TWI640107B - High temperature resistant reflective layer structure of light emitting diode - Google Patents

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王彥欽
邱敬凱
顏偉昱
張智松
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Abstract

本發明結構為層狀結構，其依序為一第一電極、一發光二極體磊晶層、一銀反射層、一電流阻障層、一金屬緩衝層、一黏結層、一基板與一第二電極，其中該銀反射層覆蓋該發光二極體磊晶層並具有一圖案化分布的裸空區域，該裸空區域填充一耐高溫反射材料，而該電流阻障層為對應該裸空區域而圖案化分布於該銀反射層上，該金屬緩衝層間隔該電流阻障層覆蓋該銀反射層，據此藉由該耐高溫反射材料可以承受該電流阻障層所產生的高溫，可以避免該銀反射層接觸該電流阻障層的高溫而裂解，確保發光二極體的發光效率，滿足使用上的需求。

Description

發光二極體之抗高溫反射層結構
本發明係有關發光二極體，特別有關於發光二極體之抗高溫反射層結構。
請參閱美國公告US 8,896,007 B2，如「圖1」所示，為一種習知垂直式發光二極體，其包含組成三明治結構的一N型半導體層1、一主動層2與一P型半導體層3，該P型半導體層3之下依序設置一金屬反射層4(Mirror layer)、一金屬緩衝層5(Metal Buffer layer)、一結合層6、一矽基板7與一P型電極8，而該N型半導體層1的表面可以粗化處理以增加光出射率，並供設置一N型電極9，據此於該N型電極9與該P型電極8施予電壓後，該N型半導體層1提供電子，而該P型半導體層3提供電洞，該電子與該電洞於該主動層2結合後即可產生光。
此習知技術，其在該金屬反射層4與該金屬緩衝層5之間設置一電流阻障層10，該電流阻障層10具有較大電阻而可以讓電流通過較小，進而導引分散電流，可增加發光的均勻度與整體亮度，且為了保護該金屬反射層4，其更設置一保護層11，可以遮蔽該金屬反射層4，避免該金屬反射層4因為後續製程而氧化而降低反射率。
然而，此習知結構所遇到的問題是，由於該電流阻障層10具有較大電阻，因此此習知結構在長久使用之下，該電流阻障層10容易產生較高的溫度，因此接觸該電流阻障層10的該金屬反射層4容易因為接觸高溫而裂解，其會大幅度的降低該金屬反射層4的反射率而無法滿足使用上的需求。
本發明之主要目的在於揭露一種發光二極體之抗高溫反射層結構，其可承受局部高溫，而維持反射層的完整性，讓反射層確實發揮功效而確保發光二極體的發光效率。
本發明為一種發光二極體之抗高溫反射層結構，其為層狀結構，依序為一第一電極、一發光二極體磊晶層、一銀反射層、一電流阻障層、一金屬緩衝層、一黏結層、一基板與一第二電極。本發明的技術特徵在於：該銀反射層覆蓋該發光二極體磊晶層並具有一圖案化分布的裸空區域，該裸空區域填充滿一耐高溫反射材料，而該電流阻障層為對應該裸空區域而圖案化分布於該銀反射層上，該金屬緩衝層間隔該電流阻障層覆蓋該銀反射層。
據此，本發明可以藉由該耐高溫反射材料的遮擋與隔離，避免高溫直接對該銀反射層產生影響，其利用該耐高溫反射材料承受該電流阻障層所產生的高溫，避免該銀反射層接觸該電流阻障層的高溫而裂解，可以確保該銀反射層的完整性，確保發光二極體的發光效率，滿足使用上的需求。
茲有關本發明的詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
請再參閱「圖2」所示，本發明為一種發光二極體之抗高溫反射層結構，其為層狀結構，依序為一第一電極20、一發光二極體磊晶層21、一銀反射層22、一電流阻障層23、一金屬緩衝層24、一黏結層25、一基板26與一第二電極27，其中該發光二極體磊晶層21可以包含一N型半導體層211、一主動層212與一P型半導體層213。
本發明的技術特徵在於，該銀反射層22覆蓋該發光二極體磊晶層21並具有一圖案化分布的裸空區域221，該裸空區域221填充滿一耐高溫反射材料28，而該電流阻障層23為對應該裸空區域221而圖案化分布於該銀反射層22上，該金屬緩衝層24間隔該電流阻障層23覆蓋該銀反射層22。
在結構上，為了取得較佳的熱隔離效果，該裸空區域221的面積可以大於該電流阻障層23且完整涵蓋該電流阻障層23，亦即該電流阻障層23與該銀反射層22之間會有一小段距離，確實避免該銀反射層22發生熱裂解的問題；且為了增加反射效率，耐高溫反射材料28的表面與該銀反射層22的表面鄰近該發光二極體磊晶層21的一側，最佳狀態為切齊，可避免產生不平整的表面，然而其製程上的實施難度高，因此在實際結構上，耐高溫反射材料28的表面為交疊(overlap)於該銀反射層22的表面。
而該耐高溫反射材料28要能夠耐住高溫的侵襲，其可以為選自鈦(Ti)、鈦鉑(TiPt)、鉻(Cr)、鎢(W)與鈦鎢(TiW)所組成的群組，此一群組的反射率較低，但是具有相當良好的熱耐受能力。而在特殊應用領域，則該耐高溫反射材料28可以選自鈀(Pd)、銠(Rh)所組成的群組，其兼具良好反射率與熱耐受能力，但是成本相對較高。
且為了保護該銀反射層22，避免該銀反射層22於後續製程氧化，該銀反射層22的周邊更可以設置一保護層29，藉由該保護層29的包覆讓該銀反射層22不會外露而可避免氧化，而在材料選擇上，該保護層29可以選自二氧化矽(SiO 2)、二氧化鈦(TiO 2)、氮化矽(SiN)與氧化鉻(CrO)所組成的群組，只要能夠抵抗氧化且緻密性良好的材料即可。
如上所述，本發明主要是藉由該耐高溫反射材料的遮擋與隔離，避免高溫直接對該銀反射層產生影響，其利用該耐高溫反射材料承受該電流阻障層所產生的高溫，避免該銀反射層接觸該電流阻障層的高溫而裂解；且該耐高溫反射材料亦為反射材料可以提供相當反射率，可以確保該銀反射層的完整性，確保發光二極體的發光效率，滿足使用上的需求。
惟上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
習知 1：N型半導體層 2：主動層 3：P型半導體層 4：銀反射層 5：金屬緩衝層 6：結合層 7：矽基板 8：P型電極 9：N型電極 10：電流阻障層 11：保護層 本發明 20：第一電極 21：發光二極體磊晶層 211：N型半導體層 212：主動層 213：P型半導體層 22：銀反射層 221：裸空區域 23：電流阻障層 24：金屬緩衝層 25：黏結層 26：基板 27：第二電極 28：耐高溫反射材料 29：保護層
圖1，為習知發光二極體結構圖。 圖2，為本發明發光二極體結構圖。

Claims (8)

  1. 一種發光二極體之抗高溫反射層結構，其為層狀結構，依序為一第一電極、一發光二極體磊晶層、一銀反射層、一電流阻障層、一金屬緩衝層、一黏結層、一基板與一第二電極，其特徵在於： 該銀反射層覆蓋該發光二極體磊晶層並具有一圖案化分布的裸空區域，該裸空區域填充滿一耐高溫反射材料，而該電流阻障層為對應該裸空區域而圖案化分布於該銀反射層上，該金屬緩衝層間隔該電流阻障層覆蓋該銀反射層。
  2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該銀反射層的周邊更設置一保護層。
  3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該耐高溫反射材料為選自鈦(Ti)、鈦鉑(TiPt)、鉻(Cr)、鎢(W)與鈦鎢(TiW)所組成的群組。
  4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該耐高溫反射材料為選自鈀(Pd)及銠(Rh)所組成的群組。
  5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該保護層為選自二氧化矽(SiO 2)、二氧化鈦(TiO 2)、氮化矽(SiN)與氧化鉻(CrO)所組成的群組。
  6. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該裸空區域的面積大於該電流阻障層且完整涵蓋該電流阻障層。
  7. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該耐高溫反射材料的表面與該銀反射層的表面鄰近該發光二極體磊晶層的一側切齊。
  8. 如申請專利範圍第1項之發光二極體之抗高溫反射層結構，其中該耐高溫反射材料的表面為交疊於該銀反射層的表面上。
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