CN102956784A - 发光二极管结构及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种发光二极管结构及其制造方法。发光二极管结构包含绝缘基板、发光结构、第一电性电极垫、第二电性电极垫、第二电性导电分支及第一绝缘层。发光结构包含依序堆叠的第一电性半导体层、发光层及第二电性半导体层。发光结构包含第一电极垫区、第二电极垫区及发光区。第一电性电极垫设于第一电极垫区上。第二电性电极垫设于第二电极垫区上。第二电性电极垫的底面位于第二电性半导体层的上表面的下方。第二电性导电分支设于发光结构上且与第二电性电极垫连接。第二电性导电分支与第二电性半导体层电连接。第一绝缘层隔离第二电性导电分支与第一电性半导体层和发光层。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光结构，且特别是涉及一种发光二极管(LED)结构及其制造方法。
背景技术
请参照图1，其是绘示一种传统发光二极管结构的剖视图。传统的发光二极管结构100包含基板102、n型半导体层104、发光层106、p型半导体层108、电流阻障层110、透明导电层112、n型电极垫114、p型电极垫116、及两个连接导线120与122。
在发光二极管结构100中，n型半导体层104、发光层106与p型半导体层108依序堆叠于基板102上。此外，透明导电层112堆叠于p型半导体层108。p型电极垫116设于部分的透明导电层112上。而电流阻障层110则位于p型电极垫116正下方的p型半导体层108上，以阻障从p型电极垫116直接流向正下方的p型半导体层108的电流。
n型半导体层104、发光层106、p型半导体层108、电流阻障层110与透明导电层112的堆叠结构经平台定义，而移除部分的透明导电层112、p型半导体层108、发光层106与n型半导体层104后，形成一平台118。n型电极垫114则位于n型半导体层104经平台定义后所暴露出的区域上。连接导线120与122分别将n型电极垫114与p型电极垫116电连接至外部电源的两个电性电极。
根据图1所示，在传统的发光二极管结构100中，p型电极垫116下方的结构依序为透明导电层112、电流阻障层110、p型半导体层108、发光层106与n型半导体层104。另一方面，n型电极垫114下方的结构仅有n型半导体层104。由于n型电极垫114与p型电极垫116下方结构层不同，因此在打线接合(wire bonding)时，n型电极垫114与p型电极垫116会有色差而造成打线机台辨识上的问题。
此外，外加的不同材料层之间、以及外加材料层与外延层之间会因应力问题而产生附着性问题。由于p型电极垫116下方有较多的材料层，因此这样由应力所产生的附着性问题在p型电极垫116上尤其明显。举例而言，p型电极垫116与透明导电层112之间、透明导电层112与电流阻障层110之间、以及电流阻障层110与p型半导体层108之间的界面，均可能因为附着性不佳而产生剥离(peeling)现象。情况严重的话，p型电极垫116会脱落而导致整个发光二极管结构100失效。
发明内容
因此，本发明的一目的在于提供一种发光二极管结构及其制造方法，其可将第一电性电极垫与第二电性电极垫均设置在第一电性半导体层的表面上，并利用绝缘层来电性隔离第二电性电极垫下方区域与第一电性电极垫及发光区。故可大幅降低第二电极垫因材料层的应力作用而剥离的机率。
本发明的另一目的在于提供一种发光二极管结构及其制造方法，其第一电极垫与第二电极垫下方的结构层相同，因此可有效避免电极垫色差问题。
根据本发明的上述目的，提出一种发光二极管结构。此发光二极管结构包含一绝缘基板、一发光结构、一第一电性电极垫、一第二电性电极垫、一第二电性导电分支(finger)以及一第一绝缘层。发光结构包含依序堆叠在绝缘基板上的一第一电性半导体层、一发光层以及一第二电性半导体层。其中，此发光结构包含一第一电极垫区、一第二电极垫区以及一发光区，且第一电性半导体层与第二电性半导体层具有不同的电性。第一电性电极垫设于第一电极垫区上。第二电性电极垫设于第二电极垫区上，其中第二电性电极垫的一底面位于第二电性半导体层的一上表面的下方。第二电性导电分支设于发光结构上且与第二电性电极垫连接，其中第二电性导电分支与第二电性半导体层电连接。第一绝缘层隔离第二电性导电分支与发光区的第一电性半导体层和发光层。
依据本发明的一实施例，上述的发光区包含由第一电性半导体层、发光层以及第二电性半导体层形成的平台结构。
依据本发明的另一实施例，上述的第二电性电极垫的宽度大于第二电性导电分支的宽度。
依据本发明的又一实施例，上述的第一电性电极垫与第二电性电极垫均位于第一电性半导体层的曝露区域上。
依据本发明的再一实施例，上述的发光二极管结构更包含一透明导电层设于发光区的第二电性半导体层上，其中此透明导电层介于第二电性导电分支与第二电性半导体层之间。
依据本发明的再一实施例，上述的第一绝缘层延伸于发光区上的第二电性导电分支的一部分的下方。
依据本发明的再一实施例，上述的第一绝缘层延伸于发光区上的整个第二电性导电分支的下方，且部分的透明导电层介于第一绝缘层与第二电性导电分支之间。
依据本发明的再一实施例，上述的发光结构包含一隔离沟槽至少位于第二电性电极垫与发光区之间，隔离沟槽贯穿发光结构而暴露出部分的绝缘基板。
依据本发明的再一实施例，上述的隔离沟槽完全围绕住第二电性电极垫。
依据本发明的再一实施例，上述的隔离沟槽完全围绕住发光区与第一电性电极垫。
依据本发明的再一实施例，上述的第一绝缘层形成于至少部分的隔离沟槽中。
依据本发明的再一实施例，上述的第一绝缘层填入隔离沟槽的所有区域中。
依据本发明的再一实施例，上述的发光二极管结构更包含一第二绝缘层。其中，此第二绝缘层填入隔离沟槽中，且第一绝缘层自第二电性半导体层的上表面延伸经过发光区的一侧壁与第二绝缘层。
依据本发明的再一实施例，在上述的发光区中，第二电性导电分支位于发光区的一侧壁及第二电性半导体层的上表面上。
依据本发明的再一实施例，上述的第一绝缘层自第二电性半导体层的上表面，经由发光区的一侧壁而延伸至第二电极垫区上，且第二电性电极垫完全位于第一绝缘层上。
依据本发明的再一实施例，位于上述的第二电极垫区的第一绝缘层实质上位于同一平面上。
依据本发明的再一实施例，上述的第二电性电极垫与第一电性电极垫的下方结构相同。
根据本发明的上述目的，也提出一种发光二极管结构的制造方法，其包含下列步骤。形成一发光结构于一绝缘基板上。其中，此发光结构包含依序堆叠在绝缘基板上的一第一电性半导体层、一发光层以及一第二电性半导体层。此发光结构包含一第一电极垫区、一第二电极垫区以及一发光区。第一电性半导体层与第二电性半导体层具有不同的电性。形成一第一绝缘层延伸在部分的发光区与部分的第二电极垫区上。形成一第一电性电极垫于第一电极垫区上。形成一第二电性电极垫于第二电极垫区上。其中，第二电性电极垫的一底面位于第二电性半导体层的一上表面的下方。形成一第二电性导电分支于发光结构上且与第二电性电极垫连接。其中，第二电性导电分支与第二电性半导体层电连接。
依据本发明的一实施例，在形成发光结构的步骤与形成第一绝缘层的步骤之间，上述发光二极管结构的制造方法更包含形成一透明导电层于发光区的第二电性半导体层上。其中，透明导电层介于第二电性导电分支与第二电性半导体层之间。
依据本发明的另一实施例，上述的第一绝缘层延伸于发光区上的整个第二电性导电分支的下方，且部分的透明导电层介于第一绝缘层与第二电性导电分支之间。
依据本发明的又一实施例，在形成该发光结构的步骤与形成该第一绝缘层的步骤之间，上述发光二极管结构的制造方法更包含形成一隔离沟槽至少位于第二电性电极垫与发光区之间，隔离沟槽贯穿发光结构而暴露出部分的绝缘基板。
依据本发明的再一实施例，在形成隔离沟槽的步骤与形成第一绝缘层的步骤之间，上述发光二极管结构的制造方法更包含形成一第二绝缘层填入隔离沟槽中。其中，第一绝缘层自第二电性半导体层的上表面延伸经过发光区的一侧壁与第二绝缘层。
依据本发明的再一实施例，上述的第一绝缘层自第二电性半导体层的上表面，经由发光区的一侧壁而延伸至第二电极垫区，且第二电性电极垫完全位于第一绝缘层上。
附图说明
为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说明如下：
图1是一种传统发光二极管结构的剖视图；
图2A至图2D是本发明的一实施方式的一种发光二极管结构的制作工艺上视图；
图3A至图3D是本发明的一实施方式的一种发光二极管结构的制作工艺剖视图；
图3E是沿着图2D的BB’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图；
图3F是沿着图2D的CC’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图；
图4A是本发明的另一实施方式的一种发光二极管结构的上视图；
图4B是沿着图4A的DD’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图；
图5A是本发明的又一实施方式的一种发光二极管结构的上视图；
图5B是沿着图5A的EE’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图；
图6A是本发明的再一实施方式的一种发光二极管结构的上视图；
图6B是沿着图6A的FF’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图；
图7A是本发明的再一实施方式的一种发光二极管结构的上视图；
图7B是沿着图7A的GG’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。
主要元件符号说明
具体实施方式
请参照图2A至图2D与图3A至图3D，其中图2A至图2D是绘示依照本发明的一实施方式的一种发光二极管结构的制作工艺上视图，图3A至图3D是绘示依照本发明的一实施方式的一种发光二极管结构的制作工艺剖视图。在本实施方式中，制作发光二极管结构228(请先参照图3D至图3F)时，先提供基板200，以供发光结构208的各材料层外延于其上。在一实施例中，基板200为绝缘基板，且基板200的材料可例如为蓝宝石。
接着，利用外延方式，例如有机金属化学气相沉积(MOCVD)方式，依序在基板200的表面上形成第一电性半导体层202、发光层204与第二电性半导体层206。其中，第一电性半导体层202、发光层204与第二电性半导体层206依序堆叠而构成发光结构208。第一电性与第二电性为不同的电性。例如，第一电性与第二电性的其中一者为n型，另一者则为p型。在一实施例中，发光结构208的材料可例如为氮化铝铟镓(AlInGaN)系列材料。在一些例子中，发光层204可为多重量子阱(MQW)结构。
接下来，如图2A与图3A所示，利用例如蚀刻与光刻方式，对发光结构208进行图案定义，以移除部分的第二电性半导体层206、部分的发光层204与部分的第一电性半导体层202，而在发光结构208上定义出发光区210、第一电极垫区214与第二电极垫区212。其中，如图3A所示，第一电极垫区214与第二电极垫区212上的第二电性半导体层206与发光层204已遭移除，而暴露出部分的第一电性半导体层202。亦即，第一电极垫区214与第二电极垫区212均位于第一电性半导体层202的曝露区域上。另一方面，发光区210则包含第二电性半导体层206、发光层204与第一电性半导体层202，而为一平台结构(mesa structure)。
接下来，如图3B所示，利用例如光刻与蚀刻方式，在第二电极垫区212中形成隔离沟槽216。隔离沟槽216贯穿第二电极垫区212的第一电性半导体层202，而暴露出下方的基板200的表面，以隔离后续设置在第二电极垫区212上的第二电性电极垫224(请先参照图2D与图3D)与发光区210。在此实施方式中，如图2B与图2D所示，隔离沟槽216呈框状结构，且完全围绕住第二电极垫区212上的第二电性电极垫224。
接下来，利用例如沉积方式，形成绝缘层218。如图2C与图3C所示，绝缘层218自第二电性半导体层206的上表面230的一部分，沿着发光区210的侧壁与隔离沟槽216的侧壁和底面而延伸至部分的第二电极垫区212上。此外，在本实施方式中，如图2C所示，绝缘层218仅横跨在部分的发光区210与第二电极垫区212上。在一些实施例中，绝缘层218的材料可例如包含二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化铝(Al2O3)、二氧化钛(TiO2)、旋涂玻璃(SOG)或高分子聚合物(polymer)。
接着，如图3D所示，可选择性地在发光区210的第二电性半导体层206的部分上表面230上形成透明导电层222，以作为电流散布结构。透明导电层222的材料可例如为氧化铟锡(ITO)、氧化锌(ZnO)、掺铝的氧化锌(AZO)、掺铟的氧化锌(IZO)、掺镓的氧化锌(GZO)或氧化铟(In2O3)。
然后，如图2D与图3D所示，利用例如蒸镀沉积方式，分别在第一电极垫区214、第二电极垫区212与发光区210上形成第一电性电极垫220、第二电性电极垫224与第二电性导电分支226，而完成发光二极管结构228的制作。在本实施例中，第一电性电极垫220与第二电性电极垫224的形状是以实质上呈方形为例，然而并不以此为限。例如在其他实施例中，也可以为圆形或者其他适当的形状。并且，为了方便后续进行打线(wire-bonding)制作工艺，第一电性电极垫220与第二电性电极垫224均需要足够的面积，因而第二电性电极垫224的宽度会大于与其相连接的第二电性导电分支226的宽度。在一些实施例中，第一电性电极垫220、第二电性电极垫224与第二电性导电分支226的材料可例如为铬/铂/金(Cr/Pt/Au)叠层或这些金属的合金。
在本实施方式中，如图2D与图3D所示，由于第二电性电极垫224设置在第一电性半导体层202上，因此第二电性电极垫224的底面232位于第二电性半导体层206的上表面230的下方。此外，在发光区210中第二电性导电分支226设置在发光结构208的第二电性半导体层206的上表面230的上方。而且，第二电性导电分支226朝第二电极垫区212延伸并横跨隔离沟槽216，而与第二电性电极垫224连接，如图2D所示。第二电性导电分支226从第二电性半导体层206的上表面230经由发光区210的侧壁，并横跨隔离沟槽216而至与第二电性电极垫224连接的这一段延伸在绝缘层218上，且较佳地绝缘层218的投影面积大于第二电性导电分支226的投影面积，以避免第二电性导电分支226在延伸连接第二电性电极垫224的过程中与发光区210的发光层204和第一电性半导体层202电连接，造成短路。
在本实施例中，在发光区210上方的第二电性导电分支226至少覆盖住部分的透明导电层222。也就是说，透明导电层222可介于第二电性导电分支226与第二电性半导体层206之间。在本实施例中，绝缘层218与透明导电层222之间具有一间隙，因而位于绝缘层218及透明导电层222上方的第二电性导电分支226可经由直接与此间隙中的第二电性半导体层206接触来达到电连接，也可通过透明导电层222来与第二电性半导体层206达到电连接。如此一来，经由第二电性导电分支226而向下传送的电流可利用透明导电层222予以分散，进而可避免发光区210上的第二电性导电分支226的下方产生电流拥挤现象。此外，绝缘层218可延伸于发光区210上方的部分第二电性导电分支226的下方，以提供电流阻障的效果。
请参照图3E，其是绘示沿着图2D的BB’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。由图3E可知，在本实施方式中，沿着图2D的BB’剖面线的第二电极垫区212发光区210之间的隔离沟槽216并未覆盖有绝缘层218。如图2D所示及前述说明，绝缘层218形成于第二电性导电分支226下方的部分第二电性半导体层206上、第二电性导电分支226欲延伸至第二电性电极垫224所跨越的部分发光区210的侧壁及部分隔离沟槽216上及上述区域的邻近部分。
请一并参照图3D至图3F，其中图3F是绘示沿着图2D的CC’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。从图3D可知，在此实施方式的发光二极管结构228中，发光区210上的第二电性导电分支226的下方结构包含透明导电层222、第二电性半导体层206、发光层204、第一电性半导体层202与绝缘基板200。此外，根据图3D与图3F，可知发光二极管结构228的第一电极垫区214与第二电极垫区212均设于第一电性半导体层202上，如此一来第一电性电极垫220与第二电性电极垫224均位于第一电性半导体层202上。因此，在发光二极管结构228中，第一电性电极垫220与第二电性电极垫224的下方结构相同，此下方结构包含第一电性半导体层202与基板200。
请参照图4A与图4B，其是分别绘示依照本发明的另一实施方式的一种发光二极管结构的上视图、以及沿着图4A的DD’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。在此实施方式中，发光二极管结构228a的架构大致上与上述实施方式的发光二极管结构228相同，二者的主要差异在于发光二极管结构228a的绝缘层218a填入隔离沟槽216的所有区域及其邻近区域中，且绝缘层218a更延伸在发光区210上的整个第二电性导电分支226的下方。同样地，绝缘层218a的材料可例如包含二氧化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛、旋涂玻璃或高分子聚合物。
如图4A与图4B所示，在此发光二极管结构228a中，部分的透明导电层222夹设在第二电性导电分支226与绝缘层218a之间。而透明导电层222的另一部分则延伸在第二电性半导体层206的上表面230上。因此，在此实施方式中，发光区210上的第二电性导电分支226的下方结构包含透明导电层222、绝缘层218a、第二电性半导体层206、发光层204、第一电性半导体层202与基板200。
在本实施方式中，发光区210上的第二电性导电分支226下方的绝缘层218a可作为电流阻障层(current blocking layer)，除了可避免电流直接由第二电性导电分支226下方注入第二电性半导体层206中，更可通过透明导电层222来均匀分散电流后，再由透明导电层222将电流注入第二电性半导体层206。
请参照图5A与图5B，其是分别绘示依照本发明的又一实施方式的一种发光二极管结构的上视图、以及沿着图5A的EE’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。在此实施方式中，发光二极管结构228b的架构大致上与上述实施方式的发光二极管结构228相同，二者的主要差异在于，不像发光二极管结构228的隔离沟槽216围绕住整个第二电性电极垫224外侧，发光二极管结构228b的隔离沟槽216a完全围绕住发光区210与第一电极垫区214上的第一电性电极垫220，也就是说，发光区210与第一电极垫区214上的第一电性电极垫220位于密闭的隔离沟槽216a之内，而第二电极垫区212上的第二电性电极垫224则位于隔离沟槽216a之外。
在图5A所示的发光二极管结构228b中，绝缘层218形成于第二电性导电分支226下方的部分第二电性半导体层206上、第二电性导电分支226欲延伸至第二电性电极垫224所跨越的部分发光区210的侧壁及部分隔离沟槽216a上及上述区域的邻近部分。但在其他实施例中，绝缘层218也可填入第二电性电极垫224与发光区210相邻的二侧的隔离沟槽216a中。
请参照图6A与图6B，其是分别绘示依照本发明的再一实施方式的一种发光二极管结构的上视图、以及沿着图6A的FF’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。在此实施方式中，发光二极管结构228c的架构大致上与上述实施方式的发光二极管结构228a相同，二者的主要差异在于，发光二极管结构228c包含两个绝缘层218b与234，而且第二电性导电分支226并未填入隔离沟槽216中。
在发光二极管结构228c中，绝缘层234填入隔离沟槽216中。在一实施例中，隔离沟槽216中较佳是填满绝缘材料，以使第二电性导电分支226不需填入隔离沟槽216中。另一方面，绝缘层218b则自发光区210的第二电性半导体层206的上表面230延伸经过发光区210的侧壁与在隔离沟槽216中的绝缘层234，以避免第二电性导电分支226直接将电流注入发光区210中。在一些例子中，如图6B所示，隔离沟槽216内的绝缘层234在填充过程中可能会产生孔洞(void)236，但由于隔离沟槽216中并不填入第二电性导电分支226等导电材料，这样的孔洞236仍然可以维持其电性绝缘的特性，因而并不会影响发光二极管结构228c的可靠度与效能。
在本实施方式中，绝缘层218b与234的材料可相同，也可不同。在一些例子中，绝缘层218b与234的材料可例如包含二氧化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛、旋涂玻璃或高分子聚合物。
在此发光二极管结构228c中，第二电性导电分支226无需填入隔离沟槽216中，因此可避免第二电性导电分支226因隔离沟槽216深宽比过高，制作工艺控制不佳而产生的断线问题。故，本实施方式可提高发光二极管结构228c的稳定度与制作工艺良率。
请参照图7A与图7B，其是分别绘示依照本发明的再一实施方式的一种发光二极管结构的上视图、以及沿着图7A的GG’剖面线所获得的发光二极管结构的剖视图。在此实施方式中，发光二极管结构228d的架构大致上与上述实施方式的发光二极管结构228c相同，二者的主要差异在于，发光二极管结构228d并不具有隔离沟槽，且绝缘层218c延伸在整个第二电性电极垫224的下方。由图7B可知，位于第二电极垫区212的绝缘层218c由于不需要填入隔离沟槽中，故实质上位于同一平面上，简化了绝缘层沉积的困难度。如图7A所示，绝缘层218c的投影面积较佳是大于第二电性电极垫224以及第二电性导电分支226的投影面积，以得到较佳的电流阻障效果。同样地，绝缘层218c的材料可例如包含二氧化硅、氮化硅、氧化铝、二氧化钛、旋涂玻璃或高分子聚合物。
在发光二极管结构228d中，绝缘层218c自发光区210中的第二电性半导体层206的上表面230，经由发光区210的侧壁而延伸至第二电极垫区212上。此外，绝缘层218c的面积大于第二电性电极垫224，且第二电性电极垫224完全位于绝缘层218c上。如此一来，可避免第二电性电极垫224将电流直接注入第二电性电极垫224下方的第一电性半导体层202中，而使电流必须经由发光区210中的第二电性导电分支226注入透明导电层222中，再通过透明导电层222将电流均匀注入第二电性半导体层206中。
由于发光二极管结构228d并未设置隔离沟槽，因而可以省去形成隔离沟槽的相关制作工艺成本，并且第二电性导电分支226无需填入隔离沟槽中，因此可避免第二电性导电分支226因制作工艺控制不佳而产生断线问题。故，本实施方式可降低制作工艺成本，提高发光二极管结构228d的稳定度与制作工艺良率。
在上述实施方式中，第一电性电极垫与第二电性电极垫均以对角排列的方式来加以举例说明。然而，在另一些实施方式中，第一电性电极垫与第二电性电极垫可根据发光二极管结构的设计需求，而调整其在发光二极管结构上的排列位置。举例而言，第一电性电极垫与第二电性电极垫可平行于发光二极管结构的一侧排列。
由上述本发明的实施方式可知，本发明的优点就是因为本发明的发光二极管结构可将第一电性电极垫与第二电性电极垫均设置在第一电性半导体层的表面上，并利用绝缘层来电性隔离第二电性电极垫下方区域与第一电性电极垫及发光区。因此，可大幅降低第二电极垫因材料层的应力作用而剥离的机率，进而可提升发光二极管结构的可靠度与制作工艺良率。
由上述本发明的实施方式可知，本发明的另一优点就是因为在本发明的发光二极管结构中，第一电极垫与第二电极垫下方的结构层相同，因此可有效避免电极垫色差问题，进而可大幅提高发光二极管结构的制作工艺良率。
虽然结合以上实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何在此技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (24)
1.一种发光二极管结构，包含：
绝缘基板；
发光结构，包含依序堆叠在该绝缘基板上的第一电性半导体层、发光层以及第二电性半导体层，其中该发光结构包含第一电极垫区、第二电极垫区以及发光区，且该第一电性半导体层与该第二电性半导体层具有不同的电性；
第一电性电极垫，设于该第一电极垫区上；
第二电性电极垫，设于该第二电极垫区上，其中该第二电性电极垫的一底面位于该第二电性半导体层的一上表面的下方；
第二电性导电分支，设于该发光结构上且与该第二电性电极垫连接，其中该第二电性导电分支与该第二电性半导体层电连接；以及
第一绝缘层，隔离该第二电性导电分支与该发光区的该第一电性半导体层和该发光层。
2.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该发光区包含由该第一电性半导体层、该发光层以及该第二电性半导体层形成的平台结构。
3.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该第二电性电极垫的宽度大于该第二电性导电分支的宽度。
4.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该第一电性电极垫与该第二电性电极垫均位于该第一电性半导体层的曝露区域上。
5.如权利要求1所述的发光二极管结构，还包含透明导电层，设于该发光区的该第二电性半导体层上，其中该透明导电层介于该第二电性导电分支与该第二电性半导体层之间。
6.如权利要求5所述的发光二极管结构，其中该第一绝缘层延伸于该发光区上的该第二电性导电分支的一部分的下方。
7.如权利要求5所述的发光二极管结构，其中该第一绝缘层延伸于该发光区上的整个该第二电性导电分支的下方，且部分的该透明导电层介于该第一绝缘层与该第二电性导电分支之间。
8.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该发光结构包含一隔离沟槽至少位于该第二电性电极垫与该发光区之间，该隔离沟槽贯穿该发光结构而暴露出部分的该绝缘基板。
9.如权利要求8所述的发光二极管结构，其中该隔离沟槽完全围绕住该第二电性电极垫。
10.如权利要求8所述的发光二极管结构，其中该隔离沟槽完全围绕住该发光区与该第一电性电极垫。
11.如权利要求8所述的发光二极管结构，其中该第一绝缘层形成于至少部分的该隔离沟槽中。
12.如权利要求8所述的发光二极管结构，其中该第一绝缘层填入该隔离沟槽的所有区域中。
13.如权利要求8所述的发光二极管结构，还包含第二绝缘层，其中该第二绝缘层填入该隔离沟槽中，且该第一绝缘层自该第二电性半导体层的该上表面延伸经过该发光区的一侧壁与该第二绝缘层。
14.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中在该发光区中，该第二电性导电分支位于该发光区的一侧壁及该第二电性半导体层的该上表面上。
15.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该第一绝缘层自该第二电性半导体层的该上表面，经由该发光区的一侧壁而延伸至该第二电极垫区，而位于该第二电极垫区的该第一绝缘层实质上位于同一平面上，且该第二电性电极垫完全位于该第一绝缘层上。
16.如权利要求1所述的发光二极管结构，其中该第二电性电极垫与该第一电性电极垫的下方结构相同。
17.一种发光二极管结构的制造方法，包含：
形成一发光结构于一绝缘基板上，其中该发光结构包含依序堆叠在该绝缘基板上的第一电性半导体层、发光层以及第二电性半导体层，该发光结构包含第一电极垫区、第二电极垫区以及发光区，且该第一电性半导体层与该第二电性半导体层具有不同的电性；
形成一第一绝缘层延伸在部分的该发光区与部分的该第二电极垫区上；
形成一第一电性电极垫于该第一电极垫区上；
形成一第二电性电极垫于该第二电极垫区上，其中该第二电性电极垫的一底面位于该第二电性半导体层的一上表面的下方；以及
形成一第二电性导电分支于该发光结构上且与该第二电性电极垫连接，其中该第二电性导电分支与该第二电性半导体层电连接。
18.如权利要求17所述的发光二极管结构的制造方法，其中该第一电性电极垫与该第二电性电极垫均位于该第一电性半导体层的曝露区域上。
19.如权利要求17所述的发光二极管结构的制造方法，在形成该发光结构的步骤与形成该第一绝缘层的步骤之间，还包含形成一透明导电层于该发光区的该第二电性半导体层上，其中该透明导电层介于该第二电性导电分支与该第二电性半导体层之间。
20.如权利要求19所述的发光二极管结构的制造方法，其中该第一绝缘层延伸于该发光区上的该第二电性导电分支的一部分的下方。
21.如权利要求19所述的发光二极管结构的制造方法，其中该第一绝缘层延伸于该发光区上的整个该第二电性导电分支的下方，且部分的该透明导电层介于该第一绝缘层与该第二电性导电分支之间。
22.如权利要求17所述的发光二极管结构的制造方法，在形成该发光结构的步骤与形成该第一绝缘层的步骤之间，还包含形成一隔离沟槽至少位于该第二电性电极垫与该发光区之间，该隔离沟槽贯穿该发光结构而暴露出部分的该绝缘基板。
23.如权利要求22所述的发光二极管结构的制造方法，在形成该隔离沟槽的步骤与形成该第一绝缘层的步骤之间，还包含形成一第二绝缘层填入该隔离沟槽中，其中该第一绝缘层自该第二电性半导体层的该上表面延伸经过该发光区的一侧壁与该第二绝缘层。
24.如权利要求17所述的发光二极管结构的制造方法，其中该第一绝缘层自该第二电性半导体层的该上表面，经由该发光区的一侧壁而延伸至该第二电极垫区，而位于该第二电极垫区的该第一绝缘层实质上位于同一平面上，且该第二电性电极垫完全位于该第一绝缘层上。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1527411A (zh) * | 2003-03-07 | 2004-09-08 | 日立电线株式会社 | 发光二极管阵列 |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1527411A (zh) * | 2003-03-07 | 2004-09-08 | 日立电线株式会社 | 发光二极管阵列 |
| US20100163907A1 (en) * | 2008-12-30 | 2010-07-01 | Chia-Liang Hsu | Chip level package of light-emitting diode |
| US20100219431A1 (en) * | 2010-03-16 | 2010-09-02 | Ghulam Hasnain | Multi-Junction LED |
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