專利名稱：具柱狀透光構(gòu)造的芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)光二極管芯片的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種在芯片上形成多個透光柱，且芯片所發(fā)出的光線會由各透光柱透出的具柱狀透光構(gòu)造的芯片。
背景技術(shù)：
現(xiàn)知的發(fā)光二極管(light emitting diode ；LED)是一種接受電力后可自主發(fā)光的光電組件，其具有體積小及電力效率佳的特性，因此廣泛被運用于照明、廣告牌，以及做為顯示器的背光源。發(fā)光二極管目前發(fā)展的課題是提高發(fā)光亮度。解決此一課題的方式可通過加大發(fā)光二極管的尺寸而達(dá)成。已知現(xiàn)有的發(fā)光二極管面積大約是邊長12mil到Hmil (千分之一英寸)的矩形，當(dāng)邊長大于30mil以上，一般稱為高亮度發(fā)光二極管晶粒(power chip)。上述的大面積發(fā)光二極管晶粒，的確可以提供較大的發(fā)光面積，但是晶粒的表面積較大并不意味有著可形成較大的發(fā)光面積。事實上，電流的行經(jīng)路徑與電量流會依阻抗不同而變化，在大的晶粒表面積下，電流經(jīng)過而發(fā)光的區(qū)域會較集中在特定處。另外隨著發(fā)光二極管的面積增加，電流行經(jīng)的路徑也會增加，因此在電流與阻抗的作用下所產(chǎn)生的熱也會大幅地增加。如此便會增加散熱的困難度，進(jìn)而導(dǎo)致發(fā)光二極管的使用壽命減短，以及造成發(fā)光效益降低的情形。另一種提高成亮度的方法是將多顆晶粒封裝在一起；更具體而言，是將多顆發(fā)出不同顏色的晶粒封裝在一起。此種方式一般是為了達(dá)到混光的效果，進(jìn)而產(chǎn)生白光或特定色光。再者可以制作多個發(fā)光二極管的單一晶粒，其可解決晶粒內(nèi)電流集中的問題，從而改善發(fā)光面積利用率不佳的問題。然而必須克服各晶粒之間的電路整合問題。又中國專利CN100459180C揭示一種高亮度氮化物微LED，其包括多個微米級發(fā)光柱，該微米級發(fā)光柱具有在基質(zhì)上形成的η型GaN層、在該η型GaN層上形成的活性層，以及在該活性層上形成的P型GaN層；此外隙填充材料填充在發(fā)光柱之間且具有與發(fā)光柱相同高度的；另又在間隙填充材料和發(fā)光柱的頂部表面的P型透明電極上形成P型電極，以及 η型GaN層電連接的η型電極。然而該專利案并未提及解決散熱的技術(shù)手段。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其在芯片上形成多個的發(fā)光柱以增加發(fā)光面積，藉此提高芯片的發(fā)光亮度。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案一個襯底；一個晶層，是生長在該襯底上，其具一個N型氮化鎵材料層及一個P型氮化鎵材料層，且該N型氮化鎵材料層貼于該襯底的表面；多個透光柱，是與該晶層為一體，且相鄰的透光柱之間具有一透光間距；[0013]多個金屬結(jié)合層，是分別位于各該透光柱的一端；以及一個金屬導(dǎo)熱板，是與各金屬結(jié)合層形成結(jié)合。在本實用新型的實施措施中所述的各該透光柱的表面及透光間距的底面，均可透出光線。所述的各透光柱可通過蝕刻方式形成。所述的各透光柱的形狀以圓柱為較佳形狀。所述的襯底為藍(lán)寶石襯底。所述的透光間距的底面位于N型氮化鎵材料層。所述的透光間距的尺寸為0. Ium至lum。所述的金屬結(jié)合層的形成方式選自蒸鍍、濺鍍、物理沉積、化學(xué)沉積與貼合。本實用新型的優(yōu)點在于1.由于是在同一芯片表面上形成多個透光柱，且每一個透光柱具有多個同方向的發(fā)光效果，所以對同尺寸的芯片而言，本實用新型的設(shè)計可確實地增加發(fā)光面積及發(fā)光亮度。2.由于本實用新型僅為單一芯片設(shè)計，所以電路無需特別設(shè)計、變更或整合可以使制作更為簡易方便。

圖IA為本實用新型的制作示意圖；圖IB為本實用新型的另一制作示意圖；圖2為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型的晶層結(jié)合金屬導(dǎo)熱板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下即依本實用新型的目的、功效及結(jié)構(gòu)組態(tài)，舉出較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明。請參閱圖IA和圖1B，其為本實用新型的實施例，本實施例所揭示的LED芯片可以是一種氮鎵發(fā)光二極管(GaN LED)芯片10，也可要是其他構(gòu)成成分的LED芯片。本實施例所提及的芯片是可包含一個襯底20以及一個晶層30的組合。上述的晶層30是通過磊晶方式生長于襯底20上。上述的襯底20可以是藍(lán)寶石襯底。又上述的晶層30可以包含一 P型氮化材料層(P-GaN) 32及一 N型氮化鎵材料層(N-GaN) 34，其中N型氮化材料層34是貼于該襯底20的表面，而P型氮化材料層32位于該N型氮化材料層34 上。在P型氮化鎵材料層32與N型氮化鎵材料34之間具有一個量子井或多量子井36作為發(fā)光源。其次P型氮化材料層(P-GaN) 32連接一電極(未顯示)，N型氮化材料層(N-GaN) 34 連接另一電極(未顯示)。各電極的形成與架構(gòu)可以參酌先前的專利內(nèi)容以及目前已知的制作方式。在晶層30與襯底20結(jié)合后，可通過蝕刻制程在晶層30上制成多個透光柱40，所以透光柱40與晶層30為一體。該透光柱40可是任何形狀的柱體，然而考慮制程上的簡便性及操作性，透光柱40以圓柱為較佳的選擇。再者相鄰的透光柱40之間為一透光間距42， 且每一透光間距42具有一底面44。更進(jìn)一步而言，透光間距42的底面44位于N型氮化鎵材料34，而且每一個透光間距42的尺寸為0. Ium至lum。請參閱圖2，又在各透光柱40的一端可以配置有金屬結(jié)合層50 ；多個金屬結(jié)合層 50是可以透過蒸鍍、濺鍍、物理沉積、化學(xué)沉積、貼合或是其他制作方式分別與各透光柱40
纟口口。請參閱圖3，一金屬導(dǎo)熱板60置在該透光柱40的一端；更具體而言，金屬導(dǎo)熱板 60是與金屬結(jié)合層50結(jié)合。該金屬導(dǎo)熱板60可再與其他的散熱裝置形成熱傳導(dǎo)。晶層30受電力激發(fā)可以產(chǎn)生光線并且由各透光柱40透出，且經(jīng)過透光間距42而投射到外界；此外光線在透光間距42之間也會對應(yīng)透光柱40而產(chǎn)生往復(fù)反射，然后再射出到外界，因此本實用新型所設(shè)計的圓柱形透光柱40可以增加芯片10的發(fā)光面積及發(fā)光率。 另外由于本實用新型僅為單一芯片10設(shè)計，所以電路無需特別設(shè)計、變更或整合可以使制作更為簡易方便。再者各透光間距42的底面44也可以是發(fā)光面積的一部份，因此無疑可提高發(fā)光面積及發(fā)光效率。至于先前專利案未考慮到的散熱問題，在本實用新型中可利用金屬導(dǎo)熱板60收集芯片10所產(chǎn)生的熱量，然后可再搭配一般已知的散熱技術(shù)手段，將聚集于金屬導(dǎo)熱板60 的熱量散去，故可以使芯片10維持較佳的使用壽命。以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型所述原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于，包含一個襯底；一個晶層，是生長在該襯底上，其具一個N型氮化鎵材料層及一個P型氮化鎵材料層， 且該N型氮化鎵材料層貼于該襯底的表面；多個透光柱，是與該晶層為一體，且相鄰的透光柱之間具有一透光間距；多個金屬結(jié)合層，是分別位于各該透光柱的一端；以及一個金屬導(dǎo)熱板，是與各金屬結(jié)合層形成結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于各該透光柱的表面及透光間距的底面，均可透出光線。
3.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于各透光柱通過蝕刻方式形成。
4.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于各該透光柱的形狀為圓柱形。
5.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于該襯底為藍(lán)寶石襯底。
6.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于該透光間距的底面位于N 型氮化鎵材料層。
7.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于透光間距的尺寸為0.Ium 至 Ium0
8.如權(quán)利要求1所述的具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其特征在于金屬結(jié)合層的形成方式選自蒸鍍、濺鍍、物理沉積、化學(xué)沉積與貼合。
專利摘要本實用新型是一種具柱狀透光構(gòu)造的芯片，其包含一個襯底；一個晶層生長在該襯底上；多個透光柱，是與該晶層為一體，且相鄰的透光柱之間具有一透光間距；多個金屬結(jié)合層分別位于各該透光柱的一端；以及一個金屬導(dǎo)熱板與各金屬結(jié)合層形成結(jié)合。藉此可以芯片的發(fā)光面積及發(fā)光亮度，可以將芯片所產(chǎn)生的熱量適當(dāng)引導(dǎo)到金屬導(dǎo)熱板再搭配適當(dāng)?shù)纳崾侄螌崃可⑷ァ?br> 文檔編號H01L33/64GK202259403SQ20112017619
公開日2012年5月30日 申請日期2011年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者高成 申請人:協(xié)鑫光電科技(張家港)有限公司