專利名稱：覆晶式發(fā)光二極管及其制法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種覆晶式發(fā)光二極管及其制造方法與使用其的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)，尤指一種結(jié)構(gòu)中可以達(dá)到緩沖熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansionmismatch)的覆晶式發(fā)光二極管及其制造方法與使用其的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
自60年代起，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)的耗電量低及長(zhǎng)效性的發(fā)光等優(yōu)勢(shì)，已逐漸取代日常生活中用來(lái)照明或各種電器設(shè)備的指示燈或光源等用途。更有甚者，發(fā)光二極管朝向多色彩及高亮度的發(fā)展，已應(yīng)用在大型戶外顯示廣告牌或交通號(hào)志。
近年來(lái)，由于電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，電子產(chǎn)品需求漸增，因此電子產(chǎn)品進(jìn)入多功能及高效能發(fā)展等方向，也開始將發(fā)光二極管芯片應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品。其中尤其是可攜式電子產(chǎn)品種類日漸眾多，電子產(chǎn)品的體積與重量越來(lái)越小，所需的電路載板體積亦隨之變小，因此，電路載板的散熱效果成為值得重視的問(wèn)題之一。以現(xiàn)今經(jīng)常使用的發(fā)光二極管芯片而言，由于發(fā)光亮度夠高，因此可廣泛應(yīng)用于顯示器背光源、小型投影機(jī)以及照明等各種電子裝置中。然而，目前LED的輸入功率中，將近80%的能量會(huì)轉(zhuǎn)換成熱能，倘若承載LED元件的載板無(wú)法有效地散熱時(shí)，便會(huì)使得發(fā)光二極管芯片界面溫度升高，除了影響發(fā)光強(qiáng)度之外，亦可能因熱度在發(fā)光二極管芯片中累積而造成各層材料受熱膨脹，促使結(jié)構(gòu)中受到損傷而對(duì)產(chǎn)品壽命產(chǎn)生不良影響。據(jù)此，若能進(jìn)一步改善發(fā)光二極管的散熱效率以及緩和或去除發(fā)光二極管受熱膨脹的不良影響，將更可促使整體電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是在提供一種覆晶式發(fā)光二極管，其具有緩沖熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansion mismatch)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在發(fā)光二極管運(yùn)作產(chǎn)生熱量的過(guò)程中持續(xù)使熱量散失。即使有部分熱量沒(méi)有自發(fā)光二極管中散失而促使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱膨脹，其中設(shè)置的類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可緩沖對(duì)應(yīng)的熱應(yīng)力，而保護(hù)不受損傷。為達(dá)成上方所述目的，本發(fā)明的一態(tài)樣提供一種覆晶式發(fā)光二極管，包括:一基板；一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其位于該基板上方且包含一第一半導(dǎo)體外延層、以及一第二半導(dǎo)體外延層，其中，該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層是層迭設(shè)置；一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層上方，并電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層，以做為一第一電極；一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導(dǎo)體外延層上方，并電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導(dǎo)體外延層，以做為一第二電極；以及一絕緣保護(hù)層，覆蓋該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁以及該第二半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁。本發(fā)明的另一態(tài)樣提供一種覆晶式發(fā)光二極管,包括:一基板；一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其位于該基板上方且包含一第一半導(dǎo)體外延層、一第二半導(dǎo)體外延層、以及一盲孔，其中，該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層是層迭設(shè)置，且該盲孔貫穿該第二半導(dǎo)體外延層；一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層上方，并電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層，以做為一第一電極，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是填充于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該盲孔中；一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導(dǎo)體外延層上方，并電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導(dǎo)體外延層，以做為一第二電極；以及一絕緣保護(hù)層，覆蓋該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁以及該第二半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導(dǎo)體外延層之間的接觸。本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，將電性連接至半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)中N型半導(dǎo)體外延層與P型半導(dǎo)體外延層的對(duì)應(yīng)電極，皆設(shè)計(jì)成類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。換言之，設(shè)置于N型半導(dǎo)體外延層表面的對(duì)應(yīng)N型電極,可先行沉積一般作為N型電極的金屬，再沉積類金剛石，并且可以選擇性重復(fù)沉積適用的導(dǎo)電材料層與類金剛石層，據(jù)此形成類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，以做為對(duì)應(yīng)N型半導(dǎo)體外延層的N型電極。同樣，對(duì)于P型半導(dǎo)體外延層，亦可先行沉積一般作為P型電極的金屬，再沉積類金剛石，并且可以選擇性重復(fù)沉積適用的導(dǎo)電材料層與類金剛石層，據(jù)此形成類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，以做為對(duì)應(yīng)P型半導(dǎo)體外延層的P型電極。上述類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，可以讓本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管，對(duì)于熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansion mismatch)所造成應(yīng)力，具有緩沖能力。換言之，上述類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，可在發(fā)光二極管運(yùn)作產(chǎn)生熱量的過(guò)程中加速熱量散失，即使部分熱量沒(méi)有自發(fā)光二極管中散失而累積造成整體結(jié)構(gòu)發(fā)生熱膨脹，類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可緩沖對(duì)應(yīng)的熱應(yīng)力，而可保護(hù)覆晶式發(fā)光二極管中其余構(gòu)件不受損傷。本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可以選擇性還包括一活性中間層，該活性中間層是夾置于該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層之間。除此之外，若結(jié)構(gòu)中設(shè)有盲孔，則該盲孔貫穿該活性中間層。于本發(fā)明中，該活性中間層可為多量子講層(multiple quantum well layer),用以提升發(fā)光二極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。于本發(fā)明一較佳具體實(shí)施例中，覆晶式發(fā)光二極管更可選擇性包括一反射層，其可設(shè)置于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)之間，該反射層的材質(zhì)可為銦錫氧化物(indium tin oxide, ΙΤ0)、氧化招鋅(alumihum zincoxide, ΑΖ0)、氧化鋅(ZnO)、石墨烯(graphene)、招、銀、鎳(Ni)、鈷(Co)、鈕(Pd)、鉬(Pt)、金(Au)、鋅(Zn)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銅銀(CuAg)、鎳銀(NiAg)、其合金、或其金屬混合物。上述銅銀(CuAg)與鎳銀(NiAg)等是指共晶金屬(eutectic metal)。換言之其亦可為多層金屬結(jié)構(gòu)，除了用于達(dá)到反射效果之外，也可以達(dá)到形成奧姆接觸(ohmiccontact)的效用。本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管由一般直通式發(fā)光二極管或側(cè)通式發(fā)光二極管制得。具體而言，對(duì)于側(cè)通式發(fā)光二極管的P型半導(dǎo)體外延層與N型半導(dǎo)體外延層皆使用類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)做為其對(duì)應(yīng)電極，并使P型半導(dǎo)體外延層的對(duì)應(yīng)電極與N型半導(dǎo)體外延層的對(duì)應(yīng)電極兩者表面形成一共平面。除此之外，本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管不論來(lái)自直通式發(fā)光二極管抑或是側(cè)通式發(fā)光二極管，其半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)側(cè)壁及/或暴露表面皆可以使用絕緣保護(hù)層覆蓋。較佳而言，該第一半導(dǎo)體外延層以及該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)(做為第一電極)是N型，該第二半導(dǎo)體外延層以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)(做為第二電極)是P型，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可以選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物所組群組的至少一種。上述導(dǎo)電材料層或?qū)щ姴牧系牟馁|(zhì)可以選自由銦錫氧化物(indium tin oxide,ΙΤ0)、氧化招鋅(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋅(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一種。換言之，該導(dǎo)電材料層或該金屬可使用上述材質(zhì)的合金或金屬混合物構(gòu)成。由于類金剛石具有較佳的熱膨脹系數(shù)(coefficient of thermal expansion, CTE),因此做為電極的類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)便可以在整體發(fā)光二極管受熱膨脹時(shí)，緩沖熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力，因此發(fā)光二極管整體結(jié)構(gòu)則不易受影響，同時(shí)亦可以加速發(fā)光二極管運(yùn)作時(shí)熱量散失，降低發(fā)光二極管整體結(jié)構(gòu)因熱受損的可能性。舉例而言，可以使用鋁(Al)、鈦(Ti)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、以及金(Au)做為導(dǎo)電材料層，并與導(dǎo)電性類金剛石層相互層迭，即可構(gòu)成本發(fā)明所述的類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管更可選擇性包括:一第一金屬焊接層，位于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上；以及一第二金屬焊接層，位于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面是形成一共平面。上述本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管，顧名思義即以覆晶方式與另一電路載板接合(bonding)，因此最后發(fā)光二極管的P型電極與N型電極表面上用于接合金屬焊接層通常會(huì)相互形成共平面。除此之外，于本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面也可形成一共平面。或者，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面形成一共平面。亦或，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面是形成一共平面。由上述可知，通過(guò)調(diào)整類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)中的類金剛石層與導(dǎo)電材料層的厚度，可以讓分別電性連接第一半導(dǎo)體外延層與第二半導(dǎo)體外延層的第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)表面與第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)表面形成一共平面，進(jìn)而方面后續(xù)形成于第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)表面與第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)表面的第一金屬焊接層表面與第二金屬焊接層表面形成一共平面。
于本發(fā)明覆晶式發(fā)光二極管中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二金屬焊接層的表面、或/及第一金屬焊接層的表面，可以選擇性高過(guò)、低于或等高于該絕緣保護(hù)層的表面，上述等高于即表示形成一共平面。于本發(fā)明一具體實(shí)施例中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可選擇性更設(shè)有一盲孔，該盲孔貫穿該活性中間層以及該第二半導(dǎo)體外延層，且該絕緣保護(hù)層覆蓋該盲孔的內(nèi)壁表面，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是填充于內(nèi)壁表面覆蓋有該絕緣保護(hù)層的該盲孔中，并連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層。此覆晶式發(fā)光二極管同樣可以選擇性還包含一反射層，其是夾置于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)之間。于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管中，該絕緣保護(hù)層的材質(zhì)可以選自由氮化硅、二氧化硅、以及絕緣類金剛石所組群組中的至少一種。本發(fā)明的另一目的是在提供一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，經(jīng)由分層沉積導(dǎo)電材料層與類金剛石層，如此可以構(gòu)成類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)以做為半導(dǎo)體外延層的對(duì)應(yīng)電極，由此緩沖熱膨脹系數(shù)差異所造成的熱應(yīng)力，進(jìn)而改善改善發(fā)光二極管的散熱效率與壽命。為達(dá)成上方所述目的，本發(fā)明的另一態(tài)樣提供一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟:提供一基板；于該基板上方形成一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)包含一第一半導(dǎo)體外延層、以及一第二半導(dǎo)體外延層，其中，該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層是層迭設(shè)置；于該第一半導(dǎo)體外延層、以及該第二半導(dǎo)體外延層上方分別形成一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)；于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上分別形成一第一金屬焊接層、以及一第二金屬焊接層，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面是形成一共平面；以及形成一絕緣保護(hù)層，覆蓋該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、該第二半導(dǎo)體外延層、以及該活性中間層的側(cè)壁。本發(fā)明的另一態(tài)樣提供一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟:提供一基板；于該基板上方形成一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)包含一第一半導(dǎo)體外延層、以及一第二半導(dǎo)體外延層，其中，該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層是層迭設(shè)置；于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)開設(shè)一盲孔，其中，該盲孔貫穿該第二半導(dǎo)體外延層；形成一絕緣保護(hù)層，覆蓋該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁以及該第二半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導(dǎo)體外延層之間的接觸；以及于該第一半導(dǎo)體外延層、以及該第二半導(dǎo)體外延層上方分別形成一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)同樣可選擇性還包括一活性中間層，該活性中間層是夾置于該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層之間，其可為多量子講層(multiple quantum well layer),用以提升發(fā)光二極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。舉例而言，該第一半導(dǎo)體外延層以及該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導(dǎo)體外延層以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。除此之外，若結(jié)構(gòu)中設(shè)有盲孔，則該盲孔貫穿該活性中間層。于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)可選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物所組群組的至少一種。其中，該導(dǎo)電材料層或該導(dǎo)電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、.(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一種。于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面是形成一共平面；或者，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面是形成一共平面；亦或，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面是形成一共平面。本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法可選擇性還包括以下步驟:于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，分別形成一第一金屬焊接層、以及一第二金屬焊接層，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面是形成一共平面。除此之外，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二金屬焊接層的表面、或/及第一金屬焊接層的表面也可高于或低于該絕緣保護(hù)層的表面或與其形成一共平面。于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該第一金屬焊接層是于絕緣保護(hù)層形成疊層或之前形成。此外，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是同時(shí)形成或分開形成。于本發(fā)明一具體實(shí)施例中，上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法還包含以下步驟:于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)形成前，于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成一反射層。除此之外，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可于該絕緣保護(hù)層形成后形成。此覆晶式發(fā)光二極管的制造方法可以選擇性還包含以下步驟:于該絕緣保護(hù)層形成前，于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成一反射層。于本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管的制造方法中，該絕緣保護(hù)層的材質(zhì)可為氮化硅、二氧化硅、絕緣類金剛石、或其組合，其是用于隔絕兩構(gòu)件之間直接接觸并保護(hù)其所覆蓋的構(gòu)件。除此之外，本發(fā)明的再另一目的是在提供一種芯片板上封裝結(jié)構(gòu)(chip onboard, COB)，其中將本發(fā)明上述具有導(dǎo)電性類金剛石層的發(fā)光二極管以復(fù)晶方式或打線方式電性連接電路載板，因此發(fā)光二極管各層結(jié)構(gòu)的熱膨脹應(yīng)力可由其結(jié)構(gòu)內(nèi)的類金剛石層緩沖，進(jìn)而使芯片板上封裝結(jié)構(gòu)整體具有更佳的散熱效率、發(fā)光校與壽命。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的再另一態(tài)樣提供一種芯片板上封裝結(jié)構(gòu)(chip onboard, C0B)，包括:一電路載板；以及本發(fā)明上述覆晶式發(fā)光二極管，其是經(jīng)由該第一電極以及該第二電極電性連接該電路載板。本發(fā)明上述芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中，該電路載板可以包含一絕緣層、以及一電路基板，其中，該絕緣層的材質(zhì)可為絕緣性類金剛石、氧化鋁、陶瓷、含鉆石的環(huán)氧樹脂、或其組成物，或者為表面覆有上述絕緣層的金屬材料，而該電路基板可為一金屬板、一陶瓷板或一硅基板。此外，該電路載板表面也可以選擇性還包含一類金剛石層，以增加散熱效果。


本發(fā)明的上述及其它目的與優(yōu)點(diǎn)，不難從下述所選用實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明與附圖中，獲得深入了解，其中:圖1A至圖1J顯示本發(fā)明實(shí)施例一中覆晶式發(fā)光二極管的制備方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A至圖2H顯示本發(fā)明實(shí)施例二中覆晶式發(fā)光二極管的制備方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。圖3顯示本發(fā)明實(shí)施例一中芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4顯示本發(fā)明實(shí)施例二中芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下是通過(guò)特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟習(xí)此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過(guò)其他不同的具體實(shí)施例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。本發(fā)明的實(shí)施例中該等圖式均為簡(jiǎn)化的示意圖。惟該等圖標(biāo)僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的元件，其所顯示的元件非為實(shí)際實(shí)施時(shí)的態(tài)樣，其實(shí)際實(shí)施時(shí)的元件數(shù)目、形狀等比例為一選擇性的設(shè)計(jì)，且其元件布局型態(tài)可能更復(fù)雜。實(shí)施例一參考圖1A至圖1J，其是顯示本實(shí)施例覆晶式發(fā)光二極管的制備方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。首先，如圖1A所示，提供一基板20。接著，如圖1B所示，于該基板20上形成一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21。該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21可包含:一第一半導(dǎo)體外延層211、一活性中間層212、以及一第二半導(dǎo)體外延層213，其中，該第一半導(dǎo)體外延層211、該活性中間層212、與該第二半導(dǎo)體外延層213是層迭設(shè)置，且該活性中間層212夾置于該第一半導(dǎo)體外延層211與該第二半導(dǎo)體外延層213之間。于本實(shí)施例中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的材質(zhì)為氮化鎵(GaN)，且該第一半導(dǎo)體外延層211是N型，該第二半導(dǎo)體外延層213是P型。不過(guò)，本發(fā)明半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)適用的材質(zhì)不限于此，亦可以使用選用其他本領(lǐng)域中常用材質(zhì)。此外，可以依需求選擇是否設(shè)置該活性中間層，于本實(shí)施例中，該活性中間層212為多量子講層(multiple quantum well layer),用以提升發(fā)光二極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。然后，如圖1C所示，于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導(dǎo)體外延層213表面上，形成一反射層22。于本實(shí)施例中，該反射層22可以選用銦錫氧化物(indium tinoxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、招、銀、鎳(Ni)、鈷(Co)、鈀(Pd)、鉬(Pt)、金(Au)、鋅(Zn)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銅銀(CuAg)、及鎳銀(NiAg)所組群組的至少一種，除了用于達(dá)到反射效果之外，也可以達(dá)到形成奧姆接觸(ohmic contact)的效用。上述圖1C所示的形成反射層的步驟,本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常知識(shí)者可以清楚知道，該步驟可依需要選擇性執(zhí)行，換言之若不打算設(shè)置反射層，則可跳過(guò)圖1C的步驟而無(wú)需進(jìn)行。接著，如圖1D所示，于該反射層22表面上，形成一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23，該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23可選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物所組群組的至少一種，其中，該導(dǎo)電材料層或該導(dǎo)電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、.(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一種。于本實(shí)施例中，該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23是鈦導(dǎo)電材料層與類金剛石層重復(fù)層迭結(jié)構(gòu)。接著，如圖1E所示，于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23上，形成一第二金屬焊接層24。于本實(shí)施例中，該第二金屬焊接層24是由金層與金錫層構(gòu)成，且該金錫層是一共晶導(dǎo)電材料層。如圖1F所不,于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21開設(shè)一盲孔214,其中，該盲孔214貫穿該反射層22、該活性中間層212以及該第二半導(dǎo)體外延層213。然后，如圖1G所示，形成一絕緣保護(hù)層25，覆蓋該第二金屬焊接層24、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)
23、該反射層22、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212的側(cè)壁。該絕緣保護(hù)層25的材質(zhì)可以選自由氮化硅、二氧化硅、以及絕緣類金剛石所組群組中的至少一種，其是用于保護(hù)其所覆蓋的該第二金屬焊接層24、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23、該反射層22、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212的側(cè)壁，并隔絕受其覆蓋的該第二金屬焊接層24、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23、該反射層22、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212直接與另一后續(xù)形成的構(gòu)件接觸。于本實(shí)施例中，采用氮化硅做為該絕緣保護(hù)層25的材質(zhì)。接著，如圖1H所示，于該絕緣保護(hù)層25表面上，形成一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26,且該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26填充于內(nèi)壁表面覆蓋有該絕緣保護(hù)層25的該盲孔214中，并接觸該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第一半導(dǎo)體外延層211。該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26可選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物所組群組的至少一種，其中，該導(dǎo)電材料層或該導(dǎo)電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tinoxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、欽(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鎢(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一種。于本實(shí)施例中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26是鈦導(dǎo)電材料層、鋁導(dǎo)電材料層與類金剛石層重復(fù)層迭結(jié)構(gòu)。如圖1I所不,于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26上,形成一第一金屬焊接層27，其中，該第一金屬焊接層27的表面與該第二金屬焊接層24的表面是形成一共平面。于本實(shí)施例中，該第一金屬焊接層27是由金層與金錫層構(gòu)成，且該金錫層是一共晶導(dǎo)電材料層。最后，如圖1J所示，再使用氮化硅，使得該絕緣保護(hù)層25也覆蓋該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26與該第一金屬焊接層27的側(cè)壁，并使該該絕緣保護(hù)層25與該第一金屬焊接層27以及該第二金屬焊接層24同樣形成一共平面。此步驟并非必須，可依需求選擇性執(zhí)行，且該絕緣保護(hù)層25也可以僅覆蓋該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23的側(cè)壁，顯露該第一金屬焊接層27與該第二金屬焊接層24。據(jù)此，如圖1I所示，上述制得的覆晶式發(fā)光二極管，其包括:一基板20 半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21，其位于該基板20上方且包含一第一半導(dǎo)體外延層211、一活性中間層212、以及一第二半導(dǎo)體外延層213，其中，該第一半導(dǎo)體外延層211、該活性中間層212、與該第二半導(dǎo)體外延層213是層迭設(shè)置，該活性中間層212夾置于該第一半導(dǎo)體外延層211與該第二半導(dǎo)體外延層213之間，且一盲孔214設(shè)于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21中；一反射層22，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導(dǎo)體外延層213表面，其中設(shè)置于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21中的該盲孔214貫穿該反射層22、該活性中間層212以及該第二半導(dǎo)體外延層213 第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26,填充于該盲孔214并接觸該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第一半導(dǎo)體外延層211表面，以做為一第一電極；一第一金屬焊接層27,位于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26上；一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23，位于該反射層22表面并經(jīng)由該反射層22電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)21的該第二半導(dǎo)體外延層213,以做為一第二電極；一第二金屬焊接層24，位于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23上，其中，該第二金屬焊接層24的表面與該第一金屬焊接層27的表面是形成一共平面；以及一絕緣保護(hù)層25，覆蓋該第二金屬焊接層24、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23、該反射層22、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212的側(cè)壁以及該盲孔214的內(nèi)壁，以隔絕該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)26與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)23、該反射層22、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212之間的直接接觸。實(shí)施例二參考圖2A至圖2H，其是顯示本實(shí)施例覆晶式發(fā)光二極管的制備方法的流程結(jié)構(gòu)示意圖。首先，如圖2A所示，提供一基板30。接著，如圖2B所示，于該基板30上形成一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31。該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31可包含:一第一半導(dǎo)體外延層311、一活性中間層312、以及一第二半導(dǎo)體外延層313，其中，該第一半導(dǎo)體外延層311、該活性中間層312、與該第二半導(dǎo)體外延層313是層迭設(shè)置，且該活性中間層312夾置于該第一半導(dǎo)體外延層311與該第二半導(dǎo)體外延層313之間。于本實(shí)施例中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的材質(zhì)為氮化鎵(GaN)，且該第一半導(dǎo)體外延層311是N型，該第二半導(dǎo)體外延層313是P型。不過(guò)，本發(fā)明半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)適用的材質(zhì)不限于此，亦可以使用選用其他本領(lǐng)域中常用材質(zhì)。此外，可以依需求選擇是否設(shè)置該活性中間層，于本實(shí)施例中，該活性中間層312為多量子講層(multiple quantum well layer),用以提升發(fā)光二極管中電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。然后,如圖2C所不,于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31開設(shè)一盲孔314,其中，該盲孔314貫穿該活性中間層312以及該第二半導(dǎo)體外延層313。接著，如圖2D所示，形成一絕緣保護(hù)層35，覆蓋該盲孔314的內(nèi)壁、以及該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的側(cè)壁，亦即覆蓋該第一半導(dǎo)體外延層313的側(cè)壁、該活性中間層312的側(cè)壁以及該第二半導(dǎo)體外延層313的側(cè)壁，并暴露部分該第二半導(dǎo)體外延層313表面，以及顯露由該盲孔314暴露的該第一半導(dǎo)體外延層313表面。該絕緣保護(hù)層25的材質(zhì)可以選自由氮化硅、二氧化硅、以及絕緣類金剛石所組群組中的至少一種，其是用于保護(hù)其所覆蓋的該第一半導(dǎo)體外延層313、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212的側(cè)壁，并隔絕受其覆蓋的該第一半導(dǎo)體外延層313、該第二半導(dǎo)體外延層213、以及該活性中間層212直接與另一后續(xù)形成的構(gòu)件接觸。于本實(shí)施例中，采用二氧化硅做為該絕緣保護(hù)層25的材質(zhì)。如圖2E所示，于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的該第二半導(dǎo)體外延層313表面上，形成一反射層32。于本實(shí)施例中，該反射層32可以選用銦錫氧化物(indium tinoxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋒(ZnO)、石墨烯(graphene)、招、銀、鎳(Ni)、鈷(Co)、鈀(Pd)、鉬(Pt)、金(Au)、鋅(Zn)、錫(Sn)、銻(Sb)、鉛(Pb)、銅(Cu)、銅銀(CuAg)、及鎳銀(NiAg)所組群組的至少一種，換言之其亦可為多層金屬結(jié)構(gòu)，除了用于達(dá)到反射效果之外，也可以達(dá)到形成奧姆接觸(ohmic contact)的效用。此形成反射層的步驟，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常知識(shí)者可依需要選擇性執(zhí)行，換言之若不打算設(shè)置反射層，則可跳過(guò)圖2E的步驟而無(wú)需進(jìn)行。接著，如圖2F所示，于該絕緣保護(hù)層35表面以及該反射層32表面上，分別形成一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36以及一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33，且該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36填充于內(nèi)壁表面覆蓋有該絕緣保護(hù)層35的該盲孔314中，并接觸該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的該第一半導(dǎo)體外延層311。該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33可選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物所組群組的至少一種，其中，該導(dǎo)電材料層或該導(dǎo)電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化招鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、氧化鋅(ZnO)、石墨烯(graphene)、鈦(Ti)、招(Al)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鉬(Pt)、鑰(Mo)、鶴(W)、銀(Ag)、鉬(Pt)、以及金(Au)所組群組的至少一種。于本實(shí)施例中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36是鈦導(dǎo)電材料層、鋁導(dǎo)電材料層與類金剛石層重復(fù)層迭結(jié)構(gòu)，該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33是鈦導(dǎo)電材料層與類金剛石層重復(fù)層迭結(jié)構(gòu)。然后，如圖2G所不,于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33表面上,分別形成一第一金屬焊接層37以及第二金屬焊接層34，其中，該第一金屬焊接層37的表面與該第二金屬焊接層34的表面是形成一共平面。于本實(shí)施例中，該第一金屬焊接層37與該第二金屬焊接層34是由金層與金錫層構(gòu)成，且該金錫層是一共晶導(dǎo)電材料層。最后，如圖2H所示，再使用氮化硅，使得該絕緣保護(hù)層35也覆蓋該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36、第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33、該第一金屬焊接層37與該第二金屬焊接層34的側(cè)壁。此步驟并非必須，可依需求選擇性執(zhí)行，且該絕緣保護(hù)層35也可以僅覆蓋該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33的側(cè)壁，顯露該第一金屬焊接層37與該第二金屬焊接層34。
據(jù)此，如圖2H所示，上述制得的覆晶式發(fā)光二極管，其包括:一基板30 半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31，其位于該基板30上方且包含一第一半導(dǎo)體外延層311、一活性中間層312、以及一第二半導(dǎo)體外延層313，其中，該第一半導(dǎo)體外延層311、該活性中間層312、與該第二半導(dǎo)體外延層313是層迭設(shè)置，該活性中間層312夾置于該第一半導(dǎo)體外延層311與該第二半導(dǎo)體外延層313之間,且一盲孔314設(shè)于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31中并貫穿該活性中間層312以及該第二半導(dǎo)體外延層313 反射層32，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的該第二半導(dǎo)體外延層313表面；一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36,填充于該盲孔314并接觸該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的該第一半導(dǎo)體外延層311表面，以做為一第一電極；一第一金屬焊接層37,位于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36上；一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33,位于該反射層32表面并經(jīng)由該反射層32電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)31的該第二半導(dǎo)體外延層313，以做為一第二電極；一第二金屬焊接層34，位于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33上，其中，該第二金屬焊接層34的表面與該第一金屬焊接層37的表面是形成一共平面；以及一絕緣保護(hù)層35，覆蓋該第一金屬焊接層37、第二金屬焊接層34、該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33、該反射層32、該第一半導(dǎo)體外延層311、該第二半導(dǎo)體外延層313、以及該活性中間層312的側(cè)壁與該盲孔314的內(nèi)壁，以隔絕該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)36與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)33、該反射層32、該第二半導(dǎo)體外延層313、以及該活性中間層312之間的直接接觸。實(shí)施例三參考圖3，其是本實(shí)施例的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，芯片板上封裝結(jié)構(gòu)包括:一電路載板7 ;以及上述實(shí)施例一所制得的覆晶式發(fā)光二極管2，其是經(jīng)由該第一金屬焊接層27以及該第二金屬焊接層24電性連接該電路載板7，其中，該電路載板7包含一絕緣層71、一電路基板70、以及電性連接墊73，該絕緣層71的材質(zhì)可選自由類金剛石、氧化鋁、陶瓷、含鉆石的環(huán)氧樹脂、或者上述材質(zhì)的混合物，該電路基板70是一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。于該芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中，可利用形成于電性連接墊73表面的焊料72，通過(guò)覆晶方式，使該第一金屬焊接層27以及該第二金屬焊接層24與該電路載板7的電性連接墊73達(dá)到電性連接。實(shí)施例四參考圖4，其是本實(shí)施例的芯片板上封裝結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，芯片板上封裝結(jié)構(gòu)包括:一電路載板7 ；以及上述實(shí)施例二所制得的覆晶式發(fā)光二極管3，其是經(jīng)由該第一金屬焊接層37以及該第二金屬焊接層34電性連接該電路載板7，其中，該電路載板7包含一絕緣層71、一電路基板70、以及電性連接墊73，該絕緣層71的材質(zhì)可選自由類金剛石、氧化鋁、陶瓷、含鉆石的環(huán)氧樹脂、或者上述材質(zhì)的混合物，該電路基板70是一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。于該芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中，可利用形成于電性連接墊73表面的焊料72，通過(guò)覆晶方式，使該第一金屬焊接層37以及該第二金屬焊接層34與該電路載板7的電性連接墊73達(dá)到電性連接。據(jù)此,本發(fā)明上述芯片板上封裝結(jié)構(gòu)(chip on board, COB)中，發(fā)光二極管各層結(jié)構(gòu)的熱膨脹應(yīng)力可由其結(jié)構(gòu)內(nèi)的類金剛石層緩沖，進(jìn)而使芯片板上封裝結(jié)構(gòu)整體具有更佳的散熱效率、發(fā)光校與壽命。而且，本發(fā)明上述芯片板上封裝結(jié)構(gòu)中適合使用的發(fā)光二極管，并非僅限于上述實(shí)施例三所制得的覆晶式發(fā)光二極管，亦可使用本發(fā)明所述任何一種覆晶式發(fā)光二極管。由上述可知，本發(fā)明的覆晶式發(fā)光二極管，具有緩沖熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansion mismatch)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可在發(fā)光二極管運(yùn)作產(chǎn)生熱量的過(guò)程中持續(xù)使熱量散失；即使有部分熱量沒(méi)有自發(fā)光二極管中散失而促使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生熱膨脹，其中設(shè)置的類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)亦可緩沖對(duì)應(yīng)的熱應(yīng)力，而保護(hù)不受損傷。上方所述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以權(quán)利要求范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上方所述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種覆晶式發(fā)光二極管，包括: 一基板； 一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其位于該基板上方且包含一第一半導(dǎo)體外延層、一第二半導(dǎo)體外延層、以及一盲孔，其中，該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層是層迭設(shè)置，且該盲孔貫穿該第二半導(dǎo)體外延層； 一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層上方，并電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層，以做為一第一電極，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)填充于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該盲孔中； 一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，位于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導(dǎo)體外延層上方，并電性連接該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第二半導(dǎo)體外延層，以做為一第二電極；以及 一絕緣保護(hù)層，覆蓋該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁以及該第二半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導(dǎo)體外延層之間的接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括一活性中間層，該活性中間層是夾置于該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層之間，且該盲孔貫穿該活性中間層。
3.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)所組群組的至少一種。
4.如權(quán)利要求3所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該導(dǎo)電材料層或該導(dǎo)電材料的材質(zhì)選自由銦錫氧化物、氧化鋁鋅、氧化`鋅、石墨烯、鈦、鋁、鉻、鎳、鉬、鑰、鎢、銀、鉬、以及金所組群組的至少一種。
5.如權(quán)利要求3所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面形成一共平面。
6.如權(quán)利要求3所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面形成一共平面。
7.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形成一共平面。
8.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，還包括:一第一金屬焊接層，位于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上；以及一第二金屬焊接層，位于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面形成一共平面。
9.如權(quán)利要求8所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二金屬焊接層的表面、或/及第一金屬焊接層的表面是高于或低于該絕緣保護(hù)層的表面或與其形成一共平面。
10.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，還包含一反射層，夾置于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)之間。
11.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該絕緣保護(hù)層的材質(zhì)選自由氮化硅、二氧化硅、以及絕緣類金剛石所組群組中的至少一種。
12.如權(quán)利要求1所述的覆晶式發(fā)光二極管，其中，該第一半導(dǎo)體外延層以及該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導(dǎo)體外延層以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。
13.一種覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟: 提供一基板； 于該基板上方形成一半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)包含一第一半導(dǎo)體外延層、以及一第二半導(dǎo)體外延層，其中，該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層是層迭設(shè)置；于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)開設(shè)一盲孔，其中，該盲孔貫穿該第二半導(dǎo)體外延層； 形成一絕緣保護(hù)層，覆蓋該 半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的該第一半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁以及該第二半導(dǎo)體外延層的側(cè)壁，以及該盲孔的內(nèi)壁表面，以隔絕該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與該第二半導(dǎo)體外延層之間的接觸；以及 于該第一半導(dǎo)體外延層、以及該第二半導(dǎo)體外延層上方分別形成一第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及一第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)還包括一活性中間層，該活性中間層夾置于該第一半導(dǎo)體外延層與該第二半導(dǎo)體外延層之間，且該盲孔貫穿該活性中間層。
15.如權(quán)利要求14所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)選自由導(dǎo)電材料層與導(dǎo)電類碳鉆層疊層結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電材料與類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)、以及導(dǎo)電材料與導(dǎo)電性類金剛石混合物多層結(jié)構(gòu)所組群組的至少一種。
16.如權(quán)利要求15所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該導(dǎo)電材料層或該導(dǎo)電材料的材質(zhì)是選自由銦錫氧化物、氧化鋁鋅、氧化鋅、石墨烯、鈦、鋁、鉻、鎳、鉬、鑰、鎢、銀、鉬、以及金所組群組的至少一種。
17.如權(quán)利要求15所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料層表面形成一共平面。
18.如權(quán)利要求15所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電類金剛石層表面形成一共平面。
19.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面與該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面形成一共平面。
20.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，還包括以下步驟:于該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上，分別形成一第一金屬焊接層、以及一第二金屬焊接層，其中，該第二金屬焊接層的表面與該第一金屬焊接層的表面形成一共平面。
21.如權(quán)利要求20所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面、該第二金屬焊接層的表面、或/及第一金屬焊接層的表面高于或低于該絕緣保護(hù)層的表面或與其形成一共平面。
22.如權(quán)利要求20所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該第一金屬焊接層于絕緣保護(hù)層形成之后或之前形成。
23.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)同時(shí)形成或分開形成。
24.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，還包含以下步驟:于該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)形成前，于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成一反射層。
25.如權(quán)利要求22所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)于該絕緣保護(hù)層形成后形成。
26.如權(quán)利要求25所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，還包含以下步驟:于該絕緣保護(hù)層形成前，于該半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)上形成一反射層。
27.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該絕緣保護(hù)層的材質(zhì)是氮化硅、二氧化硅、絕緣類金剛石、或其組合。
28.如權(quán)利要求13所述的覆晶式發(fā)光二極管的制造方法，其中，該第一半導(dǎo)體外延層以及該第一類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是N型，該第二半導(dǎo)體外延層以及該第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是P型。
29.—種芯片板上封裝結(jié)構(gòu),包括: 一電路載板；以及 一如權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)所述的覆晶式發(fā)光二極管，其經(jīng)由該第一金屬焊接層以及該第二金屬焊接層封裝于該電路載板。
30.如權(quán)利要求29所述的覆芯片板上封裝結(jié)構(gòu)，其中，該電路載板包含一絕緣層、以及一電路基板，該絕緣層的材質(zhì)選自由類金剛石、氧化鋁、陶瓷、以及含鉆石的環(huán)氧樹脂所組群組的至少一種。
31.如權(quán)利要求30所述的覆芯片板上封裝結(jié)構(gòu)，其中，該電路基板是一金屬板、一陶瓷板或一娃基板。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種覆晶式發(fā)光二極管，包括基板、半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)、第一與第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)與絕緣保護(hù)層，其中，第一與第二類金剛石/導(dǎo)電材料多層復(fù)合結(jié)構(gòu)是做為半導(dǎo)體外延多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的P型電極與N型電極，以緩沖熱膨脹系數(shù)差異(coefficient thermal expansion mismatch)所造成的熱應(yīng)力。本發(fā)明亦關(guān)于上述覆晶式發(fā)光二極管的制法與應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01L33/40GK103165782SQ20121000154
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者宋健民, 甘明吉 申請(qǐng)人:錸鉆科技股份有限公司