CN116895721A - 发光元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发光元件，包含一基板；一第一半导体层以及一半导体平台位于第一半导体层上，半导体平台包含一第二半导体层，以及一活性层位于第一半导体层与第二半导体层之间；多个开口穿过半导体平台以露出第一半导体层；多个第一电极分别位于多个开口中的第一半导体层上而未覆盖半导体平台；一第二电极位于第二半导体层上而未覆盖位于多个开口中的第一半导体层；多个第一电极垫仅位于多个开口中的第一半导体层上而未覆盖半导体平台；以及一第二电极垫仅位于半导体平台上而未覆盖位于多个开口中的第一半导体层，其中多个第一电极垫的一第一表面高于第二电极垫的一第二表面，且第一表面与第二表面之间包含一阶差小于2μm。

Description

发光元件

技术领域

本发明涉及一种发光元件，且特别是涉及一种包含多个第一电极垫以及一第二电极垫的倒装式发光元件。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)为固态半导体发光元件，其优点为功耗低，产生的热能低，工作寿命长，防震，体积小，反应速度快和具有良好的光电特性，例如稳定的发光波长。因此发光二极管被广泛应用于家用电器，设备指示灯，及光电产品等。

发明内容

一发光元件，包含一基板；一第一半导体层以及一半导体平台位于第一半导体层上，半导体平台包含一第二半导体层，以及一活性层位于第一半导体层与第二半导体层之间；多个开口穿过半导体平台以露出第一半导体层；多个第一电极分别位于多个开口中的第一半导体层上而未覆盖半导体平台；一第二电极位于第二半导体层上而未覆盖位于多个开口中的第一半导体层；多个第一电极垫仅位于多个开口中的第一半导体层上而未覆盖半导体平台；以及一第二电极垫仅位于半导体平台上而未覆盖位于多个开口中的第一半导体层，其中多个第一电极垫的一第一表面高于第二电极垫的一第二表面，且第一表面与第二表面之间包含一阶差小于2μm。

附图说明

图1为本发明一实施例所揭示的一发光元件1的剖面图；

图2A～图2C为本发明一实施例所揭示的发光元件1a～1c的俯视图；

图3A～图3D为本发明一实施例所揭示的发光元件1d～1g的俯视图；

图4为本发明一实施例所揭示的一发光装置2的部分剖面图；

图5A为本发明一实施例所揭示的安装基板20a的俯视图；

图5B为本发明一实施例所揭示的发光装置2a的俯视图；

图6A为本发明一实施例所揭示的安装基板20b的俯视图；

图6B为本发明一实施例所揭示的发光装置2b的俯视图；

图7A为本发明一实施例所揭示的安装基板20c的俯视图；

图7B为本发明一实施例所揭示的发光装置2c的俯视图；

图8为本发明一实施例的发光装置3的示意图；

图9为本发明一实施例的发光装置3的部分剖面图；

图10为本发明一实施例的发光装置4的示意图；

图11为本发明一实施例的发光装置5的示意图。

符号说明

1，1a～1g：发光元件

10：基板

10t：上表面

1000：基座

2，2a～2c：发光装置

20，20a，20b，20c：安装基板

200：半导体叠层

201：第一半导体层

201p：第一半导体层露出部

201pt：槽部

202：第二半导体层

203：活性层

210：第一导体部

220：第二导体部

2000：开口

2011：第一导体延伸部

2020：第二导体凹部

2021：第二导体凸部

3：发光装置

30：钝化层

300：发光部

301：第一钝化层开口

302：第二钝化层开口

310：侧壁部

320：承载基板

3001：波长转换部

4：发光装置

40：第二电极

401：透明导电层

402：反射层

41：第一电极

410：第一接合电极

411：第一延伸电极

411’：第一延伸子电极

4100：第一LED芯片

4200：第二LED芯片

4300：灯柱

4400：驱动电源电路板

50：绝缘层

500：车用照明灯

501：第一绝缘层开口

502：第二绝缘层开口

510：主照明灯

520：组合照明灯

61：第一电极垫

61s：第一表面

62：第二电极垫

62s：第二表面

620：第二电极垫凹部

621：第二电极垫凸部

D，D’：距离

D1：第一间隔

D2：第二间隔

d1：第一距离

d2：第二距离

e1：第一边

e2：第二边

H：阶差

L，L’：长度

M：半导体平台

S1：第一间距

S2：第二间距

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请参照下列实施例的描述并配合相关图示。但是，以下所示的实施例是用于例示本发明的发光元件，并非将本发明限定于以下的实施例。又，本说明书记载于实施例中的构成零件的尺寸、材质、形状、相对配置等在没有限定的记载下，本发明的范围并非限定于此，而仅是单纯的说明而已。此外，在以下实施例中可以并入其他层/结构或步骤。例如，「在第一层/结构上形成第二层/结构」的描述可以包含第一层/结构直接接触第二层/结构的实施例，或者包含第一层/结构间接接触第二层/结构的实施例，亦即有其他层/结构存在于第一个层/结构和第二个层/结构之间。此外，第一层/结构和第二层/结构间的空间相对关系可以根据装置的操作或使用而改变，第一层/结构本身不限于单一层或单一结构，第一层中可包含多个子层，第一结构可包含多个子结构。且各图示所示构件的大小或位置关系等，会由于为了明确说明有加以夸大的情形。更且，在以下的描述中，为了适切省略详细说明，对于同一或同性质的构件用同一名称、符号显示。

图1是本发明一实施例所揭示的一发光元件1的剖面图。图2A～图2C是本发明一实施例所揭示的发光元件1a～1c的俯视图。图3A～图3D是本发明一实施例所揭示的发光元件1d～1g的俯视图。图1揭示的发光元件1的剖面图可以是图2A～图2C的任一例沿X-X’线或图3A～图3D的任一例沿Y-Y’线的剖面图。

如图1所示，发光元件1，1a～1g，包含一基板10；一半导体叠层200包含一第一半导体层201以及一半导体平台M位于第一半导体层201上，半导体平台M包含一第二半导体层202，以及一活性层203位于第一半导体层201与第二半导体层202之间；一或多个开口2000穿过半导体平台M以露出第一半导体层201并形成一或多个第一半导体层露出部201p；一或多个第一电极41分别位于一或多个第一半导体层露出部201p而未覆盖半导体平台M；一第二电极40位于半导体平台M上而未覆盖多个第一半导体层露出部201p；一或多个第一电极垫61分别位于一或多个第一电极41上而未覆盖半导体平台M；以及一第二电极垫62位于第二电极40上而未覆盖一或多个第一半导体层露出部201p，其中一或多个第一电极垫61的一第一表面61s高于第二电极垫62的一第二表面62s，且第一表面61s与第二表面62s之间包含一阶差H小于2μm，优选小于1.5μm，但大于0.5μm，优选大于1μm。

发光元件1，1a～1g的大小没有特别的限制。例如，具有以下大小的芯片可以用作发光元件1，1a～1g:边长为28mil的正方形(28mil×28mil)、边长为40mil的正方形(40mil×40mil)、边长为46mil的正方形(46mil×46mil)、边长为55mil的正方形(55mil×55mil。此外，发光元件1，1a～1g的平面形状不限于正方形形状，并且还可以使用矩形形状等。当发光元件1，1a～1g的平面形状为矩形时，例如，大小为12mil×50mil的芯片可以用作发光元件1，1a～1g。

基板10可以为一成长基板以外延成长半导体叠层200。基板10包括用以外延成长磷化铝镓铟(AlGaInP)的砷化镓(GaAs)晶片，或用以成长氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、或氮化铝镓(AlGaN)的蓝宝石(Al₂O₃)晶片、氮化镓(GaN)晶片、碳化硅(SiC)晶片、或氮化铝(AlN)晶片。

基板10与半导体叠层200相接的上表面10t可以为粗糙化的表面。粗糙化的表面可以为具有不规则形态的表面或具有规则形态的表面。例如，相对于基板10的上表面10t，基板10包含一或多个凸部(图未示)凸出于上表面10t，或是包含一或多个凹部(图未示)凹陷于上表面10t。在一剖面图下，凸部或凹部(图未示)可以为半球形状、圆锥形状、炮弹头形状、或者多边锥形状。

在一实施例中，基板10的凸部(图未示)包含一第一层(图未示)及一第二层(图未示)，第一层包含与基板10相同的材料，例如砷化镓(GaAs)、蓝宝石(Al₂O₃)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、或氮化铝(AlN)。第二层包含与构成第一层或基板10不同的材料。第二层的材料包含绝缘材料，例如氧化硅、氮化硅、或氮氧化硅。自发光元件1，1a～1g的侧面观之，凸部(图未示)包含半球形状、圆锥形状、炮弹头形状、或多边锥形状。凸部(图未示)的最顶端可以是平面、曲面、或尖点。在本发明的一实施例中，凸部(图未示)仅包含第二层，缺少第一层，其中第二层的一底面与基板10的上表面10t齐平。

在本发明的一实施例中，通过金属有机化学气相沉积法(MOCVD)、分子束外延(MBE)、氢化物气相沉积法(HVPE)、物理气相沉积法(PVD)、或离子电镀方法以于基板10上形成具有光电特性的半导体叠层200，例如发光(light-emitting)叠层，其中物理气象沉积法包含溅镀(Sputtering)或蒸镀(Evaporation)法。

半导体叠层200包含一厚度大于4μm且小于7μm，包含第一半导体层201，第二半导体层202，以及形成在第一半导体层201和第二半导体层202之间的活性层203。通过改变半导体叠层200中一层或多层的物理及化学组成以调整发光元件1，1a～1g发出光线的波长。半导体叠层200的材料包含Ⅲ-Ⅴ族半导体材料，例如Al_xIn_yGa_(1-x-y)N或Al_xIn_yGa_(1-x-y)P，其中0≤x，y≤1；(x+y)≤1。当半导体叠层200的材料为AlInGaP系列材料时，可发出波长介于610nm及650nm之间的红光。当半导体叠层200的材料为InGaN系列材料时，可发出波长介于400nm及490nm之间的蓝光或深蓝光，或波长介于530nm及570nm之间的绿光。当半导体叠层200的材料为AlGaN系列或AlInGaN系列材料时，可发出波长介于250nm及400nm之间的紫外光。

第一半导体层201和第二半导体层202可为包覆层(cladding layer)或局限层(confinement layer)，两者具有不同的导电型态、电性、极性，或依掺杂的元素以提供电子或空穴，例如第一半导体层201为n型电性的半导体，第二半导体层202为p型电性的半导体。活性层203形成在第一半导体层201和第二半导体层202之间，电子与空穴于一电流驱动下在活性层203复合，将电能转换成光能，以发出一光线。活性层203可为单异质结构(singleheterostructure,SH)，双异质结构(double heterostructure,DH)，双侧双异质结构(double-side double heterostructure,DDH)，或是多层量子井结构(multi-quantumwell,MQW)。活性层203的材料可为中性、p型或n型电性的半导体。第一半导体层201、第二半导体层202、或活性层203可为一单层或包含多个子层的结构。

在本发明的一实施例中，半导体叠层200还可包含一缓冲层(图未示)位于第一半导体层201和基板10之间，用以释放基板10和半导体叠层200之间因材料晶格不匹配而产生的应力，以减少差排及晶格缺陷，进而提升外延品质。缓冲层可为一单层或包含多个子层的结构。在一实施例中，可选用PVD氮化铝(AlN)作为缓冲层，形成于半导体叠层200及基板10之间，用以改善半导体叠层200的外延品质。在一实施例中，用以形成PVD氮化铝(AlN)的靶材是由氮化铝所组成。在另一实施例中，可使用由铝组成的靶材，在氮源的环境下与铝靶材反应性地形成氮化铝。

在发光元件1，1a～1g中，通过从半导体叠层200的表面蚀刻到露出第一半导体层201，来去除半导体叠层200的一部分。换言之，发光元件1，1a～1g具有通过蚀刻半导体叠层200的一部分而形成的半导体平台M及第一半导体层露出部201p。因此，在发光元件1，1a～1g中的第二半导体层202的表面和第一半导体层露出部201p之间形成阶差。在发光元件1，1a～1g中，第一电极41形成在第一半导体层露出部201p上，并且第二电极40形成在第二半导体层202的表面上。在发光元件1，1a～1g中，当第一半导体层201的导电类型(第一导电类型)是n型，并且第二半导体层202的导电类型(第二导电类型)是p型时，第一电极41和第二电极40分别用作负电极和正电极。此外，在发光元件1，1a～1g中，当第一导电类型是p型，并且第二导电类型是n型时，第一电极41和第二电极40分别用作正电极和负电极。

第一半导体层露出部201p的形状、大小、位置、数量可以根据发光元件1，1a～1g的大小、形状、电极图案等而适当设定。如图2A～图2C所示，第一半导体层露出部201p可以设置在被半导体平台M的边缘围绕的区域内，并且为活性层203和第二半导体层202所包围。多个第一半导体层露出部201p以大致一定的间隔来排列，并与半导体平台M的边缘相隔开。由此，可以保留相邻的第一半导体层露出部201p之间的发光区域，可以降低发光面积的减少。如图3A～图3B所示，第一半导体层露出部201p还包含有沿发光元件1d～1e的对角线的方向朝发光元件1d～1e的内侧延伸的区域。如图3C所示，第一半导体层露出部201p包含有沿发光元件1f的对角线的方向朝发光元件1f的内侧延伸的区域，且第一半导体层露出部201p还包含从半导体平台M的边缘向半导体平台M内侧凹陷的槽部201pt。沿着发光元件1f的侧边，多个第一半导体层露出部201p的槽部201pt可以是不连续的。通过在半导体平台M四个边缘设置第一半导体层露出部201p的槽部201pt，且第一电极41设置于其上，当外部电流经由第一电极41注入时，即使在半导体平台M的边缘区域也可以均匀地分散电流。如图3D所示，位于发光元件1g的侧边的多个第一半导体层露出部201p的槽部201pt可以是连续的且彼此相连接。

如图2A所示，相邻的第一半导体层露出部201p之间的间隔可以固定，但不是必须限定于此。例如，相邻的第一半导体层露出部201p之间的间隔可以根据下文描述的安装基板20a，20b，20c上的配线图案而发生变化。在一实施例中，如图2B所示，布置在第一方向上的第一半导体层露出部201p之间的第一间隔D1可以比布置在第二方向上的第一半导体层露出部201p之间的第二间隔D2小。

在发光元件1，1a～1g中，第二半导体层202的表面面积优选地大于第一半导体层露出部201p的总表面面积以增加活性层203的发光面积。因此，在发光元件1，1a～1g中，可以增大第二半导体层202和第一半导体层201在其相应的厚度方向上重叠的区域的大小以提高发光效率。

第一半导体层露出部201p的俯视图形状包含圆形、椭圆形、三角形、四边形、或六边形等多边形，其中，优选为圆形或接近圆形的形状。第一半导体层露出部201p的大小可以根据发光元件1，1a～1g的大小、输出功率、亮度等进行适当调整，例如，优选为直径为几十μm～几百μm左右的大小。

多个第一半导体层露出部201p的俯视图形状可以全部为大致相同的形状、大致相同的大小，也可以各自或一部分为不同的形状、大小。第一半导体层露出部201p为不具有活性层203的区域，因此通过规则地排列配置相同大小的多个第一半导体层露出部201p，以提升发光元件1，1a～1g整体上的亮度均匀度。

如图1所示，发光元件1，1a～1g包含一钝化层30覆盖半导体平台M及部分第一半导体层露出部201p，包含一或多个第一钝化层开口301以及一或多个第二钝化层开口302。自发光元件1，1a～1g的侧视图观之，第一钝化层开口301设置于第一半导体层露出部201p并露出第一半导体层201。第二钝化层开口302设置于半导体平台M上并露出第二半导体层202。

第二电极40设置于第二钝化层开口302中并接触第二半导体层202。第二电极40大致覆盖半导体平台M的上表面。例如，第二电极40可以覆盖半导体平台M的80％以上，更佳的为覆盖90％以上。在本发明的一实施例中，第二电极40可以包含一透明导电层401，一反射层402，及一阻障层(图未示)中的任一层或是多层。

透明导电层401可以设置在反射层402及第二半导体层202之间。在另一实施例，钝化层30及第二半导体层202之间可包含另一透明导电层(图未示)，并延伸设置于钝化层30及第二半导体层202之间。为了减少接触电阻并提高电流扩散的效率，透明导电层401的材料包含对于活性层203所发出的光线为透明的材料，例如透明导电氧化物。透明导电氧化物包含氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。在本发明的一实施例，透明导电层401可为具有厚度小于500埃的金属层。

反射层402的材料包含具有反射性的金属，例如铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)、或铂(Pt)等金属或上述材料的合金。反射层402是用来反射活性层203所发出的光线，且使经反射的光线朝向基板10而向外射出。

在发明的一实施例中，阻障层(图未示)可包覆反射层402的一侧边以避免反射层402氧化而劣化其反射率。阻障层的材料包含金属材料，例如钛(Ti)、钨(W)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、镍(Ni)、铬(Cr)、铂(Pt)等金属或上述材料的合金。在一实施例中，阻障层不包覆反射层402，阻障层的一侧边可与反射层402的一侧边齐平或形成于反射层402上并露出反射层402的部分上表面。

在一实施例中，透明导电层401，反射层402与阻障层(图未示)各包含一部分与钝化层30重叠。即，钝化层30的第二钝化层开口302露出第二半导体层202，透明导电层401、反射层402与阻障层(图未示)形成在第二钝化层开口302中，并且自第二钝化层开口302内沿着钝化层30的侧表面向上延伸覆盖至钝化层30的上表面。反射层402的侧边可以设置在透明导电层401的侧边的内侧或外侧，及/或阻障层(图未示)的侧边可以设置在反射层402的侧边的内侧或外侧。即，反射层402的面积可以小于透明导电层401的面积，位于透明导电层401的周边内，或者反射层402的面积可以大于透明导电层401的面积，位于透明导电层401的周边外侧。相似的，阻障层的面积可以小于反射层402的面积，位于反射层402的周边内，或者阻障层的面积可以大于反射层402的面积，位于反射层402的周边外侧。位于钝化层30的上表面的反射层402包含一侧壁具有一斜率介于2～20度之间，且位于钝化层30的上表面的阻障层(图未示)包含一侧壁具有一斜率介于20～60度之间以使后续的绝缘层50可以均匀覆盖阻障层。优选的，阻障层的侧壁具有一斜率大于反射层的侧壁的斜率。为了避免阻障层破洞劣化反射层401的膜质，优选的，阻障层包含一厚度大于反射层的一厚度。优选的，阻障层包含一厚度大于300nm但小于1000nm，更佳小于800nm。优选的，阻障层包含金(Au)而不包含铝(Al)以改善发光元件的可靠度。

一或多个第一电极41分别位于一或多个第一半导体层露出部201p而未覆盖半导体平台M。由外部供给于第一电极垫61的电流能够经由第一电极41流向第一半导体层201。第二电极40位于第二半导体层202上而未覆盖一或多个第一半导体层露出部201p。外部供给于第二电极垫62的电流能够经由第二电极40流向第二半导体层202。另外，第一电极41和第二电极40具有良好的光反射性，可以作为反射层来使用，使活性层203所发出射向第一电极41和第二电极40的光经反射往光输出面(即，基板10的一侧)行进。

第一电极41包含金属材料，例如铬(Cr)、钛(Ti)、钨(W)、金(Au)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、镍(Ni)、铂(Pt)、银(Ag)等金属或上述材料的合金。第一电极41可由单个层或是多个层所组成。例如，Ti/Au层、Ti/Pt/Au层、Cr/Au层、Cr/Pt/Au层、Ni/Au层、Ni/Pt/Au层、Cr/Al/Cr/Ni/Au层、或Ag/NiTi/TiW/Pt层。

当第一电极41、第二电极40由多个层所组成时，第一电极41、第二电极40的最后一层优选的包含铂(Pt)。第一电极41及第二电极40可作为外部电源供电至第一半导体层201及第二半导体层202的电流路径。第一电极41及第二电极40各包含一厚度介于1μm～10μm之间，较佳为1.5μm～5μm之间，更佳为2.5μm～4.5μm之间。第一电极41包含一厚度大于或等于半导体平台M与第一半导体层露出部201p之间的阶差及第二电极40的厚度的总和。换言之，第一电极41包含一厚度大于第二电极40的厚度。

绝缘层50覆盖第一电极41及第二电极40，包含一第一绝缘层开口501以露出第一电极41，及一第二绝缘层开口502以露出第二电极40。第一电极垫61覆盖绝缘层50的第一绝缘层开口501并接触第一电极41。第二电极垫62覆盖绝缘层50的第二绝缘层开口502并接触第二电极40。

钝化层30及/或绝缘层50设置在半导体叠层200上，是作为发光元件1，1a～1g的保护膜及防静电的层间绝缘膜。作为绝缘膜，钝化层30及/或绝缘层50可以为一单层结构，包含金属氧化物或金属氮化物，例如可优选使用选自由硅(Si)、钛(Ti)、锆(Zr)、锆(Nb)、钽(Ta)、铝(Al)构成的组中的至少一种氧化物、氮氧化物、或氮化物。钝化层30及/或绝缘层50也可以包含不同折射率的两种以上的材料交替堆叠以形成一分布式布拉格反射镜(DBR)结构，选择性地反射特定波长的光。例如，可通过层叠SiO₂/TiO₂或SiO₂/Nb₂O₅等层来形成高反射率的绝缘反射结构。当SiO₂/TiO₂或SiO₂/Nb₂O₅形成分布式布拉格反射镜(DBR)结构时，分布式布拉格反射镜(DBR)结构的每一个层被设计成活性层203发出的光的波长的四分之一的光学厚度的一或整数倍。分布式布拉格反射镜(DBR)结构的每一个层的光学厚度在λ/4的一或整数倍的基础上可具有±30％的偏差。由于分布式布拉格反射镜(DBR)结构的每一个层的厚度会影响到反射率，因此优选地利用电子束蒸镀(E-beam evaporation)来形成钝化层30及/或绝缘层50以稳定的控制分布式布拉格反射镜(DBR)结构的每一个层的厚度。

在发光元件1及1a～1g中，第二电极垫62优选地大于第一电极垫61，并且第二电极垫62优选地形成于发光元件1，1a～1g的中心区域，沿着第一半导体层露出部201p的周围来延伸。第二电极垫62包含一面积大于多个第一电极垫61的一总面积，且第二电极40包含一面积大于多个第一电极41的一总面积。在发明的一实施例中，第一电极垫61的面积占第一电极41的面积的20％以上，较佳为35％以上，更佳为50％以上，但小于65％。在发明的一实施例中，第二电极垫62的面积占第二电极40的面积的20％以上，较佳为35％以上，更佳为50％以上，但小于65％。在发明的一实施例中，第二电极垫62的面积为第一电极垫61的面积的30倍以上，较佳为50倍以上，更佳为70倍以上。由于第一电极垫61的面积比第二电极垫62的面积小，为避免影响第一电极垫61、第二电极垫62与下文描述的安装基板20a，20b，20c的结合力，导致元件失效或者影响元件的使用寿命，优选的，第一电极垫61的数量设定为多个。

图2A～图2C是本发明一实施例所揭示的发光元件1a～1c的俯视图。图3A～图3D是本发明另一实施例所揭示的发光元件1d～1g的俯视图。第一电极垫61及第二电极垫62之间包含一最短垂直距离大于50μm但小于100μm。两相邻第一电极垫61之间的距离大于150μm但小于250μm。图2A～图2C例示的多个第一电极垫61彼此互相分离且各具有相同的大小与形状。多个第一电极41及第一电极垫61呈现对称排列以改善电流分布。第一电极垫61的俯视形状包含矩形、正方形、菱形、或圆形。第二电极垫62的俯视形状包含多个第二电极垫凹部620及多个第二电极垫凸部621位于半导体平台M上，且各第二电极垫凹部620包含一曲率半径大于第一电极垫61的半径或宽度。多个第一电极垫61是各配置于两相邻的多个第二电极垫凸部621之间。即，第一电极垫61配置于第二电极垫凹部620中。第二电极垫凹部620的数量可小于或等于第一电极垫61的数量。当第二电极垫凹部620的数量小于第一电极垫61的数量时，各第二电极垫凹部620可配置一或多个第一电极垫61。当第二电极垫凹部620的数量与第一电极垫61的数量相同时，多个第二电极垫凹部620与多个第一电极垫61形成一对一配置。

在发明的一实施例中，如图2A～图2C所示，第二电极垫凸部621的端点可以比第一电极垫61更靠近发光元件1a～1c的外缘。多个第二电极垫凸部621彼此可以一部分或全部为不同的大小和形状。具体而言，发光元件1a～1c包含两相接的一第一边e1与一第二边e2。邻近第一边e1与第二边e2的第一电极垫61与第一边e1相隔一第一距离d1且与第二边d2相隔一第二距离d2，且第二距离d2大于第一距离d1。第二电极垫62与第一边e1相隔一第一间距S1且与第二边e2相隔一第二间距S2，且第二间距S2小于第二距离d2。第一间距S1可以与第二间距S2相同或是第一间距S1大于第二间距S2。

在发明的一实施例中，如图2A～图2C及图3A～图3D所示，当发光元件1a～1g为正方形时，多个第一电极垫61优选的位于发光元件1a～1g的对角线上，且位于不同对角线上的第一电极垫61数量相同。位于同一对角线上的两个第一电极垫61之间的距离为任一对角线长度的1/9～1/2，更佳为1/6～1/4。位于同一对角线上的两个第一电极垫61之间的距离D大于第一电极垫61与发光元件1a～1g的一角落之间的最短距离D’。

相较于图2A～图2C例示的第一电极41，图3A～图3D例示的第一电极41具有第一接合电极410与第一延伸电极411。图3A例示的多个第一电极41彼此互相分离且各具有相同的大小与形状。图3B～图3C分别例示多个第一电极41彼此互相分离，具有相似的大小或形状。图3D例示的多个第一电极41通过第一延伸电极411相连接为一整体而围绕半导体平台M。

如图3B～图3D所示，位于第一对角线上的两个第一延伸电极411之间的第一对角距离小于第二对角线上的两个第一延伸电极411之间的第二对角距离，因此位于第一对角线上的两个第二电极垫凹部620之间的距离小于第二对角线上的两个第二电极垫凹部620之间的距离。

图3A例示的第二电极垫62包含一对称形状，且包含多个第二电极垫凹部620以与多个第一延伸电极411形成一对一配置。图3B～图3D的第二电极垫62可包含一对称或非对称形状，且包含多个第二电极垫凹部620以与多个第一延伸电极411形成一对一配置。

如图3C～图3D所示，在发光元件1f～1g的俯视图下，多个第一电极41的第一延伸电极411沿第二电极40的外边及/或半导体平台M的边缘延伸。位于第一对角线上的第一延伸电极411包含一长度L大于自发光元件1的侧边向内侧延伸的第一延伸子电极411’所包含的一长度L’。具体而言，沿发光元件1的对角线方向并朝发光元件1的内侧延伸的第一半导体层露出部201p上的第一延伸电极411包含一第一长度，从半导体平台M的边缘向半导体平台M内侧凹陷的槽部201pt上的第一延伸子电极411’包含一第二长度，并且第一长度大于第二长度。

图4是本发明一实施例所揭示的一发光装置2的部分剖面图。于本发明的一实施例中，如图4所示，发光元件1，1a～1g的第一电极垫61及第二电极垫62形成于半导体叠层200的同一侧，形成为倒装芯片(flip chip)来将发光元件1，1a～1g安装到安装基板20上。安装基板20的上表面具有一配线图案，包含第一导体部210和第二导体部220，使图1例示的发光元件1、图2A～图2C例示的发光元件1a～1c、或图3A～图3D例示的发光元件1d～1g以倒装方式安装到安装基板20a上。

图5A是本发明一实施例所揭示的安装基板20a的俯视图。图5B是本发明一实施例所揭示的发光装置2a的俯视图。以图2A例示的发光元件1a为说明，位于安装基板20a上表面的第一导体部210和第二导体部220具有一配线图案以对应发光元件1a的第一电极垫61和第二电极垫62的图案。

图6A是本发明一实施例所揭示的安装基板20b的俯视图。图6B是本发明一实施例所揭示的发光装置2b的俯视图。以图2B例示的发光元件1b为例，图6B例示位于安装基板20b上的第一导体部210和第二导体部220具有一配线图案对应于发光元件1b的第一电极垫61和第二电极垫62的图案。

图7A是本发明一实施例所揭示的安装基板20c的俯视图。图7B是本发明一实施例所揭示的发光装置2c的俯视图。以图2C例示的发光元件1c为例，图7B例示位于安装基板20c上的第一导体部210和第二导体部220具有一配线图案对应于发光元件1c的第一电极垫61和第二电极垫62的图案。

安装基板20a，20b，20c各包含第一导体部210和第二导体部220，使发光元件1a，1b，1c分别以倒装方式安装到安装基板20a，20b，20c上。安装基板20a，20b，20c具有一基座1000以支撑第一导体部210和第二导体部220，以及电气绝缘第一导体部210和第二导体部220。优选地，安装基板20a，20b，20c可作为散热器(heat sink)，将发光元件1a，1b，1c产生的热量有效地传导到外界。为了此目的，安装基板20a，20b，20c的基座1000优选地由高导热材料构成，例如，基座1000的材料可以包含氮化铝，但不限于氮化铝，并且例如还可以包含蓝宝石或碳化硅。替代地，可以通过在硅基板的表面上形成电气绝缘层，或者通过在金属板的表面上形成由合适的材料构成的电气绝缘层来配置基座1000。金属板的材料优选地为展现优秀的导热性的金属。例如，铜(Cu)、铝(Al)、铁(Fe)、铝(Al)合金、金(Au)、或铁镍钴(Fe-Ni-Co)合金等可以用作金属板的材料。例如，SiO₂、Si₃N₄等可以用作在硅基板的表面上形成的电气绝缘层的材料。

第一导体部210和第二导体部220只要能够对发光元件1a，1b，1c供给电流即可，以在该领域通常使用的材料、厚度、形状等形成。具体而言，第一导体部210和第二导体部220例如可以由铜(Cu)、铝(Al)、金(Au)、银(Ag)、铂(Pt)、钛(Ti)、钨(W)、钯(Pd)、铁(Fe)、镍(Ni)等金属或包含它们的合金等形成。尤其是为了高效地提取来自发光元件1a，1b，1c的光，第一导体部210和第二导体部220的最表面以银或金等反射率高的材料进行覆盖。第一导体部210和第二导体部220可以通过电镀、非电解镀覆、蒸镀、溅射等来形成。例如，当发光元件1a，1b，1c的第一电极垫61和第二电极垫62的最表面由金(Au)形成时，优选的，第一导体部210和第二导体部220的最表面也为金(Au)。由此，可以提高发光元件1a，1b，1c与安装基板20a，20b，20c的接合性。

发光元件1a，1b，1c中的第一电极垫61和第二电极垫62与安装基板20a，20b，20c上的第一导体部210和第二导体部220可以使用超声波接合法进行接合。此外，可经由接合构件将第一电极垫61和第二电极垫62与安装基板20a，20b，20c上的第一导体部210和第二导体部220接合。接合构件可包含金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)等的凸块、含有银(Ag)、金(Au)、铜(Cu)、铂(Pt)、铝(Al)、钯(Pd)等金属粉末和树脂粘合剂的金属膏、锡-铋、锡-铜、锡-银、金-锡等的焊料、或低熔点金属等材料。

安装基板20a，20b，20c上的第一导体部210和第二导体部220具有一配线图案对应于发光元件1a，1b，1c的第一电极垫61和第二电极垫62位置及/或图案。安装基板20a，20b，20c上的第一导体部210包含多个第一导体延伸部2011以分别对应发光元件1a，1b，1c上的多个第一电极垫61。为与第一电极垫61相接，多个第一导体延伸部2011包含不同的长度与形状，且多个第一导体延伸部2011个包含一部分具有一形状相同或相似于第一电极垫61的一部分的形状。第二导体部220的一部分包含与第二电极垫62相同的形状以与第二电极垫62相接。第二导体部220包含多个第二导体凹部2020以分别容置多个第一导体延伸部2011，以及多个第二导体凸部2021分别对应图2A～图2C例示的第二电极垫凸部621设置。在俯视图中，第一导体部210与第二导体部220包含互补的形状，第一导体部210与第二导体部220的一整体大致为一矩形。

图8为依本发明一实施例的发光装置3的示意图。图9为依本发明一实施例的发光装置3的部分剖面图。发光装置3可以包括一或多个发光部300。具体而言，发光装置3包括发光部300、侧壁部310、及承载基板320，如图8所示。

如图9所示，发光部300包括图1的发光元件1、图2A～图2C、图3A～图3D例式的发光元件1a～1g，图4的发光装置2、图5B、图6B、或图7B例示的发光装置2a～2c，以及一波长转换部3001。波长转换部3001形成在发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c的上部。波长转换部3001可以比发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c的上表面大的面积来形成，也可以以覆盖至发光元件1，1a～1g或发光装置2，2a～2c的侧面的方式形成(图未示)。在另一实施例(图未示)，波长转换部3001可以以与发光元件1，1a～1g或发光装置2，2a～2c的上表面大致相同的面积来形成，使得发光元件1，1a～1g或发光装置2，2a～2c的侧面和波长转换部3001的侧面能够大致并排形成。在另一实施例(图未示)，波长转换部3001可以比发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c的上表面小的面积来形成，使得发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c的侧面突出于波长转换部3001的侧面。

波长转换部3001可以包括本领域技术人员所知的多个种类的荧光体，例如石榴石型荧光体、铝酸盐荧光体、硫化物荧光体、氮氧化合物荧光体、氮化物荧光体、氟化物系荧光体、硅酸盐荧光体等，可以对发光元件3001释放的光进行波长转换以释放白色光。在一实施例中，当前述的发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c释放具有蓝光频带的峰值波长的光的情况下，波长转换部3001可以包括能够释放具有比蓝光长的波长的峰值波长的光的荧光体(例如绿光、红光或者黄光)。

如图9所示，侧壁部310可以覆盖发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c的侧面，也可以覆盖波长转换部3001的侧面以保护发光部300。并且，侧壁部310具有反射光的作用。侧壁部310形成于发光元件1，1a～1g或发光装置2，2a～2c、或波长转换部3001的外廓侧面，从而能够将由发光部300释放的光向上部集中。当然可以不限定于此，可根据需要对侧壁部310的反射度或者光通过度等来调节由发光部300释放的光的发散角。侧壁部310可以包括绝缘性的聚合物物质或者陶瓷，进而还可以包括使光反射或者散射的填充材料。另外，侧壁部310由于可以具有光穿透性、光的半穿透性或者光的反射性，所以可以包括硅树脂、环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚氨酯树脂等这样的聚合物树脂。

如图9所示，承载基板320可以位于发光元件1，1a～1g，或发光装置2，2a～2c的底部，具有支撑发光部300和侧壁部310的作用。承载基板320可以是绝缘性基板或者导电性基板，并且也可以是包括导电性图案的印刷电路基板(PCB)。在承载基板320为绝缘性基板的情况下，承载基板320可以包括聚合物物质或者陶瓷物质，作为一例可以包括像氮化铝(AlN)这样导热性优异的陶瓷物质。

图10为依本发明一实施例的发光装置4的示意图。在一实施例中，发光装置4为用于汽车的LED灯泡，可以插接固定在汽车大灯总成的后壳上的安装通孔中。发光装置4包括用于近光灯发光的第一LED芯片4100或远光灯发光的第二LED芯片4200、长柱状的灯柱4300、驱动电源电路板4400、用于散热的散热鳍片(图未示)、用于散热的风扇(图未示)、用于罩护所述风扇的风扇罩(图未示)、用于与车载电池电连接的电源线(图未示)，设置于电源线末端的插头(图未示)。发光装置4中的第一LED芯片4100或第二LED芯片4200可以包含前述的发光元件1，1a～1g，发光装置2，2a～2c，发光装置3的任一个或多个。

图11为依本发明一实施例的发光装置5的示意图。在一实施例中，发光装置5可以为车用照明灯500，可以被应用在日行灯、头灯、尾灯、或方向灯。主照明灯510在车用照明灯500中可以是主发光灯，例如，在车用照明灯500被利用为车前灯的情况下，主照明灯510可以具有照亮车辆的前方的头灯的功能。组合照明灯520可以具有至少两种功能。例如，在车辆用照明灯被利用为车前灯的情况下，组合照明灯520可以执行日间行车灯(daytimerunning light；DRL)及方向指示灯的功能。主照明灯510或组合照明灯520可以包含前述的发光元件1，1a～1g，发光装置2，2a～2c，发光装置3或发光装置4的任一个或多个。

本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。

Claims (10)

1.一种发光元件，包含：

基板；

第一半导体层以及半导体平台，位于该第一半导体层上，该半导体平台包含第二半导体层，以及活性层位于该第一半导体层与该第二半导体层之间；

多个开口，穿过该半导体平台以露出该第一半导体层；

多个第一电极，位于该多个开口中的该第一半导体层上而未覆盖该半导体平台；

第二电极，位于该第二半导体层上而未覆盖位于多个开口中的该第一半导体层；

多个第一电极垫，仅位于该多个开口中的该第一半导体层上而未覆盖该半导体平台；以及

第二电极垫，位于该半导体平台上而未覆盖位于多个开口中的该第一半导体层，其中该多个第一电极垫的第一表面高于该第二电极垫的第二表面，且该第一表面与该第二表面之间包含阶差小于2μm。

2.如权利要求1所述的发光元件，其中由俯视观之，该第二电极垫包含多个第二电极垫凹部及多个第二电极垫凸部位于该半导体平台上。

3.如权利要求2所述的发光元件，其中各该多个第一电极垫配置于两相邻的该多个第二电极垫凸部之间，且该多个第一电极垫对应该多个第二电极垫凹部形成一对一配置。

4.如权利要求1所述的发光元件，其中该第二电极垫包含一面积大于该多个第一电极垫的总面积。

5.如权利要求4所述的发光元件，其中该多个第一电极各包含厚度大于该半导体平台的高度。

6.如权利要求4所述的发光元件，其中任两相邻的该多个第一电极垫包含距离大于150μm。

7.如权利要求1所述的发光元件，还包含绝缘层覆盖该多个第一电极及该第二电极，其中该绝缘层包含布拉格反射镜结构。

8.如权利要求1所述的发光元件，其中该多个第一电极位于该发光元件的两对角线上。

9.如权利要求1所述的发光元件，其中在该发光元件的俯视图下，该多个第一电极各包含第一延伸电极沿该第二电极的外边延伸。

10.如权利要求1所述的发光元件，其中该发光元件包含两相接的第一边与第二边，邻近该第一边与该第二边的该多个第一电极垫之一与该第一边相隔第一距离且与该第二边相隔第二距离，且该第二距离大于该第一距离。