电型半导体层125形成欧姆接触。
另外，发光二极管100a还可以包括绝缘层150'，绝缘层150'可以配置在发光结构体120和散热电极170之间。进而，绝缘层150'覆盖发光结构体120的下表面及第一电极片141和第二电极片131的侧面，从外部保护发光结构体120。绝缘层150'可以包含与图2实施例所示的绝缘层150相类似的物质。
另一方面，图4显示去除生长基板的发光二极管100a，另一方面，发光二极管100a还可以包括位于第一导电型半导体层121上的生长基板。此时，生长基板只要是能够使发光结构体120生长的基板则不进行限定，例如，可以是蓝宝石基板、碳化硅基板、硅基板、氮化镓基板、氮化铝基板等。
如图4所示，一般的覆晶式发光二极管100a的发光结构体120下部形成第一凸块161、第二凸块163及散热电极170，不改变以往覆晶式发光二极管的结构，也能提供提升散热效率的发光二极管。进而，可以在基板200上配置所述图4所示的发光二极管100a以提供散热效率优秀的发光装置。
图5(a)与图5(b)至图7是用于说明本发明另一实施例的发光二极管的俯视图及剖面图。图5(a)是用于示出多个孔120a及连接孔120b位置的俯视图，图5(b)是显示发光二极管100b的下表面的俯视图。图6及图7是分别显示图5(a)与图5(b)俯视图中根据A-A线及B-B线的剖面图。
如图5(a)与图5(b)至图7所示，发光二极管100b包括：发光结构体120，其包括第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125；电极层130；第一金属层140；第一绝缘层151；第一凸块161；第二凸块163及散热电极170。进而，发光二极管100b还可以包括第二绝缘层153、绝缘物质部180。
发光结构体120可以包括第一导电型半导体层121、位于第一导电型半导体层121上的活性层123及位于活性层123上的第二导电型半导体层125。另外，发光结构体120可以包括多个孔120a，所述多个孔120a贯通第二导电型半导体层125及活性层123而露出部分的第一导电型半导体层121，进而，发光结构体120还可以包括连接多个孔120a的至少一个连接孔120b。
第一导电型半导体层121、活性层123及第二导电型半导体层125可以包括第三族-第五族系化合物半导体，例如，可以包括(铝，鎵，铟)氮等氮化物系半导体。第一导电型半导体层121可以包含n型杂质(例如，硅)，第二导电型半导体层125可以包含p型杂质(例如，镁)。另外，还可以与此相反。活性层123可以包括多量子阱结构(MQW)。
多个孔120a可以部分地去除活性层123和第二导电型半导体层125，使第一导电型半导体层121的上表面部分地露出而形成。多个孔120a的数量及配置位置不限定。例如，如图所示，可以在整个发光结构体120上配置多个孔120a。
另外，多个孔120a可以由至少一个连接孔120b相互连接，所述连接孔120b部分地去除活性层123和第二导电型半导体层125而使第一导电型半导体层121的上表面部分地露出。例如，如图5(a)所示，多个孔120a可以由多个连接孔120b相互连接，特别是，所有孔120a都可以连接。
如后所述，第一金属层140可以通过孔120a与第一导电型半导体层121形成欧姆接触。因此，在整个发光结构体120上配置多个孔120a，使电流能够大体均匀地分散于整个发光结构体120。进而，多个孔120a由连接孔120b相互连接，电流不会集中于特定的孔120a，而是在整个发光结构体120上大体均匀地分散。
另外，可以包括发光结构体120上表面的粗糙度增加而形成的粗糙面R。粗糙面R可以利用干蚀刻及/或湿蚀刻形成。例如，利用氢氧化钾及氢氧化钠中的至少一种溶液，对发光结构体120的上表面进行湿蚀刻，形成粗糙面R，或者也可以利用光电化学(PEC)蚀刻。另外，还可以组合干蚀刻和湿蚀刻形成粗糙面R。如上所述的粗糙面R形成方法仅为示例而已，可以利用通常的技术人员公知的各种方法，在发光结构体120表面形成粗糙面R。在发光结构体120表面形成粗糙面R，可以提高发光二极管100b的光提取效率。
另外，第一金属层140通过孔120a与第一导电型半导体层121形成欧姆接触，为了形成与第一导电型半导体层121连接的电极等，活性层123被去除的区域与对应于多个孔120a的区域相同。因此，使第一导电型半导体层121和金属层形成欧姆接触的区域最小化，可以提供相对于整个发光结构体的水平面积而言发光区域面积比率更大的发光二极管。
电极层130位于第二导电型半导体层125上。电极层130部分地覆盖第二导电型半导体层125的下表面且可以形成欧姆接触。另外，电极层130可以配置为全面覆盖第二导电型半导体层125的下表面且可以形成为一体。即，电极层130可以形成为全面覆盖除了多个孔120a及连接孔120b形成的区域以外的其他区域。因此，对整个发光结构体120均一地供给电流，提高电流分散效应。
但是，本发明并非限定于此，电极层130可以不以单一体形成，并将多个单元电极层配置在第二导电型半导体层125的下表面。
电极层130可以包括反射层及覆盖所述反射层的覆盖层。
如上所述，电极层130与第二导电型半导体层125形成欧姆接触，且可以发挥光反射作用。因此，所述反射层可以包含反射率高并能够与第二导电型半导体层125形成欧姆接触的金属。例如，所述反射层可以包含镍、鉑、鈀、銠、钨、钛、铝、银及金中的至少一种。另外，所述反射层可以包括单层或多层。
所述覆盖层能够防止所述反射层与不同物质间的相互扩散，能够防止外部的其它物质扩散到所述反射层而导致所述反射层损伤。因此，所述覆盖层可以以覆盖所述反射层的底部及侧面形成。所述覆盖层能够与所述反射层一起与第二导电型半导体层125电连接，其能够与所述反射层一起起到电极的作用。所述覆盖层可以包含诸如金、镍、钛、铬中的至少一种，还可以包括单层或多层。
不同于此，电极层130可以包含其他导电性物质，可以包括透明电极。所述透明电极可以包含诸如氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋅鋁(AZO)及銦鋅氧化物(IZO)中的至少一种。
另一方面，发光二极管100b还可以包括第一绝缘层151。第一绝缘层151可以部分地覆盖发光结构体120的底部及电极层130。另外，第一绝缘层151可以部分地填充连接孔120b，夹设在暴露于连接孔120b的第一导电型半导体层121和第一金属层140之间，其可以在除了多个孔120a以外的区域夹设于第一金属层140和电极层130之间。另外，第一绝缘层151可以覆盖多个孔120a的侧面的同时，其使孔120a的上表面露出，进而使第一导电型半导体层121部分地露出。进而，第一绝缘层151可以覆盖发光结构体120的侧面。
第一绝缘层151可以包括位于与多个孔120a所处位置相对应位置的第一开口部151a，以及使电极层130部分地露出的第二开口部151b。可以通过第一开口部151a及孔120a，使第一导电型半导体层121部分地露出，可以通过第二开口部151b，使电极层130部分地露出。
第一绝缘层151可以包含绝缘性的物质，例如，可以包含SiO2或SiNx。进而，第一绝缘层151可以包括多层，也可以包括折射率不同的物质交替层叠的分布式布拉格反射器。
第一金属层140可以位于发光结构体120的下面，第一金属层可以填充多个孔120a及/或第一开口部151a，其与第一导电型半导体层121形成欧姆接触。140可以形成为全面覆盖除了第一绝缘层151下表面的部分区域以外的其他部分。另外，不同于图中所示，第一金属层可以形成为覆盖至发光结构体120的侧面。第一金属层140也形成在发光结构体120的侧面时，能够向上部反射从活性层123向侧面释放的光，提高发光二极管100b向上部反射的光的比率。另一方面，第一金属层140可以不位于与第一绝缘层151的第二开口部151b对应的区域，与电极层130隔开并绝缘。
第一金属层140形成为除部分区域以外全面覆盖发光结构体120的下表面，能够进一步提高电流分散效应。另外，未被电极层130覆盖的部位则由第一金属层140覆盖，更有效地进行光反射，提高发光二极管100b的发光效率。
第一金属层140与第一导电型半导体层121形成欧姆接触，而且发挥光反射作用。因此，第一金属层140可以包含铝层等高反射金属层，所述高反射金属层可以形成在钛、铬或镍等的粘合层上面。
发光二极管100b还可以包括第二绝缘层153，第二绝缘层153可以覆盖第一金属层140。第二绝缘层153可以包括使第一金属层140部分地露出的第三开口部153a，以及使电极层130部分地露出的第四开口部153b。此时，第四开口部153b可以在对应于第二开口部151b的位置形成。
第三开口部153a及第四开口部153b可以形成一个以上。另外，第三开口部153a位于邻接发光二极管100b的一角时，第四开口部153b可以位于邻接的另一角。
第二绝缘层153可以包含绝缘性的物质，例如，可以包含二氧化硅(SiO2)或SiNx。进而，第二绝缘层153可以包括多层，也可以包括折射率不同的物质交替层叠的分布式布拉格反射器。
第一凸块161可以位于第二绝缘层153的下面，通过第三开口部153a与第一金属层140电连接。第二凸块163可以位于第二绝缘层153的下面，通过第四开口部153b与电极层130电连接。因此，第一凸块161及第二凸块163分别与第一导电型半导体层121及第二导电型半导体层125电连接。因此，第一凸块161及第二凸块163可以发挥从外部向发光二极管供给电源的电极作用。
散热电极170可以位于第二绝缘层153的下面，可以位于发光结构体120的下部。散热电极170以物理方式与发光结构体120连接，起到将发光结构体120产生的热量从发光结构体120向外散热的作用。另外，散热电极170可以位于第一凸块161和第二凸块163之间，进而位于发光结构体120中心部位下侧。但是，本发明并非限定于此，散热电极170、第一凸块161及第二凸块163的配置可进行多样的变更。
另外，如图2实施例中说明，第一凸块161及第二凸块163和散热电极170可以包含焊料。
根据本发明，能够提供包括图5(a)与图5(b)至图7的实施例中说明的发光二极管100b的发光装置。本实施例的发光二极管100b，其电流分散效应高，能够接通高电流，另外，即便接通高电流，其散热效率仍然高。因此，本实施例的发光二极管结构非常适合用于高功率发光装置。
以上对本发明的多种实施例进行了说明，但本发明并非限定于所述的多种实施例，在不超出本发明权利要求书的技术思想的范围内，可以多样地变形和变更。
Claims (20)
1.一种发光装置，其特征在于，包括：
发光二极管；以及
基板，所述基板包括基座及位于所述基座上的导电性图案，且所述基板贴装到所述发光二极管，
所述发光二极管包括：
发光结构体，所述发光结构体包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层的下面的活性层以及位于所述活性层的下面的第二导电型半导体层；
部分地去除所述活性层及所述第二导电型半导体层而使所述第一导电型半导体层的下表面部分地露出的区域；
电极层，位于所述第二导电型半导体层的下面而形成欧姆接触；
第一金属层，其通过所述第一导电型半导体层露出的所述区域而与所述第一导电型半导体层形成欧姆接触；
第一绝缘层，其部分地覆盖所述第一金属层和所述电极层；
第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部而与所述导电性图案接触，所述第一凸块及所述第二凸块分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；
散热电极，其位于所述发光结构体的下部且与所述基座接触；以及
绝缘物质部，所述绝缘物质部覆盖所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极的侧面，且暴露出所述发光结构体的上表面，其中所述绝缘物质部的下表面、所述第一凸块的下表面、所述第二凸块的下表面及所述散热电极的下表面以相同高度并排形成；
其中所述第一导电型半导体层部分地露出的所述区域包括所述第一导电型半导体层露出的多个孔以及连接所述孔的至少一个连接孔，
而所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极相互隔开，所述散热电极的热传导性高于所述第一凸块及所述第二凸块的热传导性。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述基座包括突出部，所述突出部的上表面、所述导电性图案的上表面以相同高度并排形成。
3.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极包含焊料。
4.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述散热电极位于所述第一凸块和所述第二凸块之间。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其特征在于：
所述导电性图案包括与所述第一凸块接触的第一导电性图案以及与所述第二凸块接触的第二导电性图案，所述基座包括位于所述第一导电性图案及所述第二导电性图案之间的突出部。
6.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述发光二极管还包括位于所述发光结构体和所述散热电极之间的绝缘层。
7.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述第一凸块及所述第二凸块与所述导电性图案直接粘接。
8.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
还包括位于所述基座和所述导电性图案之间的绝缘图案，所述基座及所述导电性图案包含金属。
9.根据权利要求1所述的发光装置，其特征在于：
所述电极层以单一体形成。
10.根据权利要求7所述的发光装置，其特征在于：
所述第一凸块和所述第二凸块分别与所述第一金属层的一部分及所述电极层的一部分直接接触。
11.一种发光二极管，其特征在于，包括：
发光结构体，其包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层下面的活性层及位于所述活性层下面的第二导电型半导体层；
部分地去除所述活性层及所述第二导电型半导体层而使所述第一导电型半导体层的下表面部分地露出的区域；
电极层，其位于所述第二导电型半导体层的下面而形成欧姆接触；
第一金属层，其通过所述第一导电型半导体层露出的所述区域而与所述第一导电型半导体层形成欧姆接触；
第一绝缘层，其部分地覆盖所述第一金属层和所述电极层；
第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部且分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；
散热电极，其位于所述发光结构体的下部；以及
绝缘物质部，所述绝缘物质部覆盖所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极的侧面，且暴露出所述发光结构体的上表面，其中所述绝缘物质部的下表面、所述第一凸块的下表面、所述第二凸块的下表面及所述散热电极的下表面以相同高度并排形成；
其中，所述第一导电型半导体层部分地露出的所述区域包括所述第一导电型半导体层露出的多个孔以及连接所述孔的至少一个连接孔，且
所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极相互隔开，所述散热电极的热传导性高于所述第一凸块及所述第二凸块的热传导性。
12.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征在于：
所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极包含焊料。
13.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征在于：
所述散热电极位于所述第一凸块和所述第二凸块之间。
14.根据权利要求11所述的发光二极管，其特征在于，还包括：
位于所述发光结构体和所述散热电极之间的绝缘层。
15.一种发光装置制造方法，其特征在于，
在基板上贴装发光二极管，所述基板包括基座以及位于所述基座上的导电性图案，其中，所述发光二极管包括：
发光结构体，其包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层下面的活性层以及位于所述活性层下面的第二导电型半导体层；
部分地去除所述活性层及所述第二导电型半导体层而使所述第一导电型半导体层的下表面部分地露出的区域；
电极层，其位于所述第二导电型半导体层的下面且形成欧姆接触；
第一金属层，其通过所述第一导电型半导体层露出的所述区域且与所述第一导电型半导体层形成欧姆接触；
第一绝缘层，其部分地覆盖所述第一金属层和所述电极层；
第一凸块及第二凸块，其位于所述发光结构体的下部且与所述导电性图案接触，所述第一凸块及所述第二凸块分别与所述第一金属层及所述电极层电连接；
散热电极，其位于所述发光结构体的下部且与所述基座接触；以及
绝缘物质部，所述绝缘物质部覆盖所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极的侧面，且暴露出所述发光结构体的上表面，其中所述绝缘物质部的下表面、所述第一凸块的下表面、所述第二凸块的下表面及所述散热电极的下表面以相同高度并排形成；
其中所述第一导电型半导体层部分地露出的所述区域包括所述第一导电型半导体层露出的多个孔以及连接所述孔的至少一个连接孔，且
所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极相互隔开，所述散热电极的热传导性高于所述第一凸块及所述第二凸块的热传导性，且
其中所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极包含焊料。
16.根据权利要求15所述的发光装置制造方法，其特征在于，在所述基板上贴装所述发光二极管包括：
在所述基板的规定区域配置所述发光二极管，前提是所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极接触到所述基板上；
将所述第一凸块、所述第二凸块及所述散热电极加热至所述焊料的熔点以上；以及
冷却所述焊料。
17.根据权利要求15所述的发光装置制造方法，其特征在于：
所述基座包括突出部，所述第一凸块及所述第二凸块配置于所述导电性图案上，所述散热电极配置于所述突出部上。
18.根据权利要求17所述的发光装置制造方法，其特征在于：
所述突出部的上表面和所述导电性图案的上表面以相同高度并排形成。
19.根据权利要求15所述的发光装置制造方法，其特征在于：
所述基板还包括位于所述导电性图案和所述基座之间的绝缘图案，所述导电性图案和所述基座包含金属。
20.根据权利要求15所述的发光装置制造方法，其特征在于：
所述发光二极管还包括位于所述发光结构体和所述散热电极之间的绝缘层。
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