专利名称：一种包含复合电镀基板的发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光元件，特别涉及一种包含复合电4tt^反的发a件。
背景技术：
为了〗嫂光二极管封装设计简单化且iii'j高功率高效能与长寿命，直立式 (Vertical)发光二f及管成为较热门的选择。为了让散热效果最佳化，发光^fel管芯 片通常会利用接合技术与金属基板连接或使用电镀技术将金属鄉莫镀于外延层 上，但由于材料热膨胀系数的差异，芯片制作时容易产生裂叙间接影响芯片寿命。
一般金属基复合材料将期氐热膨胀系数的物质添加于高导热的金属中，通过 高温工艺以达成二相接合制成高导热且低热膨胀系数的复合材料，此高溫工艺不 适合用于发it^^4及管芯片的制作。近年来复合电镀蓬勃发展，已开发出各式各样 的复合材料组合，一^^用于耐磨或疏水治具的表面电镀。以镍-碳^f圭复合电镀 为例，其原理为通过^4臬离子电镀液将悬浮于溶液中的惰性碳^^圭粒子共同析镀 于底材上。当复合电M与底材之间的界面有内应力存在时，其界面层的材料种 类，层ttA^M—重^i^题。
发明内容
本发明一实施例揭示一种发^=4及管，包括以下单元 一发it^4及管外必吉 构， 一反射层于发光^^及管外延结构之上， 一电镀种子层于反射层之上， 一复合 电^S^1^于电镀种子层之上，及"^呆护层于复合电ltt^^之上。
本发明一实施例揭示一种发it^及管，其中在电镀种子层与复合电l^&^^ 之间更具有一界面层。
本发明一实施例揭示一种发it^^4及管，其中在反射层与电镀种子层之间更具 有一中间緩冲层。
本发明 一实施例揭示一种^^f及管，其中在反射层与电镀种子层之间更具有一高强度高初性多层膜结构。
本发明一实施例揭示一种iCit^^及管，其中界面层可由铜，金，镍等材料所组成。
本发明一实施例揭示一种发^t^及管，其中反射层可由《i/铝，4i/金，4h银 等材料所组成。
本发明一实施例揭示一种发光^fe管，其中电镀种子层可由4i/金，4i/铜， 铬/金，鋪/金等材料所组成。
本发明一实施例揭示一种发it^及管，其中利用复合电镀方法形成一复合电 1^〖反，其材料可由铜-钻石，铜-碳^^圭，镍-碳化硅，碳纳米管(carbonnanotube， CNT)-镍，碳纳米管-铜，碳纳米纤维-铜等所组成。
本发明一实施例揭示一种发^t^^f及管，其中保护层至少包含金或镍。
本发明一实施例揭示一种发^4及管，其中中间緩沖层可由镍，钴化镍，钨 化铜，钼化铜，镍^粦*，铁4臬*所组成。
本发明一实施例揭示一种发^^及管，其中高强度高韦刃性多层膜结构可由氮 化铝/铝，氮化铝/铜，钬化鴒/铝等材料交替组成。
图1A 图1F描述本发明一实施例发光二极管的工艺。 图2A 图2B描ii^发明另一实施例发it^f及管的工艺。 图3A 图3B显示本发明再一实施例发光^f及管的工艺。
附图标记说明
101 成长勤反；
103 有源层；
105 半导体外延结构层；
107 电镀种子层；
109 复合电41i^反；
1U 中间緩冲层；
100, 200, 300 发it^f及管c
102 第一型半导体层；
104~第二型半导体层；
賜 反射层；
108 界面层；
ll(M呆护层；
112 高强度高韦刃性多层膜结构;
具体实施例方式
4以下配合图1A 图IF描述本发明一实施例发光^^及管的工艺。首先，请参
照图1A,提供一成长基板101。在成长J4反之上形成一半导体外延结构层105, 其至少包括第一型半导体层102、有源层103和第二型半导体层104。在本实施例 中，第一型半导体层102是n型氮化4科n-GaN)层,有源层103是氮化铟^(InGaN)/ 氮化4^(GaN)多重量子阱结构层，第二型半导体层104是p型氮化4^-GaN)层， Jji匕半导体夕卜延结构层以外延技术形成于蓝宝石上。再于半导体外延结构层之上 形成一反射层106,本实施例的^Jt层为钬(厚度30nm)/4吕(厚度200nm)的叠层所 形成，另外可由镇/金，钛/《艮等材料所组成。
请参照图1B,在反射层106的上形成一电镀种子层107，本实施例的电镀种 子层为钬(厚度30nm)/釘厚度200nm)的叠层所形成，另夕卜可由#/铜，#/金， 鉑/金等材料所组成。如图1C所示，再于电镀种子层107的上形成一界面层108， 本实施例的界面层为铜(厚度3-5pm)所形成，另外可由金或镍所组成。将此结构置
于一含有钻石粉末悬浮于其中的铜离子电镀液中，进行复合电镀程序，M铜及 钻石会共同析镀于界面层上，形成一复合电4ii^反109,如图1D所示。复合1^反 层材料也可由铜-碳^^圭，镍J友^^圭，碳纳米管(carbonnanotube, CNT)-镍，碳纳 米管-铜、碳纳米纤维(carbonnano-fiber, CNF)-铜所组成。
因为钻石颗粒会影响镀层表面粗4嫂且铜金属容易氧化，所以须在复合电镀 _|^反的上形成一保护层110，其材料至少包含金或镍，如图1E所示。最后将成长 J^反101移除，即形成一具有复合电H&^反的发光二极管结构。(如图1F所示)
当半导体外沿吉构层105与复合电HS^反109 二者热膨胀系数(Coe伤cient of Thermal Expansion, CTE)差异太大时，须在反射层106的上形成一中间緩冲层结构 111或一具有高强度高韧性多层膜结构112，再进行复合电镀相关程序。如图2A 所示，中间缓冲层结构111为一层具图案结构的低热膨胀系数的材料所组成，例 如镍，镍钴M，镍磷合金，镍铁*，铜^r^，铜钼合金等。后续步骤与 图1B-1F相同，最后形成如图2B结构的发光二极管200。又如图3A所示，在反 射层106的上形成一高强度高初性多层膜结构112,其目的为当半导体外延结构 层105与复合电4tt^反109二者热膨胀系数(Coe伍dent of Thermal Expansion, CTE) 差异太大时，二者之间界面会有相当大应力产生，而形成此多层膜结构可吸4U匕 应力，进而保护半导体外^吉构层。高强度高韧性多层膜结构112由多层硬质膜 与软质膜交错形成，其材料可由氮化铝/铅，氮化铝/铜，钬化鸦/铝等材料交替组 成，其中叠层层数及各层的厚度可做最佳化设计。后续步骤与图1B-1F相同，最后形成如图3B结构的发it^极管300。
以上纟是供的实施例用以描ii4^发明不同的技术特征，j劲艮据本发明的扭1念， 其可包括或运用于更广泛的技术范围。须注意的是，实施例仅用以揭示本发明工 艺、装置、组成、制造和使用的特定方法，并不用以限定本发明，^(可本领域的 技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。因此， 本发明的保护范围，当视所附的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种发光二极管，包括一复合电镀基板，具有一第一平面及一第二平面；一界面层，位于该复合电镀基板的第一平面上；一电镀种子层，位于该界面层上；一反射层，位于该电镀种子层之上；及一半导体外延结构层，位于该反射层之上，其中该半导体外延结构层至少包括一第一型半导体层、一有源层和一第二型半导体层。
2. 如权利要求1所述的发光二极管，还包括一保护层，位于该复合电镀 基板的第二平面上，其至少包含金或镍。
3. 如权利要求1所述的发光二极管，还包括一中间緩沖层，位于该反射 层与该电镀种子层之间，其由一层具图案结构的低热膨胀系数的材料所组 成，且可为镍，镍钴合金，镍磷合金，镍铁合金，铜鴒合金，铜钼合金等或 其组合。
4. 如权利要求1所述的发光二极管，还包括一多层膜结构，位于该反射 层与该电镀种子层之间，其由多层硬质膜与软质膜交错形成，且材料可由氮 化铝/铝，氮化铝/铜，钛化鴒/铝等材料或其交替组成。
5. 如权利要求1所述的发光二极管，其中该复合电镀基板由复合电镀法 所形成，且可由铜-钻石，铜-碳化硅，镍-碳化硅，碳纳米管-镍，碳纳米管-铜，碳纳米纤维-铜等材料所组成。
6. 如权利要求1所述的发光二极管，其中该界面层可由铜，金，镍，锡 等材料所组成。
7. 如权利要求1所述的发光二极管，其中该电镀种子层可由钛/金，钛/ 铜，铬/金，铬/铂/金等材料所组成。
8. 如权利要求1所述的发光二极管，其中该反射层可由钛/铝，钛/金， 钛/银等材料所组成。
9. 如权利要求1所述的发光二极管，其中该第一型半导体层是n型氮化 镓，该第二型半导体层是p型氮化镓。
10. 如权利要求1所述的发光二极管，其中该第一型半导体层是n型磷化 铝镓铟，该第二型半导体层是p型磷化铝^:铟。
全文摘要
本发明于一实施例中揭示一种发光二极管，其包括以下单元一复合电镀基板，具有一第一平面及一第二平面；一界面层，位于该复合电镀基板的第一平面上；一电镀种子层，位于该界面层上；一反射层，位于该电镀种子层之上；及一半导体外延结构层，位于该反射层之上，其中该半导体外延结构层至少包括一第一型半导体层、一有源层和一第二型半导体层。
文档编号H01L33/00GK101656279SQ20081014458
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月22日 优先权日2008年8月22日
发明者吕志强, 许嘉良, 谢明勋, 黄建富 申请人:晶元光电股份有限公司