专利名称：具有复合基板的发光元件的制作方法
技术领域：
本发明关于一种发光元件，尤其关于一种具有复合基板的发光元件。
背景技术：
发光元件的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、激光二极管、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。
传统的发光元件的材质主要为半导体，该种材质的导热特性不佳。当发光元件通电时，由于发光元件发光，会因此而产生热，由于发光元件为半导体材质，因此导热不佳，这些热若无法适当地被移除，则发光元件将会因受热而降低发光效率，如AlGaInP组成的材料，在相同的电流条件操作下，当外界的温度由20℃升温至80℃时，亮度将下降20％-50％。前述的问题在小尺寸的发光元件上，由于在低电流操作，电流小于30mA～50mA，发光产生的热还勉强能由叠层导除，因此问题还不太明显；但是当发生在大尺寸的发光元件时，在高电流操作，电流大于100mA～1A，则该大尺寸发光元件所产生的热，将无法及时移除，则发光元件的温度将上升，亮度便明显下降，使得发光元件的发光功率大大降低。
在美国专利第6287882号中公开了一种发光二极管，其以金属反射粘结剂粘结一发光单元以及一金属基板，使得该发光二极管具有反射及导热的功能。于台湾专利第151410号中公开一种具有金属基板的半导体元件，其利用电镀法将金属材料镀于半导体发光叠层上，形成一金属基板，以金属基板取代传传统半导体基板，来达到导热的功能。但是上述两种结构在工艺中，后段晶粒(管芯)切割时，金属基板在切割上有其困难度。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种具有复合基板的发光元件，利用一复合基板，其中该复合基板有一高热传导层以及围绕于高热传导层周围的基板。如此，该复合基板具备金属基板的提供热能散逸功能，以解决发光元件中热能无法即时移除的问题。
本发明的另一目的在于提供一种具有复合基板的发光元件，在晶粒切割时，直接切割该复合基板中的基板，如此可解决晶粒切割时，金属基板不易切割的问题。
根据本发明一优选实施例的具有复合基板的发光元件，包含一复合基板，其中该复合基板是由一高热传导层以及围绕于高热传导层周围的基板组成；以一粘结层将该复合基板与一发光叠层结合在一起。
前述的高热传导层包含选自Cu、Al、Au、Ag、W及其合金所构成的材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料；前述的基板包含选自Si、GaAs、Ge、Al2O3、玻璃、InP及GaP所构成的材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
图1为一示意图，显示依本发明一优选实施例的一种具有复合基板的发光元件；图2为一示意图，显示依本发明另一优选实施例的一种具有复合基板的发光元件；以及图3为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种具有复合基板的发光元件。
附图中的附图标记说明如下1 发光元件10 复合基板101 高热传导层 102 基板11 金属反射层 12 透明粘结层13 透明导电层 14 发光叠层15 第一接线电极16 第二接线电极2 发光元件20 复合基板201 高热传导层202 基板21 金属反射层22 导电透明粘结层 23 透明导电层24 发光叠层25 接线电极
3 发光元件30 复合基板 301 高热传导层302 基板 31 金属粘结层32 发光叠层 33 接线电极具体实施方式
本案发明人于思考如何解决前述的问题时，认为若利用一复合基板，其中该复合基板由一高热传导层以及围绕于高热传导层周围的基板；以一粘结层将该复合基板与一发光叠层结合在一起。如此，该复合基板兼具金属基板的提供热能散逸功能，同时在晶粒切割时，直接切割复合基板中的基板部分，如此可解决晶粒切割时，金属基板不易切割的困难。
请参阅图1，依本发明一优选实施例1的具有复合基板的发光元件1，包含一复合基板10，其中该复合基板包含一高热传导层101以及围绕于高热传导层周围的基板102；形成于该复合基板上的一金属反射层11；形成于该金属反射层上的一透明粘结层12；形成于该透明粘结层上的一透明导电层13，其中，该透明导电层的上表面包含一第一表面区域与一第二表面区域；形成于该第一表面区域上的一发光叠层14；形成于该第二表面区域上的一第一接线电极15；以及形成于该发光叠层上的一第二接线电极16。
上述的实施例1中，于该金属反射层及该透明粘结层之间可形成一第一反应层；于该透明粘结层及该透明导电层之间可形成一第二反应层，以提高其间的附着力。
上述的实施例1中，该金属反射层亦可形成于透明粘结层与透明导电层之间。另外上述的实施例中该透明粘结层亦可以不透明粘结层取代，同时该金属反射层形成于不透明粘结层与透明导电层之间。
请参阅图2，依本发明一优选实施例2的具有复合基板的发光元件2，包含一复合基板20，其中该复合基板包含一高热传导层201以及围绕于高热传导层周围的基板202；形成于该复合基板上的一金属反射层21；形成于该金属反射层上的一导电透明粘结层22；形成于该导电透明粘结层上的一透明导电层23；形成于该透明导电层上的一发光叠层24；以及形成于该发光叠层上的一接线电极25。
上述的实施例2中，于该金属反射层及该导电透明粘结层之间可形成一第一反应层；于该导电透明粘结层及该透明导电层之间可形成一第二反应层，以提高其间的附着力。
上述的实施例中，该金属反射层亦可形成于导电透明粘结层与透明导电层之间。另外上述的实施例中该导电透明粘结层亦可以导电粘结层取代，同时该金属反射层形成于导电粘结层与透明导电层之间。
请参阅图3，依本发明又一优选实施例3的具有复合基板的发光元件3，包含一复合基板30，其中该复合基板包含一高热传导层301以及围绕于高热传导层周围的基板302；形成于该复合基板上的一金属粘结层31；形成于该金属粘结层上的一发光叠层32；以及形成于该发光叠层上的一接线电极33。
于上述的各实施例1，2或3中，于复合基板的高热传导层及基板之间可形成一连结层，使得高热传导层及基板间的接合力更强。
前述高热传导层可以为单个或多个的高热传导层型态存在；前述高热传导层的形成方法是包含选自电镀、电铸、无电解电镀及电弧蒸镀之中至少一种方法或其他可替代的方法；前述高热传导层是包含选自Cu、Al、Au、Ag、W及其合金所构成材料族群中的至少一种材料；前述连结层是包含选自氧化铟锡、GeAu、BeAu、SiNx、SiO2、Au、Cu、Ti及Pd所构成材料组群中的至少一种材料；前述的基板是包含选自Si、GaAs、Ge、Al2O3、玻璃、InP及GaP所构成材料族群中至少一种材料；前述发光叠层是包含AlGaInP、AlInGaN及AlGaAs系列所构成材料族群中的至少一种材料；前述透明粘结层是包含选自于聚酰亚胺(PI)、苯并环丁烷(BCB)或过氟环丁烷(PFCB)所构成材料组群中的至少一种材料；该导电透明粘结层包含选自于本征导电高分子(Intrinsically conducting polymer)或高分子中掺杂导电材质所构成材料组群中的至少一种材料，其中，该导电材质包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Au及Ni/Au所构成材料组群中的至少一种材料；前述第一反应层是包含选自于SiNx、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述第二反应层是包含选自于SiNx、Ti或Cr所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属反射层是包含选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料；前述金属粘结层是包含选自于In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所构成材料组群中的至少一种材料。
本发明的发光元件的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、激光二极管、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。
虽然本发明的发光元件已以优选实施例公开如上，但是本发明的范围并不限于上述优选实施例，应以所附权利要求所确定的为准。因此本领域技术人员在不脱离本发明的权利要求及精神下，应当可做任何改变。
权利要求
1.一种具有复合基板的发光元件，包含一复合基板，其中该复合基板包含一高热传导层以及围绕于高热传导层周围的基板；形成于该复合基板上的一粘结层；以及形成于该粘结层上的一发光叠层。
2.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该粘结层为一透明粘结层。
3.如权利要求2所述的具有复合基板的发光元件，其中，该透明粘结层为一透明导电粘结层。
4.如权利要求2所述的具有复合基板的发光元件，其中，该透明粘结层为一透明不导电粘结层。
5.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该粘结层为一不透明粘结层。
6.如权利要求5所述的具有复合基板的发光元件，其中，该不透明粘结层为一不透明导电粘结层。
7.如权利要求5所述的具有复合基板的发光元件，其中，该不透明粘结层为一不透明不导电粘结层。
8.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，于该复合基板及该粘结层之间还包含一第一反应层。
9.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，于该粘结层及该发光叠层之间还包含一第二反应层。
10.如权利要求8所述的具有复合基板的发光元件，其中，于该复合基板及该第一反应层之间还包含一金属反射层。
11.如权利要求9所述的具有复合基板的发光元件，其中，于该第二反应层及该发光叠层之间还包含一金属反射层。
12.如权利要求11所述的具有复合基板的发光元件，其中，于该金属反射层及该发光叠层之间还包含一透明导电层。
13.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该粘结层是一金属粘结层。
14.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该粘结层是一金属反射粘结层。
15.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，于该高热传导层及该基板之间还包含一连结层。
16.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该高热传导层包含选自Cu、Al、Au、Ag、W及其合金所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
17.如权利要求15所述的具有复合基板的发光元件，其中，该连结层包含选自氧化铟锡、GeAu、BeAu、Au、SiNx、SiO2、Cu、Ti及Pd所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
18.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该基板包含选自Si、GaAs、Ge、Al2O3、玻璃、InP及GaP所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
19.如权利要求2所述的具有复合基板的发光元件，其中，该透明粘结层包含选自于聚酰亚胺、苯并环丁烷及过氟环丁烷所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
20.如权利要求3所述的具有复合基板的发光元件，其中，该透明导电粘结层包含选自于本征导电高分子或高分子中掺杂导电材质所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
21.如权利要求20所述的具有复合基板的发光元件，其中，该导电材质包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌、氧化锌锡、Au及Ni/Au所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
22.如权利要求13所述的具有复合基板的发光元件，其中，该金属粘结层包含选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu及其合金所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
23.如权利要求14所述的具有复合基板的发光元件，其中，该金属反射粘结层包含选自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu及其合金所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
24.如权利要求1所述的具有复合基板的发光元件，其中，该发光叠层包含AlGaInP、AlInGaN及AlGaAs系列所构成材料组群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
25.如权利要求8所述的具有复合基板的发光元件，其中，该第一反应层包含选自SiNx、Ti及Cr所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
26.如权利要求9所述的具有复合基板的发光元件，其中，该第二反应层包含选自SiNx、Ti及Cr所构成材料族群中的至少一种材料或其他可替代的材料。
全文摘要
本发明公开一种具有复合基板的发光元件，其包括一复合基板，其中该复合基板包含一高热传导层以及围绕于该高热传导层周围的基板；形成于该复合基板上的一粘结层；形成于该粘结层上的一发光叠层。如此可解决晶粒切割时，金属层不易切割的困难。
文档编号H01L33/00GK1592513SQ03156670
公开日2005年3月9日 申请日期2003年9月5日 优先权日2003年9月5日
发明者刘文煌, 王仁水, 谢明勋 申请人:晶元光电股份有限公司