專利名稱：半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體照明器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體發(fā)光器件，例如發(fā)光二極管，簡稱LED，是由III-IV族化合物，如GaAs (砷化鎵)、GaP (磷化鎵)、GaAsP (磷砷化鎵)等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。由鎵(Ga)與砷 (AS)、磷(P)的化合物制成的ニ極管，其工作原理是PN結(jié)的電致發(fā)光原理。當(dāng)ニ極管電極兩端加上一定的正向電壓后，ニ極管中將有大量電子注入，PN結(jié)導(dǎo)帶上的高能量電子與價(jià)帶上的空穴發(fā)生復(fù)合，并將多余的能量以光的形式發(fā)射出來，光的顏色和ニ極管所用的材料有關(guān)。發(fā)光二極管(LED)作為光源以其功耗低、壽命長、可靠性高等特點(diǎn)，在日常生活中的許多領(lǐng)域得到了普遍的認(rèn)可，在電子產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，例如電路及儀器中作為指示燈，
顯不器冃以基于寬禁帶半導(dǎo)體材料氮化稼(GaN)和銅氮化稼(InGaN)的發(fā)光二極管為代表的近紫外線、藍(lán)綠色和藍(lán)色等短波長發(fā)光二極管在1990年代后期得到廣泛應(yīng)用，在基礎(chǔ)研究和商業(yè)應(yīng)用上取得了很大進(jìn)歩。目前，普遍應(yīng)用的GaN基發(fā)光二極管的典型結(jié)構(gòu)如圖1 所示，GaN基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)包括藍(lán)寶石襯底10，在襯底10表面利用MOCVDエ藝沉積的η 型GaN層201，由η型摻雜的AWaN層203、InGaN發(fā)光層205 (包括單量子胼或多量子胼) 和P型摻雜的AWaN層207組成的發(fā)光單元，以及ρ型GaN層209。此外還包括利用LPCVD エ藝或磁控濺射エ藝沉積的透明導(dǎo)電氧化物(TCO)接觸層211，和通過沉積、掩模、光刻和刻蝕等エ藝形成的ρ電極213和η電極215。上述結(jié)構(gòu)的GaN基發(fā)光二極管，當(dāng)然也包括其它類型的發(fā)光二極管，其芯片結(jié)構(gòu)均采用平面結(jié)構(gòu)，發(fā)光形式均為單向發(fā)光，光的取出受到材料和制造過程的限制。隨著LED 向半導(dǎo)體照明方向發(fā)展，LED的封裝除了必須滿足較大的耗散功率、良好的散熱效果之外， 還需要具有更高的發(fā)光效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，能夠使LED器件立式放置并雙面發(fā)光，提高發(fā)光效率，而且不影響器件的散熱性能。一方面，本發(fā)明提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，所述器件為三明治夾層結(jié)構(gòu)，所述夾層結(jié)構(gòu)的中間部位為發(fā)光體，在所述發(fā)光體的兩側(cè)，分別依次包括位于所述發(fā)光體表面的透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層，和位于所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層表面的玻璃層。所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層包括玻璃導(dǎo)電導(dǎo)熱膠、石墨導(dǎo)電膠、碳纖維導(dǎo)電導(dǎo)熱膠、或石邊煉。所述玻璃層為石英玻璃層。所述發(fā)光體為氮化鎵基發(fā)光二極管。
所述發(fā)光體的數(shù)量為ー個(gè)或，串聯(lián)或并聯(lián)在一起的復(fù)數(shù)個(gè)。所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層包括至少ー層。另ー方面，本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括提供第一襯底、在所述第一襯底表面形成發(fā)光體；在所述發(fā)光體表面鍵合第二襯底；剝離所述第一襯底；芯片切割；在所述發(fā)光體表面貼附其表面具有透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層的玻璃層；去除所述第二襯底；在所述發(fā)光體的另ー個(gè)表面貼附其表面具有透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層的玻璃層。所述第一襯底包括藍(lán)寶石襯底，所述發(fā)光體包括氮化鎵基發(fā)光二極管。所述第二襯底包括銅或硅。所述去除第二襯底的方法包括濕法腐蝕。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為GaN基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2至圖8為說明本發(fā)明方法實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明半導(dǎo)體發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。所述示圖是說明性的，而非限制性的，在此不能過度限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。圖9為本發(fā)明半導(dǎo)體發(fā)光器件的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，本發(fā)明的發(fā)光器件為三明治式的夾層結(jié)構(gòu)，所述夾層結(jié)構(gòu)的中間部位為發(fā)光體200，在所述發(fā)光體200的兩側(cè)， 分別依次包括位于所述發(fā)光體200表面的透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層411和421，以及位于所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層表面的玻璃層，即位于透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層411表面的玻璃層410，和位于透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層421表面的玻璃層420。其中，所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層411和421可以是玻璃導(dǎo)電導(dǎo)熱膠、石墨導(dǎo)電膠、碳纖維導(dǎo)電導(dǎo)熱膠、或石墨烯。玻璃層410和420為石英玻璃層。發(fā)光體200優(yōu)選為垂直結(jié)構(gòu)的氮化鎵基發(fā)光二極管，P型電極和η型電極位于左右兩側(cè)。導(dǎo)電導(dǎo)熱材料層411和421與氮化鎵基發(fā)光二極管的P型電極和η型電極形成良好歐姆接觸，并將電極引出，構(gòu)成豎直直插的封裝形式。發(fā)光體200的數(shù)量可以是ー個(gè)，也可以是串聯(lián)或并聯(lián)在一起的多個(gè)。所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層411和421，其本身可以是ー層，也可以是多層疊合的復(fù)合層。
這種封裝結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)電導(dǎo)熱透明材料將發(fā)光體夾持在當(dāng)中的方式，可以達(dá)到雙面出光的全方位發(fā)光效果，降低了光在器件設(shè)計(jì)過程中的界面和多次反射的損耗。由于這種結(jié)構(gòu)采用導(dǎo)電導(dǎo)熱透明材料，形成有效發(fā)光的氮化鎵表面出光區(qū)域増加；由于熱傳導(dǎo)及透過率的増加，可降低結(jié)溫，有效增加出光效率。此外，該結(jié)構(gòu)更易形成多芯片的串聯(lián)和并聯(lián)， 采用直插式，降低封裝的成本。圖2至圖8為說明本發(fā)明方法實(shí)施例的器件結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本發(fā)明的發(fā)光器件的制造方法，首先提供第一襯底100、在所述第一襯底100表面形成發(fā)光體200，如圖 2所示；然后在所述發(fā)光體200表面鍵合第二襯底300，如圖3所示；利用激光剝離或其它剝離エ藝去除所述第一襯底100，如圖4所示；隨后進(jìn)行芯片圖形化制作，經(jīng)側(cè)面鈍化、N面粗化、N電極制作等エ藝后，對(duì)芯片進(jìn)行切割，形成單個(gè)的發(fā)光體，如圖5所示；在所述發(fā)光體 200的另ー個(gè)表面，利用粘帖或鍵合的方法貼附其表面具有透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層411的玻璃層 410，如圖6所示；然后利用濕法腐蝕的方法去除第二襯底300，如圖7所示；接下來，在發(fā)光體200的另ー個(gè)表面貼附其表面具有另一透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層421的玻璃層420，如圖8所示。本發(fā)明優(yōu)選的第一襯底包括藍(lán)寶石襯底，發(fā)光體200為氮化鎵基的發(fā)光二極管。 所述第二襯底300可以是銅或硅。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。 因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件，其特征在于所述器件為三明治夾層結(jié)構(gòu)，所述夾層結(jié)構(gòu)的中間部位為發(fā)光體，在所述發(fā)光體的兩側(cè)，分別依次包括位于所述發(fā)光體表面的透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層，和位于所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層表面的玻璃層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層包括玻璃導(dǎo)電導(dǎo)熱膠、石墨導(dǎo)電膠、碳纖維導(dǎo)電導(dǎo)熱膠、或石墨烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于所述玻璃層為石英玻璃層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于所述發(fā)光體為氮化鎵基發(fā)光二極管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光器件，其特征在于所述發(fā)光體的數(shù)量為ー個(gè)或，串聯(lián)或并聯(lián)在一起的復(fù)數(shù)個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層包括至少ー層。
7.一種半導(dǎo)體發(fā)光器件的制造方法，包括 提供第一襯底、在所述第一襯底表面形成發(fā)光體； 在所述發(fā)光體表面鍵合第二襯底；剝離所述第一襯底； 芯片切割；在所述發(fā)光體表面貼附其表面具有透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層的玻璃層； 去除所述第二襯底；在所述發(fā)光體的另ー個(gè)表面貼附其表面具有透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層的玻璃層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述第一襯底包括藍(lán)寶石襯底，所述發(fā)光體包括氮化鎵基發(fā)光二極管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述第二襯底包括銅或硅。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述去除第二襯底的方法包括濕法腐
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法，所述器件為三明治夾層結(jié)構(gòu)，所述夾層結(jié)構(gòu)的中間部位為發(fā)光體，在所述發(fā)光體的兩側(cè)，分別依次包括位于所述發(fā)光體表面的透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層，和位于所述透明導(dǎo)電導(dǎo)熱層表面的玻璃層。本發(fā)明的半導(dǎo)體發(fā)光器件及其制造方法能夠使LED器件立式放置并雙面發(fā)光，提高發(fā)光效率，而且不影響器件的散熱性能。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102544320SQ20121001101
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者林朝暉, 王樹林 申請(qǐng)人:泉州市博泰半導(dǎo)體科技有限公司