技術名稱：具反射鏡面與散熱功能基板之高效率發光二極體
技術形式：中華民國專利（5件），美國專利（4件）
授權形式：專利授權；技術移轉
技術來源：國立大學
應用產業：光電產業；半導體產業；LED
技術描述：
近年來隨著磊晶技術之精進，生長高品質的雙異質結構或量子井結構之LED其內部量子效率已可達99%。在紅、黃、綠可見光LED之材料主要仍以AlGaInP材料為主，其晶格常數幾乎與GaAs基板匹配，但是GaAs基板的能隙低於這些材料的能隙，且LED所發出的光為等向性光源，幾乎有一半的光會進入GaAs基板而被吸收。此外，就LED結構若無適當電流分佈，光亦會被本身材料所吸收，更重要的是光從高折射率的半導體傳至外為低折射率的空氣(n=1)，大部分都被全反射，此些皆大大降低LED之外部量子效率，使其低到只有幾個百分比。
為解決以上之缺點，吾人近幾年來創新研發出另一種高亮度LED製程─即結合反射鏡與晶片黏貼技術之概念，將一具反射鏡之基板，利用自行研發之工具進行晶片黏貼，以低溫（350~450�aC）、短時間（15~30 min）熱處理，黏貼至LED磊晶膜上，而後再將會吸光之GaAs基板去除。反射鏡材料選擇為廣泛應用於LED之P型歐姆接觸材料AuBe或AuZn合金，由於AuBe或AuZn合金低蒸氣壓、高融點、高表面原子擴散速率，因此其於此製程中不僅完成歐姆接觸，且當作LED與永久基板之附著層，更重要的是其能當作反射鏡之功能，經具體驗證後其亮度較具GaAs吸光基板來的顯著改善，又由於低溫、短時間熱處理，LED電特性仍可保有原先黏貼前LED一樣之電性。於永久基板之選擇,早期係選用價格便宜之玻璃基板，雖然具鏡面之玻璃基板可大幅改進LED元件特性，於高電流工作時卻又發現存在散熱不良之現象；有鑑於此，吾人嘗試以矽基板來當作永久基板，由於矽基板之熱導係數為原先砷化鎵基板之3倍，是散熱很好之永久基板，經晶片黏貼技術之研發，克服矽基板與LED材料熱膨脹係數不同而引發之熱應力之問題，目前已可成功製作出高反射率且散熱良好之超高亮度LED。
此些技術之最大貢獻即於價格便宜之玻璃或矽基板上鍍上適當之金屬反射鏡，配合低溫、短時間熱處理之晶片黏貼技術，將LED黏貼至反射鏡上，再將原先吸光之GaAs基板去除，可製作成垂直元件（打單線，磊晶膜面積可有效利用）或平面電極之元件（打雙線），即可達高亮度（以玻璃為永久基板）或超高亮度（以矽晶片為永久基板）發光二極體之目的，開發出另一種簡易、低價位、且成功率高之高亮度發光二極體之製程；目前已成功研發2吋與3吋晶片黏貼用之系統，且開發2吋與3吋晶圓之晶片黏貼技術以製作具鏡面基板之高效率發光二極體，晶片黏貼率皆可達90%以上(圖一與圖二)此技術目前具備量產之能力。利用此些技術可製作大面積、高功率之高亮度元件，發光元件亮度達200流明 (2.5 mm �e 2.5 mm, 1安培)、最高出光效率可達27 lm/W (626 nm)。此些技術亦可應用於藍/白光大面積LED，可取代既有白熾光燈及日光燈等照明用產業。(1214字)
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