CN100394624C - 发光二极管的结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种发光二极管的结构及其制造方法，其中该结构包括：永久基板，该永久基板具有第一表面；金属层，其位于该永久基板的该第一表面上，且该金属层可区分为第一区域与第二区域，且该第一区域视为第二电极；以及，晶粒，其位于该金属层的该第二区域上；其中，该晶粒包括至少包含堆叠的第一电极和发光区域，且该晶粒利用晶粒接合技术接合于该金属层的该第二区域上，使得该金属层与该发光区域形成电性连接。因此，本发明能克服基板吸光的问题，大幅提升发光效率，当芯片与基板进行熔合时的低温加工工艺，不会造成芯片的劣化，产品的合格率高且利于散热，更适于高功率发光二极管的应用。

Description

发光二极管的结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及发光二极管的结构及其制造方法，且特别涉及一种晶粒接合型(Chip Bonding)发光二极管的结构及其制造方法。

背景技术

请参考图1，其为公知磷化铝铟镓四元发光二极管(AlGaInP QuaternaryLight Emitting Diode)示意图。此四元发光二极管100的结构在n型掺杂砷化镓(n-doped GaAs)的基板(Substrate)102上成长出发光区域(Light EmittingRegion)110。此发光区域110包括成长于n型掺杂砷化镓基板(n-doped GaAs)102上的n型掺杂磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103，成长于n型掺杂磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103上的磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Activelayer)104，成长于磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Active layer)104上的p型掺杂磷化铝铟镓(p-doped AlGaInP)层105，成长于p型掺杂磷化铝铟镓(p-doped AlGaInP)层105上的p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层106。最后，在p型掺杂磷化镓(p-doped AlGaInP)层106上形成第一电极108以及在n型掺杂砷化镓(n-doped GaAs)基板102上形成第二电极109。一般来说，磷化铝铟镓作用层104可为双异质结构(Double heterostructure)的作用层或者是量子阱(Quantum Well)结构的作用层。

由于砷化镓基板102的能隙(Energy Gap)约为1.42eV，其吸收截止波长(Cut Off Wavelength)约为870nm，因此，当该四元发光二极管在外加偏压下，电子空穴注入于磷化铝铟镓发光层(AlGaInP Active layer)104所产生光波长小于870nm的光进入砷化镓基板102之后皆会被砷化镓基板102吸收，使得发光二极管的发光效率变差。

为了解决基板会吸收光能的问题，如美国专利5502316提出一种利用光学透明(Optically Transparent)基板来取代n型掺杂砷化镓基板(n-dopedGaAs)的方法。当图1的发光二极管的电极尚未形成之前，n型掺杂砷化镓基板102会先被蚀刻并移除。接着，提供光学透明基板122，例如，n型掺杂磷化镓(GaP)基板，玻璃(Glass)基板或者石英(Quartz)基板，在高温(约800～1000℃)之下利用芯片接合技术(Wafer Bonding Technology)将光学透明基板122接合于发光区域110上。如图2所示，当光学透明基板122导电(例如n型掺杂磷化镓基板)时，则将第一电极108形成于p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层106上以及第二电极111形成于n型掺杂磷化镓(n-doped GaP)基板122而第二电极仅覆盖部分的n型掺杂磷化镓(n-dopedGaP)基板122的表面，从而形成发光二极管120。如此以克服基板吸光的问题，大幅提升发光效率。

请参照图3(a)至图3(f)，其为该公知利用芯片接合技术制作发光二极管的流程示意图。如图3(a)所示，发光区域为磊晶于大面积的单一基板(Substrate)102上。也就是说，此基板102即为n型掺杂砷化镓基板(n-dopedGaAs)也就是暂时基板。经过磊晶成长过程之后，如图3(b)所示，在基板102上形成发光区域110；接着，如图3(c)所示，移除此基板102仅剩下发光区域110；接着，如图3(d)所示，提供永久基板122(PermanentSubstrate；例如透明基板)并于高温下进行芯片接合步骤，所谓芯片接合步骤即是将大面积的该发光区域110与该大面积的该永久基板122进行接合的步骤；接着，如图3(e)所示，在永久基板122与发光区域110上分别形成第一电极108与第二电极111；最后，如图3(f)所示，经过切割后形成多个独立的发光二极管。

众所周知，半导体材料在高温之下很容易劣化，也就是说，由于芯片接合技术必须长时间在高温之下进行，因此会造成发光区域110的劣化，使得加工工艺的元件特性或可靠性不佳。再者由于永久基板122与发光区域110大面积的进行接合，如果此时永久基板122或者发光区域110的表面不平整、或有微颗粒附着或者发光区域110的翘曲，都会在芯片接合步骤中造成失败，如此影响到加工工艺的合格率。最后，由于在去除暂时基板102与永久基板接合122前，发光区域110的机械强度由于少了暂时基板102的支撑，在加工工艺中容易碎裂，也影响了加工工艺的合格率。

另一种解决基板吸收光能的问题，如美国专利6967117专利提出一种利用反射层来将进入基板的光反射至基板外。如图4(a)所示，在暂时基板(Temporary Substrate)(例如n型掺杂砷化镓基板(n-doped GaAs)102)上形成发光区域110，此发光区域100可为依序堆叠的n型掺磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103、磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Active layer)104、p型掺杂磷化铝铟镓(p-doped AlGaInP)层105、以及p型掺杂磷化镓(p-dopedGaP)层106。接着，在发光区域110上依序形成缓冲层(Buffer Layer)145以及反射层(Reflective Layer)144。接着，如图4(b)所示，提供永久基板142并于其上形成扩散障碍层(Diffusion Barrier Layer)143。接着，在高温之下利用芯片接合技术将反射层144与扩散障碍层143接合。最后，移除暂时基板102，而在n型掺磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103上形成第一电极112以及在永久基板142上形成第二电极113，如图4(c)所示。由于反射层144可以有效地将光反射至永久基板142外，因此，可由此来提升发光二极管140的发光效率。

请参照图5(a)至图5(g)，其为该美国专利6967117利用芯片接合技术制作发光二极管的流程示意图。如图5(a)所示，发光区域为磊晶于大面积的单一基板(Substrate)102上。也就是说，此基板102即为n型掺杂砷化镓基板(n-doped GaAs)也就是暂时基板。经过磊晶成长过程之后，如图5(b)所示，在基板102上形成发光区域110，并在发光区域110上依序形成缓冲层145及反射层144；如图5(c)所示，提供永久基板142并在永久基板142上形成扩散障碍层143，而后如图5(d)所示，在高温下进行芯片接合步骤，将反射层144与扩散障碍层143接合，之后如图5(e)所示移除基板102，接着，如图5(f)所示，在发光区域110与永久基板142上分别形成第一电极112与第二电极113；如图5(g)所示，经过切割后形成多个独立的发光二极管。

或者，在图5(e)制作完成后，将部分的发光区域110蚀刻掉，并将第一电极112与第二电极113分别形成于未被蚀刻的发光区域110的n型掺磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103上与被蚀刻的发光区域110的p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层106。之后才进行切割形成多个如图6所示具有平面式电极的发光二极管。

上述的技术为先进行芯片接合步骤后，再移除暂时基板并制作电极，虽然解决美国专利5502316事先去除基板造成机械强度不足的问题，因第一与第二电极是在形成接合的芯片上制作，在过程中必须经过温度熔合(Alloy)的步骤，使得反射率下降，造成该发光二极管效率变差。尤其甚者，若先将部分的发光区域110移除之后再形成如图6平面式电极的发光二极管更会造成发光区域110面积较少且流经此类发光二极管的电流密度较不均匀，发光效率会较低。

另外，美国专利6221683提出另一种发光二极管的制作方法，如图7(a)所示，在暂时基板(Temporary Substrate)(例如n型掺杂砷化镓基板(n-dopedGaAs))上形成发光区域110，此发光区域100可为依序堆叠的n型掺磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103、磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Active layer)104、p型掺杂磷化铝铟镓(p-doped AlGaInP)层105、以及p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层106。接着，移除暂时基板，并在发光区域110上的n型掺磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层103上形成第一金属接触层(MetallicContact Layer)162。接着，如图7(b)所示，提供永久基板(PermanentSubstrate)166并在其上形成第二金属接触层164。接着，如7图(c)所示提供焊接层(Solder Layer)163于第一金属接触层162与第二金属接触层164之间并利用芯片接合技术进行第一金属接触层162与第二金属接触层164的熔合。最后，而第一电极170形成于p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层106上以及第二电极172形成于永久基板166上。再者，形成于p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层106的第一电极170以及形成于永久基板166第二电极172并不需要在最后的步骤中形成，而可以在先前的步骤中先行制作完成。

请参照图8(a)至图8(g)，其所示为美国专利6221683利用芯片接合技术制作发光二极管的流程示意图。如图8(a)所示，发光区域是磊晶于大面积的单一基板(Substrate)102上。也就是说，此基板102即为n型掺杂砷化镓基板(n-doped GaAs)也就是暂时基板。经过磊晶成长过程之后，如图8(b)所示，在基板102上形成发光区域110；接着，如图8(c)所示，移除此暂时基板102并于发光区域110上形成多个第一金属接触层162；接着，如图8(d)所示，提供永久基板166并于永久基板166上形成多个第二金属接触层164；接着如图8(e)图所示，在第一金属接触层162与第二金属接触层164之间提供焊接层(Solder Layer)163，并利用芯片接合技术进行第一金属接触层162与第二金属接触层164的熔合步骤；接着，如图8(f)所示，在发光区域110与永久基板166上分别形成第一电极170与第二电极172；最后，如图8(g)所示，在进行切割之后形成多个独立的发光二极管。

同理，上述发光二极管的加工工艺在去除暂时基板102与永久基板接合122前，发光区域110的机械强度由于少了暂时基板102的支撑，在加工工艺中容易碎裂，也影响了加工工艺的合格率。再者，因第一与第二电极是在芯片接合步骤完成之后才制作，在过程中必须经过温度熔合(Alloy)的步骤，使得该发光二极管效率变差。

发明内容

本发明的目的为提出一种晶粒接合型发光二极管，其具有截面积较大的永久基板，并具有最佳的发光效率。

本发明提出一种发光二极管的制造方法，包括下列步骤：

提供暂时基板；在该暂时基板上形成发光区域；在该发光区域的第一表面形成多个第一电极；移除该暂时基板；在该发光区域的第二表面依序形成多个欧姆接触点、反射层、阻绝层、粘贴层；切割该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层后形成多个晶粒，其中，每一晶粒皆具有至少一第一电极，以及部分的该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层；以及，提供永久基板，该永久基板的第一表面的截面积大于所述晶粒的截面积；在该永久基板的该第一表面上形成金属层且该金属层可区分为第一区域与第二区域且该第一区域视为第二电极；以及，利用晶粒接合技术将一个晶粒的该粘贴层接合于该金属层的该第二区域。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该永久基板为次粘着基板。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该次粘着基板为由氮化铝构成的陶瓷基板。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该暂时基板为n型掺杂砷化镓基板。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该发光区域包括：n型掺杂磷化铝铟镓层；成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或为量子阱结构的作用层。

再者，本发明提出一种发光二极管，包括：永久基板，该永久基板具有第一表面；金属层位于该永久基板的该第一表面上且该金属层可区分为第一区域与第二区域；而该金属层的该第一区域视为第二电极；以及，晶粒位于该金属层的该第二区域上；其中，该晶粒至少包括第一电极、发光区域，且该晶粒利用晶粒接合技术将该晶粒接合于该金属层的该第二区域上进行该发光区域与该金属层之间的电性连接。

根据所述的发光二极管，其中该永久基板为次粘着基板。

根据所述的发光二极管，其中该次粘着基板为由氮化铝所构成的陶瓷基板。

根据所述的发光二极管，其中该晶粒还包括形成于该发光区域上的多个欧姆接触点、覆盖所述欧姆接触点的反射层、覆盖该反射层的阻绝层、以及覆盖该阻绝层的粘贴层；其中，该粘贴层于该第二区域上与该金属层接合。

根据所述的发光二极管，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

根据所述的发光二极管，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

根据所述的发光二极管，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

根据所述的发光二极管，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

根据所述的发光二极管，其中该发光区域包括：n型掺杂磷化铝铟镓层；成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

根据所述的发光二极管，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或者是量子阱结构的作用层。

本发明还提供一种发光二极管的制造方法，包括下列步骤：提供暂时基板；在该暂时基板上形成发光区域；在该发光区域的第一表面形成多个第一电极；移除该暂时基板；在该发光区域的第二表面依序形成多个欧姆接触点、反射层、阻绝层、粘贴层；切割该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层后形成多个晶粒，其中，每一该晶粒皆具有至少一第一电极，以及部分的该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层；提供金属永久基板，该金属永久基板的第一表面的截面积大于所述晶粒的截面积且该第一表面可区分为第一区域与第二区域而该第一区域视为第二电极；以及利用晶粒接合技术将一个晶粒的该粘贴层接合于该第二区域。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该暂时基板为n型掺杂砷化镓基板。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该发光区域包括：n型掺杂磷化铝铟镓层；成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

根据所述的发光二极管的制造方法，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或者是量子阱结构的作用层。

本发明还提供一种发光二极管，包括：金属永久基板，该金属永久基板具有第一表面且该第一表面可区分为第一区域与第二区域，而该第一区域视为第二电极；以及晶粒位于该金属永久基板的该第二区域上；其中，该晶粒至少包括堆叠的第一电极、发光区域，且该晶粒利用晶粒接合技术接合于该金属永久基板的该第二区域上使得该金属永久基板与该发光区域形成电性连接。

根据所述的发光二极管，其中该晶粒还包括多个形成于该发光区域上的欧姆接触点、覆盖所述欧姆接触点的反射层、覆盖该反射层的阻绝层、与覆盖该阻绝层的粘贴层；其中，该粘贴层在该第二区域上与该金属永久基板接合。

根据所述的发光二极管，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

根据所述的发光二极管，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

根据所述的发光二极管，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

根据所述的发光二极管，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

根据所述的发光二极管，其中该发光区域包括：n型掺杂磷化铝铟镓层；成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

根据所述的发光二极管，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或者是量子阱结构的作用层。

综上所述，所述的永久基板为次粘着基板且该次粘着基板为由高导热的绝缘基板或高导热的金属基板所构成，如氮化铝基板或者为铜金属基板；所述欧姆接触点的材料包括锗金合金；该反射层的材料包括具有高反射率的金属如金、铝、或者银或者为金属氧化层与具有高反射率金属的组合，该金属氧化层可因其与发光二极管材料折射率的不同而设计出具有反射膜的作用，另外也防止高反射率的金属与发光二极管材料相互扩散造成反射率下降；该阻绝层的材料包括白金、镍、铟锡氧化层或钨等；粘贴层的材料包括锡、锡金、锡银、锡铟、或者金铟；以及，该暂时基板为n型掺杂砷化镓基板。

因此，本发明的优点为提供反射层用以将入射进入永久基板的光线反射离开永久基板。再者，本发明芯片与基板进行熔合时为低温加工工艺，不会造成芯片的劣化。再者，本发明利用芯片个别的接合于永久基板的金属层上，由于芯片的长宽与芯片的厚度相当，所以在加工工艺中不会因机械强度不够而造成碎裂，相对公知芯片接合技术所发生的晶片(wafer)碎裂的现象，造成合格率低的问题。并且，当发光区域在去除砷化镓暂时基板后因机械强度不足造成破片时，仍可继续后续切割加工工艺到芯片完成为止，因此可以将芯片的损失降到最低。因此，本发明发光二极管于芯片接合的加工工艺中其合格率(Yield)几乎可到达100％。再者也可以将发光区域产生的光反射用以增加发光二极管的亮度。另外，由于使用比芯片较大面积的高导热的次粘着基板，有利于散热，更适于高功率发光二极管的应用。

附图说明

图1为公知磷化铝铟镓四元发光二极管示意图；

图2为公知另一磷化铝铟镓四元发光二极管示意图；

图3(a)至图3(f)为该公知利用芯片接合技术制作发光二极管的流程示意图；

图4(a)至图4(c)所示为公知具有反射层的发光二极管加工工艺示意图；

图5(a)至图5(g)所示为利用芯片接合技术制作具有反射层的发光二极管的流程示意图；

图6为公知另一种具有反射层的发光二极管示意图；

图7(a)至图7(c)所示为公知具有焊接层的发光二极管加工工艺示意图；

图8(a)至图8(g)所示为利用芯片接合技术制作具有焊接层的发光二极管的流程示意图；

图9为本发明晶粒接合型发光二极管结构示意图；

图10(a)至图10(f)所示为本发明利用晶粒接合技术制作的发光二极管流程示意图；以及

图11为本发明发光二极管的金属层视为另一反射层。

其中，附图标记说明如下：

100、120公知发光二极管    102n型掺杂砷化镓基板

103n型掺杂磷化铝铟镓层    104磷化铝铟镓作用层

105p型掺杂磷化铝铟镓层    106p型掺杂磷化镓

108、112、170一电极      109、111、113、172第二电极

110发光区域              122n型掺杂磷化镓基板

142、166永久基板         143扩散障碍层

144反射层                145缓冲层

162第一金属接触层        163焊接层

164第二金属接触层        500本发明发光二极管

508第一电极              510发光区域

520欧姆接触点            522反射层

524阻绝层                526粘贴层

528金属层                530次粘着基板

550晶粒

具体实施方式

针对上述缺点，本发明提出晶粒接合型(Chip Bonding)发光二极管来解决公知的利用芯片接合技术所制造的发光二极管的缺点。请参照图9，其所示为本发明晶粒接合型发光二极管结构示意图。此晶粒接合型发光二极管500结构包括第一电极508、发光区域510、欧姆接触点(Ohmic Contact Dot)520、反射层522、阻绝层(Barrier Layer)524、粘贴层(Eutectic Layer)526、视为第二电极的金属层(Metal Layer)528、以及次粘着基板(Submount)530。其中，第一电极508、发光区域510、欧姆接触点(Ohmic Contact Dot)520、反射层522、阻绝层(Barrier Layer)524、粘贴层526视为晶粒(Chip)550，且第一电极508与金属层528配置成为平面电极，而次粘着基板530视为永久基板，再者，金属层528与次粘着基板530的截面积大于发光区域510的截面积。

为了能够形成平面电极的配置且不影响发光二极管的发光效率，本发明另行提供截面积较大的次粘着基板530，并将切割完成的晶粒放置于次粘着基板上进行熔合。其加工工艺步骤描述如下：

如图10(a)所示，首先，提供n型掺杂砷化镓芯片作为基板，而在n型掺杂砷化镓(n-doped GaAs)的基板(Substrate)502上成长出发光区域(LightEmitting Region)510，并于发光区域510的侧形成第一电极508。此发光区域510至少包括成长于n型掺杂砷化镓基板(n-doped GaAs)上的n型掺杂磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层，成长于n型掺杂磷化铝铟镓(n-dopedAlGaInP)层上的磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Active layer)，成长于磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Active layer)上的p型掺杂磷化铝铟镓(p-dopedAlGaInP)层，成长于p型掺杂磷化铝铟镓(p-doped AlGaInP)层上的p型掺杂磷化镓(p-doped GaP)层。一般来说，磷化铝铟镓作用层(AlGaInP Activelayer)可为双异质结构(Double heterostructure)的作用层或者是量子阱(Quantum Well)结构的作用层。当然，依据不同结构的发光二极管，发光区域510可以有各种不同的组合，本发明并不限定于发光区域实际的结构。

如图10(b)所示，将n型掺杂砷化镓(n-doped GaAs)的基板(Substrate)移除之后，在发光区域510的n型掺杂磷化铝铟镓(n-doped AlGaInP)层上依序形成多个欧姆接触点520、反射层522、阻绝层524、粘贴层526。根据本发明的实施例，欧姆接触点520的材料为锗金合金(Ge/Au)；反射层522材料可为金(Au)、铝(Al)、或者银(Ag)等高反射率的金属或者为金属氧化层与具有高反射率金属的组合，其中，该金属氧化层可因其与发光二极管材料折射率的不同而设计出具有反射膜的作用，另外也防止高反射率的金属与发光二极管材料相互扩散造成反射率下降；阻绝层524可为白金(Pt)、镍(Ni)、钨(W)或者铟锡氧化层(Indium Tin Oxide Layer)等稳定性高以及熔点高的金属；粘贴层526材料可为锡(Sn)、锡金(AuSn)、锡铟(SnIn)、金铟(AuIn)、或者锡银(PbAg)等金属其可于300℃左右形成共熔状态。

如图10(c)所示，将上述完成的结构进行切割，形成多个单独的晶粒550。

如图10(d)所示，提供大面积的次粘着基板530，而在次粘着基板530上形成金属层528。接着，如图10(e)所示，将切割完成的多个晶粒550于温度300℃之下时进行熔合步骤，将晶粒550的粘贴层熔合于大面积的金属层528上。最后，如图10(f)所示，将大面积的次粘着基板530与金属层528的切割步骤，形成多个独立的发光二极管。

由于切割完成的次粘着基板530以及金属层528提供截面积大于发光区域510的次粘着基板530，并在次粘着基板530上形成金属层528。由于金属层528的截面积大于晶粒发光区域5510的截面积，因此，后续晶粒550与次粘着基板530熔合后，未被晶粒550所覆盖的区域视为第一区域，此第一区域可作为第二电极用于后续的连线，而被晶粒550所覆盖的区域视为第二区域也就是进行熔合的区域。也就是说，该金属层528的第一区域上的金属即视为第二电极，而该金属层528的第二区域可以与晶粒550进行接合使金属层528与晶粒550中的发光区域510进行电性连接。

再者，本发明也可以先进行次粘着基板与金属层的切割步骤，并将单独的一个晶粒熔合于切割完成的次粘着基板与金属层上，并完成本发明的发光二极管，其具有金属层528的截面积大于晶粒550的截面积的特征。

根据本发明的实施例，金属层的材料为金(Au)、铝(Al)、银(Ag)等金属、或者上述金属的组合。次粘着基板视为永久基板，其材料可为高导热的绝缘基板例如氮化铝(AlN)基板。

最后，将晶粒550与次粘着基板530于温度300℃之下时进行熔合使得金属层528与发光区域510进行电性连接，并进而完成如图8所示的晶粒接合型发光二极管。

再者，本发明的永久基板也可以直接以高导热的金属永久基板来取代，也就是说，金属永久基板上并不需要再形成金属层，而直接将截面积较小的晶粒接合于金属永久基板上。而金属永久基板可为铜金属基板。

再者，本发明的优点为提供反射层用以将入射进入永久基板的光线反射离开永久基板。再者，本发明晶粒与基板进行熔合时为低温加工工艺，如以锡金比例为二十比八十(Sn20Au80)时其加工工艺温度会在300℃以下，并不会造成晶粒的劣化。

再者，本发明利用晶粒个别的接合于永久基板的金属层上，由于晶粒的长宽与晶粒的厚度相当，所以在加工工艺中不会因机械强度不够而造成碎裂，相对公知芯片接合技术所发生的晶片(wafer)碎裂的现象，造成合格率低的问题。并且，当发光区域在去除砷化镓暂时基板后因机械强度不足造成破片时，仍可继续后续切割加工工艺到晶粒完成为止，因此可以将晶粒的损失降到最低。因此，本发明发光二极管于晶粒接合的加工工艺中其合格率(Yield)几乎可到达100％。再者，如图11所示，由于永久基板530金属层528截面积皆大于晶粒550的截面积，因此除了晶粒550内有反射层522可以反射发光区域510所产生的光之外，此金属层528也可以视为另一个反射层，也可以将发光区域产生的光反射用以增加发光二极管的亮度。另外，由于使用比晶粒较大面积的高导热的次粘着基板，有利于散热，更适于高功率发光二极管的应用。

综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (36)

1.一种发光二极管的制造方法，包括下列步骤：

提供暂时基板；

在该暂时基板上形成发光区域；

在该发光区域的第一表面形成多个第一电极；

移除该暂时基板；

在该发光区域的第二表面依序形成多个欧姆接触点、反射层、阻绝层、粘贴层；

切割该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层后形成多个晶粒，其中，每一晶粒皆具有至少一第一电极，以及部分的该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层；

提供永久基板，该永久基板的第一表面的截面积大于所述晶粒的截面积；

在该永久基板的该第一表面上形成金属层且该金属层区分为第一区域与第二区域且该第一区域视为第二电极；以及

利用晶粒接合技术将一个晶粒的该粘贴层接合于该金属层的该第二区域。

2.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该永久基板为次粘着基板。

3.根据权利要求2所述的发光二极管的制造方法，其中该次粘着基板为由氮化铝构成的陶瓷基板。

4.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

5.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

6.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

7.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

8.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该暂时基板为n型掺杂砷化镓基板。

9.根据权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其中该发光区域包括：

n型掺杂磷化铝铟镓层；

成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；

成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及

成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

10.根据权利要求9所述的发光二极管的制造方法，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或为量子阱结构的作用层。

11.一种发光二极管，包括：

永久基板，该永久基板具有第一表面；

金属层，位于该永久基板的该第一表面上，且该金属层区分为第一区域与第二区域，且该第一区域视为第二电极；以及

晶粒，位于该金属层的该第二区域上；

其中，该晶粒至少包括堆叠的第一电极、发光区域，且该晶粒利用晶粒接合技术接合于该金属层的该第二区域上使得该金属层与该发光区域形成电性连接。

12.根据权利要求11所述的发光二极管，其中该永久基板为次粘着基板。

13.根据权利要求12所述的发光二极管，其中该次粘着基板为由氮化铝所构成的陶瓷基板。

14.根据权利要求11所述的发光二极管，其中该晶粒还包括形成于该发光区域上的多个欧姆接触点、覆盖所述欧姆接触点的反射层、覆盖该反射层的阻绝层、以及覆盖该阻绝层的粘贴层；其中，该粘贴层于该第二区域上与该金属层接合。

15.根据权利要求14所述的发光二极管，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

16.根据权利要求14所述的发光二极管，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

17.根据权利要求14所述的发光二极管，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

18.根据权利要求14所述的发光二极管，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

19.根据权利要求11所述的发光二极管，其中该发光区域包括：

n型掺杂磷化铝铟镓层；

成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；

成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及

成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

20.根据权利要求19所述的发光二极管，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或者是量子阱结构的作用层。

21.一种发光二极管的制造方法，包括下列步骤：

提供暂时基板；

在该暂时基板上形成发光区域；

在该发光区域的第一表面形成多个第一电极；

移除该暂时基板；

在该发光区域的第二表面依序形成多个欧姆接触点、反射层、阻绝层、粘贴层；

切割该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层后形成多个晶粒，其中，每一晶粒皆具有至少一第一电极，以及部分的该发光区域、所述欧姆接触点、该反射层、该阻绝层、与该粘贴层；

提供金属永久基板，该金属永久基板的第一表面的截面积大于所述晶粒的截面积且该第一表面区分为第一区域与第二区域而该第一区域视为第二电极；以及

利用晶粒接合技术将一个晶粒的该粘贴层接合于该第二区域。

22.根据权利要求21所述的发光二极管的制造方法，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

23.根据权利要求21所述的发光二极管的制造方法，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

24.根据权利要求21所述的发光二极管的制造方法，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

25.根据权利要求21所述的发光二极管的制造方法，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

26.根据权利要求21所述的发光二极管的制造方法，其中该暂时基板为n型掺杂砷化镓基板。

27.根据权利要求21所述的发光二极管的制造方法，其中该发光区域包括：

n型掺杂磷化铝铟镓层；

成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；

成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及

成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

28.根据权利要求27所述的发光二极管的制造方法，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或者是量子阱结构的作用层。

29.一种发光二极管，包括：

金属永久基板，该金属永久基板具有第一表面且该第一表面区分为第一区域与第二区域，而该第一区域视为第二电极；以及

晶粒，其位于该金属永久基板的该第二区域上；

其中，该晶粒至少包括堆叠的第一电极、发光区域，且该晶粒利用晶粒接合技术接合于该金属永久基板的该第二区域上使得该金属永久基板与该发光区域形成电性连接。

30.根据权利要求29所述的发光二极管，其中该晶粒还包括多个形成于该发光区域上的欧姆接触点、覆盖所述欧姆接触点的反射层、覆盖该反射层的阻绝层、与覆盖该阻绝层的粘贴层；其中，该粘贴层在该第二区域上与该金属永久基板接合。

31.根据权利要求30所述的发光二极管，其中所述欧姆接触点的材料包括锗金合金。

32.根据权利要求30所述的发光二极管，其中该反射层的材料包括金、铝、或者银。

33.根据权利要求30所述的发光二极管，其中该阻绝层的材料包括白金、钨、镍、或者铟锡氧化层。

34.根据权利要求30所述的发光二极管，其中该粘贴层的材料包括锡金、或者锡银。

35.根据权利要求29所述的发光二极管，其中该发光区域包括：

n型掺杂磷化铝铟镓层；

成长于该n型掺杂磷化铝铟镓层上的磷化铝铟镓作用层；

成长于该磷化铝铟镓作用层上的p型掺杂磷化铝铟镓层；以及

成长于该p型掺杂磷化铝铟镓层上的p型掺杂磷化镓层。

36.根据权利要求35所述的发光二极管，其中该磷化铝铟镓作用层为双异质结构的作用层或者是量子阱结构的作用层。

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