CN101728322B

CN101728322B - 制造发光元件阵列的方法

Info

Publication number: CN101728322B
Application number: CN2008101694391A
Authority: CN
Inventors: 刘宗宪; 陈昭兴; 郭政达
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2008-10-22
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2012-03-21
Anticipated expiration: 2028-10-22
Also published as: CN101728322A

Abstract

本发明公开了一种制造发光元件阵列的方法，包含形成发光叠层于基板之上；移除部分发光叠层以形成至少一沟槽，并将发光叠层划分成第一发光元件与第二发光元件；移除部分第一发光元件与第二发光元件的第二半导体层与发光层，以暴露部分第一发光元件与第二发光元件的第一半导体层；形成第二电极于第二半导体层之上，与第一电极于暴露的第一半导体层之上；形成绝缘层于发光叠层与沟槽之上，绝缘层封闭沟槽以于沟槽之中形成至少一空洞；以及形成电连接线电连接第一发光元件的第一电极与第二发光元件的第二电极。

Description

制造发光元件阵列的方法

技术领域

本发明涉及一种发光元件阵列的制造方法，特别是涉及一种具有绝缘层封闭沟槽的发光元件阵列。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode；LED)是一种固态物理半导体元件，发光二极管阵列(LED Array)具有多个LED，依需求做适当的串联或并联。在串联或并联前，需要先形成沟槽以区隔各个LED，接着在沟槽及LED之间形成绝缘层以电绝缘各个LED，再形成电连接线在绝缘层之上并电连接各个LED的电极，以达成串联或并联。然而由于沟槽的尺寸影响，例如沟槽的深度太深，导致在沟槽的侧壁上形成电连接线时会出现断线或电连接不良的现象。已知的解决方法是采用增加电连接线的厚度以填满沟槽或是完整地覆盖在沟槽侧壁上，以达到良好的电连接；但是增加电连接线的厚度也同时增加生产的成本。

发明内容

一种制造发光元件阵列的方法，包含提供基板；形成发光叠层于基板之上，其中发光叠层包含第一半导体层，位于基板之上；发光层，位于第一半导体层之上；及第二半导体层，位于发光层之上。移除部分发光叠层以形成至少一沟槽，其中沟槽曝露部分基板，并将发光叠层划分成第一发光元件与第二发光元件。移除部分第一发光元件的第二半导体层与发光层与第二发光元件的第二半导体层与发光层，以曝露部分第一发光元件的第一半导体层与第二发光元件的第一半导体层。接着形成第二电极于第二半导体层之上，与第一电极于暴露的第一半导体层之上。形成绝缘层于发光叠层与沟槽之上，绝缘层大致封闭沟槽以于沟槽之中形成至少一空洞，并暴露第一电极与第二电极。形成电连接线电连接第一发光元件的第一电极与第二发光元件的第二电极。

一种发光元件阵列，包含基板；第一发光元件，位于基板之上；第二发光元件，位于基板之上；至少一沟槽，分隔第一发光元件与第二发光元件；以及绝缘层，大致封闭沟槽以形成至少一空洞于沟槽之中。

附图说明

图1为显示依据本发明实施例的发光元件阵列的制造流程剖面图。

图2为显示依据本发明实施例的沟槽的剖面图。

图3为显示依据本发明另一实施例的沟槽的剖面图。

图4为显示依据本发明另一实施例的沟槽的剖面图。

图5为显示利用本发明实施例的发光元件阵列组成的光源产生装置的示意图。

图6为显示利用本发明实施例的发光元件阵列组成的背光模块的示意图。

附图标记说明

1：发光元件阵列 10：基板

12：发光叠层 122：第一半导体层

124：发光层 126：第二半导体层

14：沟槽 142、144、146：空洞

16：绝缘层 15：第一电极

17：第二电极 11：第一发光元件

13：第二发光元件 2：光源产生装置

21：光源 22：电源供应系统

23：控制元件 3：背光模块

31：光学元件 18：电连接线

w：宽度 t：厚度

具体实施方式

如图1所示，提供发光二极管1的晶片，包含基板10；发光叠层12，形成于基板10之上，其中发光叠层12至少包含第一半导体层122、活性层124与第二半导体层126。移除部分发光叠层12以形成沟槽14，其中沟槽14曝露部分基板10，并将发光叠层12分隔成第一发光元件11与第二发光元件13，移除的方式包含但不限于蚀刻。移除部分第一发光元件11与第二发光元件13的第二半导体层126与发光层124以曝露部分第一半导体层122，其中移除的方式包含但不限于感应耦合式等离子体蚀刻(InductivelyCoupled Plasma；ICP)。此时沟槽14两侧的第一半导体层122的上表面约略在同一水平面，即第一发光元件11的第一半导体层122的上表面与基板10的距离与第二发光元件13的第一半导体层122的上表面与基板10的距离大约相同，亦或是沟槽14两侧侧壁的高度约略相等。然后形成第一电极15在第一半导体层122的上表面，与第二电极17在第二半导体层126的上表面。接着形成绝缘层16于沟槽14、第一发光元件11与第二发光元件13之上，但裸露出第一电极15与第二电极17，其中绝缘层16的形成方式包含但不限于电子束蒸镀法(E-Gun)、溅镀法(Sputtering)或等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)。最后形成电连接线18于绝缘层16之上，以电连接第一发光元件11的第一电极15与第二发光元件13的第二电极17，其中电连接线18的形成方式包含蒸镀、化学镀或电镀，例如物理气相沉积法(PVD)，化学气相沉积法(CVD)，有机金属化学气相沉积法(MOCVD)，电子束蒸镀法(E-Gun)或等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)。如图2所示，绝缘层16大致封闭沟槽14以形成空洞142于沟槽14之中，其中沟槽14的宽度w不大于第一半导体层122上的绝缘层16的厚度t的两倍。绝缘层在形成时具有侧向成长的特性，换言之，绝缘层材料在水平方向的成长速率大于垂直方向的成长速率，使绝缘层16于形成时可大致封闭沟槽14，防止电连接线18形成于沟槽14的侧壁上，避免断线或电连接不良。

基板10的材料包含但不限于铜(Cu)、钨(W)、氮化铝(AlN)、金属基复合材料(Metal Matrix Composite；MMC)、陶瓷基复合材料(Ceramic MatrixComposite；CMC)、碳化硅(SiC)、铝(Al)、硅(Si)、钻石(Diamond)、砷化镓铝(AlGaAs)、磷化镓(GaP)、氮化铝(AlN)、氧化锂铝(LiAlO₂)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、磷化铟(InP)、氮化铝(AlN)、蓝宝石(Sapphire)、玻璃(Glass)，其他透明材料或此等材料的组合。基板10的材料优选为电绝缘材料，若为导电材料，电绝缘层(未显示)形成于基板10与发光叠层12之间以电绝缘第一发光元件11与第二发光元件13。

发光叠层12的材料包含但不限于一种或一种以上的物质，如镓(Ga)、铝(Al)、铟(In)、砷(As)、磷(P)、氮(N)或硅(Si)。绝缘层16的材料为电绝缘材料，例如聚酰亚胺(PI)、过氟环丁烷(PFCB)、旋涂玻璃、Su8、苯并环丁烯(BCB)、环氧树脂(Epoxy)、丙烯酸树脂(Acrylic Resin)、环烯烃聚合物(COC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸二乙酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(FluorocarbonPolymer)、硅胶(Silicone)、玻璃、氧化铝(Al₂O₃)、氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO₂)、氧化钛(TiO₂)、上述材料的组合或其他透明绝缘材料。电连接线18的材料为导电材料，例如金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)或上述材料的组合。

如图3与图4所示，沟槽14可包含多个次沟槽，被绝缘层16覆盖且大致封闭其开口以形成多个空洞142、144和146，其中每个次沟槽的宽度w不大于两倍第一半导体层122上的绝缘层16的厚度t。

图5绘示出光源产生装置示意图。光源产生装置2可以是照明装置，例如路灯、车灯、或室内照明光源，也可以是交通号志、或平面显示器中背光模块的背光光源。光源产生装置2包含光源21，可为本发明任一实施例中的发光元件阵列、电源供应系统22以供应光源21电流、以及控制元件23，用以控制电源供应系统22。

图6绘示出背光模块剖面示意图。背光模块3包含前述实施例中的光源产生装置2，以及光学元件31。光学元件31可将由光源产生装置2发出的光加以处理，以应用于平面显示器，例如散射光源产生装置2所发的光。

惟上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域一般技术人员均可在不违背本发明的技术原理及精神的情况下，对上述实施例进行修改及变化。因此本发明的权利保护范围如后述的权利要求所列。

Claims

1.一种制造发光元件阵列的方法，包含：

提供基板；

形成发光叠层于该基板之上，其中该发光叠层包含：

第一半导体层，位于该基板之上；

发光层，位于该第一半导体层之上；及

第二半导体层，位于该发光层之上；

移除部分该发光叠层以形成至少一沟槽，其中该沟槽曝露部分该基板，并将该发光叠层分隔成至少一第一发光元件与第二发光元件；

移除部分该第一发光元件的该第二半导体层与该发光层与该第二发光元件的该第二半导体层与该发光层以曝露部分该第一发光元件的该第一半导体层与该第二发光元件的该第一半导体层；

于各该第二半导体层之上形成第二电极；

于各该暴露的第一半导体层之上形成第一电极；以及

形成绝缘层于该发光叠层与该沟槽之上，该绝缘层封闭该沟槽以于该沟槽之中形成至少一空洞。

2.如权利要求1所述的制造发光元件阵列的方法，其中该发光叠层的材料包含一种或一种以上的物质选自镓、铝、铟、砷、磷、氮与硅所构成的群组。

3.如权利要求1所述的制造发光元件阵列的方法，其中该沟槽的宽度不大于两倍的该第一半导体层上的该绝缘层厚度。

4.如权利要求1所述的制造发光元件阵列的方法，其中该沟槽包含多个次沟槽。

5.如权利要求4所述的制造发光元件阵列的方法，其中任一该多个次沟槽的宽度不大于两倍的该第一半导体层上的该绝缘层厚度。

6.如权利要求1所述的制造发光元件阵列的方法，其中形成该绝缘层的方法是选自电子束蒸镀法、溅镀法与等离子体增强化学气相沉积法所构成的群组。

7.如权利要求1所述的制造发光元件阵列的方法，在形成该绝缘层于该发光叠层与该沟槽之上之后，还包含形成电连接线电连接该第一发光元件的第一电极与该第二发光元件的第二电极。

8.如权利要求7所述的制造发光元件阵列的方法，其中形成该电连接线的方法是选自物理气相沉积法、化学气相沉积法、化学镀、电镀所构成的群组。

9.如权利要求8所述的制造发光元件阵列的方法，其中该化学气相沉积法为有机金属化学气相沉积法和等离子体增强化学气相沉积法。

10.如权利要求8所述的制造发光元件阵列的方法，其中该物理气相沉积法为电子束蒸镀法。

11.一种发光元件阵列，包含：

基板；

第一发光元件，位于该基板之上；

第二发光元件，位于该基板之上；

至少一沟槽，分隔该第一发光元件与该第二发光元件；以及

绝缘层，封闭该沟槽以形成至少一空洞于该沟槽之中。

12.如权利要求11所述的发光元件阵列，其中该第一发光元件或该第二发光元件包含发光叠层，位于该基板之上，其中该发光叠层包含：

第一半导体层，位于该基板之上；

发光层，位于该第一半导体层之上；以及

第二半导体层，位于该发光层之上。

13.如权利要求12所述的发光元件阵列，其中该沟槽两侧的所述第一半导体层的上表面位在同一水平面。

14.如权利要求12所述的发光元件阵列，其中该发光叠层的材料包含一种或一种以上的物质选自镓、铝、铟、砷、磷、氮与硅所构成的群组。

15.如权利要求11所述的发光元件阵列，其中该沟槽宽度不大于两倍的该第一半导体层上的该绝缘层厚度。

16.如权利要求11所述的发光元件阵列，其中该沟槽包含多个次沟槽。

17.如权利要求16所述的发光元件阵列，其中任一该多个次沟槽的宽度不大于两倍的该第一半导体层上的该绝缘层厚度。

18.如权利要求11所述的发光元件阵列，还包含电连接线，位于该绝缘层之上，电连接该第一发光元件的第一电极与该第二发光元件的第二电极。