覆晶式半导体发光元件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种半导体发光元件及其制造方法，特别涉及一种覆晶式半导体发光 元件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 发光二极管因具有生产成本低、结构简单、低能耗低污染、体积小及其容易安装等 优势被大量用于照明光源及显示技术中。
[0003] -般传统的发光二极管，是直接将发光二极管磊晶结构制作于基材上，并将N电 极与P电极分别制作于发光二极管磊晶结构的N型半导体层及P型半导体层上，这样的发 光二极管，虽具有较佳的电流分布效果，然而其采用金线来当做发光二极管与导线架的连 接导线，这样会导致发光二极管封装面积增加。因此，近年来逐渐发展覆晶式的半导体发光 元件。
[0004] 如图1所示，所谓的覆晶式半导体发光元件是将晶片翻转朝下，并由金属连接球 20、21与承载基板10作结合的积体电路构装体，覆晶式半导体发光元件的承载基板10与晶 片间必须是一对一匹配，以便将晶片与承载基板10上的电极作精确的结合。而且覆晶式半 导体发光元件采用金属连接球20、21作为其与承载基板10的连接点，相较于传统的打线方 式，覆晶式半导体发光元件不但可以大幅度的提高构装密度，很好的控制离讯的干扰，而且 还可以减少构装体积、提高元件的电性和散热性能。
[0005] 虽然覆晶式半导体发光元件比传统的半导体发光元件的出光面积大，但是光从发 光活性层50发出经过N型半导体层60、基板80、最后从空气中出去，然而此一过程中光线 因全反射效应会使光再次被N型半导体层60吸收而导致出光减少，这样导致覆晶式半导体 发光兀件的光输出强度降低。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，有必要提出一种覆晶式半导体发光元件的结构及其利记博彩app，使覆晶 式半导体发光元件不但拥有覆晶式的结构优势，而且可以增加覆晶式半导体发光元件的出 光强度，提高出光效率。
[0007] -种覆晶式半导体发光元件，包括从上到下依次排列的基板、N型半导体层、发光 活性层、P型半导体层及分别形成在P型半导体层及N型半导体层上的P电极、N电极，所述 基板远离发光活性层的一侧表面为上表面，所述上表面上设置有间隔的、尺寸为微米级的 主体部，所述主体部的外表面上设置有尺寸为纳米级的凸起。
[0008] -种覆晶式半导体发光元件的利记博彩app，步骤如下： 提供一覆晶式半导体发光元件半成品，包括基材、缓冲层、N型半导体层、发光活性层、P型半导体层、P电极和N电极、金属连接球及承载基板，使用黄光微影蚀刻技术，把基材远 离缓冲层的一侧表面蚀刻形成多个间隔设置的微米级的主体部，所述基材没有被蚀刻的部 分形成基板； 提供二氧化硅纳米小球，利用基板一侧主体部外表面与二氧化硅纳米小球间范德瓦尔 斯力相互作用，使得二氧化硅纳米小球移动并附着至主体部的外表面； 转印二氧化硅纳米小球形状到具有微米级的主体部的外表面； 去除二氧化硅纳米小球，而使主体部外表面上设置有尺寸为纳米级的凸起。
[0009] 在本发明中的，发光活性层出光后，依次经过N型半导体层、缓冲层、基板射出覆 晶体，本发明通过在基板上表面部分设置主体部和凸起，当光线进入基板后自基板上表面 出设时，先经主体部第一次折射，再经过凸起的第二次折射后射入空气，这样，主体部和凸 起使得光线先聚集，最后发散，阻止光线自基板表面射入放空气时基板材料和空气较大的 折射率差异而发生全反射，导致出光减少，主体部和凸起结构的设置使最终出光光场更扩 散，使覆晶式半导体发光元件的出光效率提高。本发明中主体部和凸起的利记博彩app比一般 的贱渡方式制造起来更方便、且生产成本低，更具有市场竞争性。
[0010] 下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
[0011] 图1为现有技术中覆晶式半导体发光元件的光路图。
[0012] 图2为本实施例中覆晶式半导体发光元件的剖视图。
[0013] 图3为图2中覆晶式半导体发光元件的微结构的部分放大图。
[0014] 图4为覆晶式半导体发光元件另一实施例的部分微结构的部分放大图。
[0015] 图5至图10为本实施例中所述覆晶式半导体发光元件中微结构的制造流程图。
[0016] 主要元件符号说明
【具体实施方式】
[0017] 请参考图2至图3,本实施例的一种覆晶式半导体发光元件包括从上到下依次排 列的微结构81、基板80、缓冲层70、N型半导体层60、发光活性层50及P型半导体层40, 一P电极30及一N电极31分别形成在P型半导体层40及N型半导体层60裸漏的同侧表面， 金属连接球20和21导电连接P电极30、N电极31与承载基板10。
[0018] 承载基板10采用散热性能良好的半导体材料制成，用于承载覆晶式半导体发光 元件及吸收并散发覆晶式半导体发光元件产生的热量。
[0019] 金属连接球20和金属连接球21为Sn、Pb、Au或者Ag等金属材料。所述的金属 连接球20连接P电极30和承载基板10,所述的金属连接球21连接N电极31和承载基板 10,所述的承载基板10上的电极和覆晶式半导体发光元件的P电极30和N电极31间必须 是一对一匹配，如此才能将晶片与承载基板10上的电极作精确地结合。
[0020] 所述的P电极30、N电极31为金属电极，厚度在200nm到5000nm之间，采用导电 导热性能良好的金属材料制成，如4138、附、六11、(：11、？(1和他中的一种或者合金材料制成， 首选材质为Cr、Pt、Au。
[0021]P型半导体层40提供电洞，主要为P型氮化镓（GaN)材料，N型半导体层60提供 电子，材料主要为掺杂的氮化镓（GaN)材料，如AlGaN。
[0022] 缓冲层70由不掺杂氮化镓（GaN)材料制成，主要用来降低N型半导体层60的晶 格缺陷。
[0023] 发光活性层50产生光线，其材质为氮化镓基材料，如InGaN、GaN等，主要使电子及 电洞局限在一起，增加发光强度。
[0024] 基板80主要材质为蓝宝石，主要利用蓝宝石材料机械强度高，易于加工处理，所 述的基板80在远离发光活性层50的面为上表面801，所述上表面801上设置有微结构81。
[0025] 所述微结构81包括多个主体部811和形成于主体部811外表面的凸起812。主 体部811为自基板80上表面801向上凸伸的半球状结构，所述主体部811间隔排列。凸起 812为自主体部811表面上凸伸形成的若干间隔分布的突出结构，所述凸起812为均匀间隔 排布的半球状。所述主体部811及凸起812用于将发光活性层50的光线尽可能多的散射 出去，以提高覆晶式半导体发光元件的出光效率。
[0026] 每一主体部811的底端长度为L。主体部811底端的长度L大于其它部分的长度， 并且L的长度介于2um~7um，优选的，L为3um。每一主体部811的高度为H，所述高度 H的尺寸介于Ium~2. 5um，优选的，