CN107768399A - 发光二极管 - Google Patents

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Abstract

本发明的示范实施例提供一种发光二极管，包括：第一发光单元和第二发光单元，配置在基板上且彼此隔开；第一透明电极层，配置在第一发光单元上且电性连接到第一发光单元；电流阻挡层，配置在第一发光单元的一部分与第一透明电极层之间；内连线，用以电性连接第一发光单元与第二发光单元；以及绝缘层，配置在内连线与第一发光单元的侧表面之间。电流阻挡层与绝缘层彼此连接。本发明的发光二极管可采用电流阻挡层同时避免增加光刻制程的数目。

Description

发光二极管
本发明是2013年12月20日所提出的申请号为201380066443.4、发明名称为《发光二极管》的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是有关于一种发光二极管，且特别是有关于一种包含多个经由单一基板上的内连线(interconnection)互相连接的发光单元(light emitting cell)的发光二极管。
背景技术
氮化镓(GaN)型发光二极管(LED)已经使用于包括全彩发光二极管显示器(fullcolor LED display)、发光二极管交通号志板、白光发光二极管等等的广泛应用。近年来，发光效率(luminous efficacy)高于现有的萤光灯(fluorescent lamp)的白光发光二极管预期将在通用照明领域超越现有的萤光灯。
发光二极管可藉由正向电流(forward current)驱动来发光且需要直流电的供应。因此，当发光二极管直接连接到交流电(alternating current，AC)源时，发光二极管将根据电流的方向重复开/关(on/off)操作，因而无法连续发光且可能容易被反向电流(reverse current)损坏。
为了解决发光二极管的此种问题，由酒井(Sakai)等人所提出的WO2004/023568(Al)(名为“具有发光元件的发光装置(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTINGELEMENTS)”)揭露一种可透过直接连接到高电压交流电源来使用的发光二极管。
上述WO2004/023568(Al)的交流电发光二极管包括多个经由交流电源所驱动的空气桥内连线(air bridge interconnection)所互相连接的发光元件。这样的空气桥内连线可能会很容易被外力打断，并且可能由于受外力变形而造成短路。
为了解决空气桥内连线的此种缺点，例如第10-069023号及第10-1186684号的韩国专利中公开一种交流电发光二极管。
图1是一种包含多个发光单元的典型发光二极管的示意平面图，而图2及图3是沿着图1的线A-A所截取的剖面图。
参照图1及图2，发光二极管包括基板21、包含S1、S2的多个发光单元26、透明电极层31、绝缘层33、及内连线35。此外，每一个发光单元26包括下半导体层25、主动层27及上半导体层29，且缓冲层23可插置于基板21与发光单元26之间。
发光单元26藉由图案化在基板21上成长的下半导体层25、主动层27及上半导体层29而形成，且透明电极层31形成于每一个发光单元S1、S2上。在每一个发光单元26中，藉由部分移除主动层27及上半导体层29而部分曝露下半导体层25的上表面，以连接到内连线35。
接着，绝缘层33经形成以覆盖发光单元26。绝缘层33包括覆盖发光单元26的侧表面的侧绝缘层33a及覆盖透明电极层31的绝缘保护层33b。绝缘层33经形成而具有藉以曝露部分的透明电极层31的开口(opening)及藉以曝露下半导体层25的开口。然后，内连线35形成于绝缘层33上，其中内连线35的第一连接部(connection section)35p经由绝缘层33的开口连接到一个发光单元S1的透明电极层31，且内连线35的第二连接部35n经由绝缘层33的其他开口连接到与发光单元S1相邻的另一个发光单元S2的下半导体层25。第二连接部35n连接到藉由部分移除主动层27及上半导体层29而曝露的下半导体层25的上表面。
在现有技术中，内连线35形成于绝缘层33上，因此可避免受到外力而变形。此外，因为内连线35藉由侧绝缘层33a与发光单元26分开，所以能够避免发光单元26因内连线35而短路。
然而，这样的现有发光二极管对于发光单元26区域中的电流散布可能有其限制。尤其，电流可能集中在连接到透明电极层31的内连线35的一端的下方，而非均匀散布在发光单元26的区域中。电流聚集(current crowding)可能随着电流密度逐渐增加而变得严重。
此外，这样的现有发光二极管可能具有主动层27中所产生的一部分的光可能被内连线35吸收及损耗的问题，且可能需要增加绝缘层33的厚度以避免形成诸如针孔(pin-holes)之类的缺陷。
此外，由于为了第二连接部35n的电性连接而曝露下半导体层25的上表面的一部分，所以主动层27及上半导体层29被部分移除，且因而可能减少有效发光区域。
为了避免电流聚集，可在透明电极层31与发光单元26之间配置电流阻挡层30以避免内连线35的连接端下方的电流聚集。
图3是相关技术中的一种包含电流阻挡层30的发光二极管的剖面图。
参照图1及图3，电流阻挡层30配置在内连线35的连接端下方，因而可避免内连线35的连接端下方的电流聚集。此外，电流阻挡层30可经形成为例如分布式布拉格反射器(distributed Bragg reflector)的反射器，因而可避免主动层27中所产生的光被吸入内连线35的连接端。
然而，当额外形成如图3所示的电流阻挡层30时，将增加用于形成电流阻挡层30的光刻制程(photolithography process)，因而可能增加制造成本。
此外，如同图2的发光二极管，图3的发光二极管也可能有同样的问题，例如因内连线35吸收主动层27中所产生的光而导致光损耗、有效发光区域的减少、以及增加绝缘层33的厚度以避免例如绝缘层33中的针孔的缺陷。
发明内容
发明所要解决的问题
本发明的示范实施例提供一种可采用电流阻挡层同时避免增加光刻制程的数目的发光二极管。
本发明的示范实施例也提供一种能够减少内连线的光吸收的发光二极管。
本发明的示范实施例也提供一种包含各自具有增大的有效发光区域的多个发光单元的发光二极管。
本发明的其他特点将在下列说明中予以陈述，其中有一部分经由说明将显而易见，或可藉由实施本发明而明瞭。
解决问题的技术手段
本发明的一示范实施例提供一种发光二极管，所述发光二极管包括：第一发光单元和第二发光单元，配置在基板上且彼此隔开；第一透明电极层，配置在第一发光单元上且电性连接到第一发光单元；电流阻挡层，配置在第一发光单元的一部分与第一透明电极层之间；内连线，用以电性连接第一发光单元与第二发光单元；以及绝缘层，配置在内连线与第一发光单元的侧表面之间。电流阻挡层与绝缘层互相连接。
因此，分隔内连线与发光单元的侧表面的绝缘层可藉由相同的制程连同电流阻挡层一起形成。因为绝缘层连同电流阻挡层一起形成，所以不需要像相关技术一样连同绝缘保护层一起形成绝缘层，因而容许使用相同的掩模(mask)来形成绝缘保护层及内连线。
此外，电流阻挡层及绝缘层可包括分布式布拉格反射器。因此，发光二极管可显著减少内连线所吸收的光量。并且，绝缘层可经形成为多层形式的分布式布拉格反射器，藉以有效地避免形成例如针孔的缺陷。
并且，电流阻挡层和绝缘层可在第一发光单元与内连线之间的整个重叠区域上配置于第一发光单元与内连线之间。
并且，绝缘层可配置在内连线与第二发光单元的侧表面之间。
发光二极管可还包括配置在第一发光单元和第二发光单元上的绝缘保护层。绝缘保护层配置在用以形成内连线的区域之外。此外，绝缘保护层的侧表面可面向在共平面表面上内连线的侧表面。绝缘保护层的侧表面可接触内连线的侧表面。绝缘保护层的侧表面可与内连线的侧表面隔开。
在一些实施例中，发光二极管可还包括配置在绝缘层与内连线之间的第一透明导电层(transparent conductive layer)。此外，第一透明导电层可连接到第一透明电极层。并且，第一透明导电层的构成材料可与第一透明电极层的构成材料相同。
第一发光单元及第二发光单元的每一个可包括下半导体层、上半导体层、以及配置在下半导体层与上半导体层之间的主动层。第一透明电极层电性连接到上半导体层，而内连线的一端电性连接到第一透明电极层且其另一端电性连接到第二发光单元的下半导体层。在此，下半导体层、主动层及上半导体层的每一个可包括氮化镓型半导体层。下半导体层和上半导体层可以分别是n型和p型半导体层，反之亦然。
内连线可在整个其间的重叠区域上直接连接到第一透明电极层。因此，相较于相关技术中的技术，根据本发明的发光二极管可增加内连线与第一透明电极层之间的连接区域，或可减少配置在第一透明电极层上的内连线的区域。
电流阻挡层可至少配置在第一透明电极层与内连线之间的连接区域的下方。因此，能够避免内连线的连接区域下方的电流聚集。
此外，第一发光单元和第二发光单元可具有相同的结构。
本发明的一示范实施例提供一种发光二极管，所述发光二极管包括：第一发光单元和第二发光单元，配置在基板上且彼此隔开；第一透明电极层，配置在第一发光单元上且电性连接到第一发光单元；电流阻挡层，配置在第一发光单元的一部分与第一透明电极层之间；内连线，用以电性连接第一发光单元与第二发光单元；以及绝缘层，用以隔开内连线与第一发光单元的侧表面。电流阻挡层和绝缘层包括其结构及构成材料皆相同的分布式布拉格反射器。因此，电流阻挡层和绝缘层可藉由相同的制程同时形成。
此外，内连线可在整个其间的重叠区域上直接连接到第一透明电极层。
分布式布拉格反射器可在整个内连线区域上配置于内连线的下方。
发光二极管可还包括配置在用以形成内连线的区域以外的绝缘保护层。
在一些实施例中，发光二极管可还包括配置在绝缘层与内连线之间的第一透明导电层。此外，第一透明导电层可连接到第一透明电极层。并且，第一透明导电层可电性连接第一透明电极层与第二发光单元。
本发明的一示范实施例提供一种发光二极管的制造方法，所述方法包括：在基板上形成彼此隔开的第一发光单元和第二发光单元；同时形成覆盖第一发光单元的上部的部分区域的电流阻挡层和覆盖第一发光单元的侧表面的部分区域的绝缘层；形成电性连接到第一发光单元的第一透明电极层使得第一透明电极层的一部分形成于电流阻挡层上；以及形成用以电性连接第一发光单元与第二发光单元的内连线。在此，内连线的一端电性连接到第一透明电极层。
根据这实施例，可藉由相同的制程来形成电流阻挡层和绝缘层。因此，能够藉由形成电流阻挡层来避免增加曝光制程的数目。
内连线的一端可连接到电流阻挡层的上方区域中的第一透明电极层。因此，能够藉由电流阻挡层达成电流散布。
上述发光二极管的制造方法可还包括在形成内连线之前形成绝缘保护层。绝缘保护层经形成而具有开口，藉以曝露被分配用于形成内连线的区域。
此外，形成绝缘保护层可包括：形成覆盖第一发光单元和第二发光单元的绝缘材料层；在被分配用于形成绝缘材料层的区域上形成具有开口的掩模图案；以及利用掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻绝缘材料层。
上述发光二极管的制造方法可还包括形成配置在绝缘层上的第一透明导电层。第一透明导电层可连同第一透明电极层一起形成。第一透明导电层在形成绝缘保护层期间避免绝缘层损坏。第一透明导电层可连接到第一透明电极层，且第一透明导电层可用以电性连接第一透明电极层与第二发光单元。
并且，在形成绝缘保护层之后可藉由使用掩模图案的剥离制程(lift-offprocess)来形成内连线。因此，可利用相同的掩模图案来形成绝缘保护层和内连线，藉以减少曝光制程的数目。
第一发光单元及第二发光单元的每一个可包括下半导体层、上半导体层、以及配置在下半导体层与上半导体层之间的主动层。在此，内连线的另一端电性连接到第二发光单元的下半导体层。
此外，绝缘层可延伸以部分覆盖第二发光单元的下半导体层的侧表面。并且，除了内连线的一部分电性连接到第二发光单元的下半导体层之外，内连线可配置在电流阻挡层及绝缘层的上方区域内。因此，能够最小化内连线所吸收的光。
电流阻挡层可连接到绝缘层，并且电流阻挡层和绝缘层可分别包括分布式布拉格反射器。
本发明的一示范实施例提供一种发光二极管，其包含：第一发光单元和第二发光单元，配置在基板上且彼此隔开；第一透明电极层，配置在第一发光单元上且电性连接到第一发光单元；电流阻挡层，配置在第一发光单元的一部分与第一透明电极层之间；内连线，用以电性连接第一发光单元与第二发光单元；以及绝缘层，用以分隔内连线与第一发光单元的侧表面。此外，第二发光单元具有倾斜侧表面，内连线包括连接到第一发光单元的第一连接部和连接到第二发光单元的第二连接部，其中第一连接部在电流阻挡层的上方区域内接触第一透明电极层且第二连接部接触第二发光单元的倾斜侧表面。
因为第二连接部接触第二发光单元的倾斜侧表面，所以不需要为了曝露用以接触第二连接部的区域而部分移除主动层，因而增加第二发光单元的有效发光区域。
第二连接部可接触沿着第二发光单元的周边的第二发光单元的倾斜侧表面。因此，根据本发明的发光二极管可增加第二连接部的接触区域且不会减少有效发光区域，因而可降低第二连接部的接触电阻，并且能够减少发光二极管的正向电压。
第一及第二发光单元的每一个包括下半导体层、上半导体层、以及配置在下半导体层与上半导体层之间的主动层。下半导体层的整个上表面可被主动层覆盖，且第二连接部连接到下半导体层的侧表面。
电流阻挡层可连接到绝缘层。因此，可藉由相同的制程一起形成用以分隔内连线与发光单元的侧表面的绝缘层及电流阻挡层。
此外，电流阻挡层和绝缘层可包括分布式布拉格反射器。因此，发光二极管可显著减少内连线所吸收的光量。并且，绝缘层经形成为多层形式的分布式布拉格反射器，因而有效地避免形成例如针孔的缺陷。
并且，电流阻挡层及绝缘层可在第一发光单元与内连线之间的整个重叠区域上配置于第一发光单元与内连线之间。
发光二极管可还包括覆盖第一发光单元及第二发光单元的绝缘保护层。绝缘保护层配置在用以形成内连线的区域之外。此外，绝缘保护层的侧表面可面向在共平面的表面上的内连线的侧表面。绝缘保护层的侧表面可接触内连线的侧表面。然而，本发明并未局限于此，且绝缘保护层的侧表面可与内连线的侧表面隔开。
在一些实施例中，发光二极管可还包括配置在绝缘层与内连线之间的第一透明导电层。此外，第一透明导电层可连接到第一透明电极层。并且，第一透明导电层的构成材料可与第一透明电极层的构成材料相同。
内连线可在整个其间的重叠区域上直接连接到第一透明电极层且无绝缘材料插置其间。因此，相较于相关技术中的技术，根据本发明的发光二极管可增加内连线与第一透明电极层之间的连接区域，或者可减少配置在第一透明电极层上的内连线的区域。
电流阻挡层可至少配置在第一透明电极层与内连线之间的连接区域的下方。结果，能够避免内连线的连接区域下方的电流聚集。
此外，第一发光单元和第二发光单元可具有相同的结构。
本发明的一示范实施例提供一种发光二极管的制造方法，所述方法包括：在基板上形成彼此隔开且各自包含倾斜侧表面的第一发光单元和第二发光单元；形成覆盖第一发光单元的上部的部分区域的电流阻挡层；形成电性连接到第一发光单元的第一透明电极层，使得第一透明电极层的一部分形成于电流阻挡层上；以及形成用以电性连接第一发光单元与第二发光单元的内连线。此外，内连线包括用以电性连接到第一发光单元的第一连接部及用以电性连接到第二发光单元的第二连接部，其中第一连接部在电流阻挡层的上方区域内接触第一透明电极层且第二连接部接触第二发光单元的倾斜侧表面。
因为第二连接部接触第二发光单元的倾斜侧表面，所以根据本发明的方法相较于现有方法可增加有效发光区域。
上述发光二极管的制造方法可还包括形成部分覆盖第一发光单元的侧表面的绝缘层。此外，绝缘层可连同电流阻挡层一起形成。因此，可藉由相同的制程来形成电流阻挡层和绝缘层。
并且，电流阻挡层可连接到绝缘层，而电流阻挡层和绝缘层的每一个可包括分布式布拉格反射器。
上述发光二极管的制造方法可还包括在形成内连线之前形成绝缘保护层。绝缘保护层经形成而具有开口，藉以曝露被分配用于形成内连线的区域。
此外，形成绝缘保护层可包括：形成覆盖第一发光单元和第二发光单元的绝缘材料层；在被分配用于形成绝缘材料层的区域上形成具有开口的掩模图案；以及利用掩模图案作为蚀刻掩模来蚀刻绝缘材料层。
上述发光二极管的制造方法可还包括形成配置在绝缘层上的第一透明导电层。第一透明导电层可连同第一透明电极层一起形成。第一透明导电层在形成绝缘保护层期间避免绝缘层损坏。第一透明导电层可连接到第一透明电极层。
并且，在形成绝缘保护层之后可藉由使用掩模图案的剥离制程来形成内连线。因此，可利用相同的掩模图案来形成绝缘保护层和内连线，藉以减少曝光制程的数目。
第一发光单元及第二发光单元的每一个可包括下半导体层、上半导体层、以及配置在下半导体层与上半导体层之间的主动层。在此，内连线的第二连接部电性连接到第二发光单元的下半导体层。
本发明的示范实施例提供一种容许藉由相同的制程来形成电流阻挡层和侧绝缘层的发光二极管。因为藉由相同的制程来形成电流阻挡层和侧绝缘层，所以即使在采取电流阻挡层的情况下也能够避免增加曝光制程。此外，电流阻挡层和绝缘层经形成为分布式布拉格反射器，藉以最小化内连线所吸收的光。
并且，内连线的一连接部电性连接到发光单元的倾斜侧表面，因而可增加发光单元的有效发光区域。此外，因为藉由相同的制程来形成电流阻挡层和侧绝缘层，所以即使在采取电流阻挡层的情况下也能够避免增加曝光制程。并且，电流阻挡层和绝缘层经形成为分布式布拉格反射器，藉以最小化内连线所吸收的光。
须知前面的一般说明和下面的详细说明都是示范性和解释性的，并且旨在对所要求保护的本发明提供进一步的解释。
附图说明
用来进一步理解本发明且予以并入及构成本说明书的一部分的附图将示出本发明的实施例，并将连同说明一起用以解释本发明的原理。
图1是相关技术中的一种发光二极管的示意平面图。
图2及图3是沿着图1的线A.A所截取的示意剖面图。
图4是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意剖面图。
图5至图11是示出根据图4的示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
图12是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意剖面图。
图13至图16是示出根据图12的示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
图17是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意平面图。
图18是沿着图17的线B-B所截取的示意剖面图。
图19至图25是示出根据图18的示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
图26是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意平面图。
图27至图30是示出根据图26的示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
符号的说明
21、51：基板
23、53：缓冲层
25、55：下半导体层
26：发光单元
27、57：主动层
29、59：上半导体层
30、60a：电流阻挡层
31、61：透明电极层
33、60b：绝缘层
33a：侧绝缘层
33b、63：绝缘保护层
35、65：内连线
35n、65n：第二连接部
35p、65p：第一连接部
56：堆栈结构
62：透明导电层
65a：部分导电材料
70：掩模图案
S1、S2：发光单元
具体实施方式
以下将参考示出本发明的实施例的附图更完整地说明本发明。然而，本发明可能以许多不同的形式来实施，因此不应视为局限于在此所述的实施例。更确切地说，提供这些实施例将使本发明的揭露更齐全，且将更完整地传达本发明的观念给任何本领域技术人员。在图中，为了清楚起见可能夸大分层及区域的尺寸及相对大小。图中相同的元件符号表示相同的元件。
须知当一元件或分层被称为“在另一元件或分层上”或“连接到另一元件或分层”时，其可能直接在此另一元件或分层上或直接连接到此另一元件或分层，或可能存在中介的元件或分层。相反地，当一元件或分层被称为“直接在另一元件或分层上”或“直接连接到另一元件或分层”时，则不存在中介的元件或分层。须知就本揭露而言，“X、Y、及Z的至少一个”可视为只有X、只有Y、只有Z、或两项或更多项X、Y、及Z的任何组合(例如，XYZ、XYY、YZ、ZZ)。
为了方便说明，在此可能使用例如“底下”、“低于”、“下”、“高于”、“上”之类的空间关系术语来描述图中所示出的一元件或特点与另一(多个)元件或特点之间的关系。须知除了图中所指的方位以外，上述空间关系术语意欲包含使用或操作中的装置的不同方位。例如，若翻转图中的装置，则原本描述为“低于”其他的元件或特点的元件将转变为“高于”其他的元件或特点。因此，范例的术语“低于”可包含高于及低于两种方位。上述装置可另外定向(旋转90度或其他的方位)，且因此本文所使用的空间关系描述语将相对应地解释。
图4是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意剖面图。
参照图4，根据本发明的一实施例的一种发光二极管包括基板51、发光单元S1、发光单元S2、透明电极层61、电流阻挡层60a、绝缘层60b、绝缘保护层63、及内连线65。发光二极管可还包括缓冲层53。
基板51可为绝缘或导电的基板。例如，基板51可以是蓝宝石(sapphire)基板、氮化镓基板、碳化硅(SiC)基板或硅基板。在单一基板51上，第一发光单元S1与第二发光单元S2彼此隔开。第一发光单元S1及第二发光单元S2的每一个具有堆叠结构56，堆叠结构56包括下半导体层55、配置在下半导体层55的一个区域上的上半导体层59、及插置于下半导体层55与上半导体层59之间的主动层57。在此，上及下半导体层可分别是p型和n型半导体层，反之亦然。
下半导体层55、主动层57、及上半导体层59的每一个可由氮化镓型材料来构成，例如，氮化铝、氮化铟、氮化镓。主动层57可由其组成物能够发出所需的波长范围内的光(例如，紫外线(UV)或蓝光)的材料来构成，且下半导体层55和上半导体层59由其能带间隙(band gap)比主动层57的能带间隙宽的材料来构成。
如图所示，下半导体层55和/或上半导体层59可由单层或多层形成。此外，主动层57可具有单一量子阱(quantum well)结构或多重量子阱结构。
第一发光单元S1及第二发光单元S2的每一个可具有倾斜侧表面，其相对于基板51的上表面的倾斜角度的范围是从15°到80°。虽然未示出，但是下半导体层55可具有沿着其侧壁所形成的台阶部分。
如图4所示，主动层57和上半导体层59配置在下半导体层55的一些区域上，且曝露出下半导体层55的其他区域。虽然图4的主动层57及上半导体层59的侧表面示出为垂直的侧表面，但是须知这些侧表面也可为倾斜的。
在图4中，部分示出第一发光单元S1和第二发光单元S2。然而，须知第一发光单元S1和第二发光单元S2具有类似或相同的结构。具体地说，第一发光单元S1及第二发光单元S2具有相同的堆叠结构，且第一发光单元S1的下半导体层55的一些区域的曝露方式如同第二发光单元S2的下半导体层55的一些区域。
缓冲层53可插置于发光单元S1、S2与基板51之间。当基板51是成长基板(growthsubstrate)时，缓冲层53用以解除基板51与下半导体层55之间的晶格失配(latticemismatch)。
透明电极层61配置在每一个发光单元S1、S2上。具体地说，第一透明电极层61配置在第一发光单元S1上，而第二透明电极层61配置在第二发光单元S2上。透明电极层61可配置在上半导体层59的上表面上以连接到上半导体层59，且透明电极层61的面积可小于上半导体层59的面积。换言之，可从上半导体层59的边缘使透明电极层61凹陷。因此，在根据本实施例的发光二极管中，可避免电流聚集在透明电极层61的边缘且可避免电流沿着发光单元S1、S2的侧壁聚集。
在透明电极层61与每一个发光单元S1、S2之间，电流阻挡层60a可配置在每一个发光单元S1、S2上。尤其，电流阻挡层60a配置在第一发光单元S1的一边缘附近，且透明电极层61的一部分配置在电流阻挡层60a上。电流阻挡层60a由绝缘材料形成，尤其，可包括藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层所形成的分布式布拉格反射器。
绝缘层60b覆盖第一发光单元S1的侧表面的一部分。如图4所示，绝缘层60b延伸以覆盖第二发光单元S2的下半导体层55的侧表面的一部分。绝缘层60b的结构与电流阻挡层60a的结构相同，且绝缘层60b的形成材料与电流阻挡层60a的形成材料相同，且绝缘层60b可包括分布式布拉格反射器。当绝缘层60b包括多层形式的分布式布拉格反射器时，能够有效地抑制在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷。或者，绝缘层60b可与电流阻挡层60a隔开。
内连线65电性连接第一发光单元S1与第二发光单元S2。内连线65的一端电性连接到第一发光单元S1上的透明电极层61，且内连线65的另一端电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55，因而第一发光单元S1可直接串联到第二发光单元S2。
内连线65可在内连线65与透明电极层61之间的整个重叠区域上接触透明电极层61。在图1至图3中，绝缘层33的一部分配置在透明电极层31与内连线35之间。然而，在这实施例中，内连线65直接接触透明电极层61且无任何绝缘材料插置其间。
并且，电流阻挡层60a可配置在内连线65与透明电极层61之间的整个重叠区域上，且电流阻挡层60a及绝缘层60b可配置在内连线65与第一发光单元S1之间的整个重叠区域上。此外，除了内连线65与第二发光单元S2之间的连接区域之外，绝缘层60b可配置在第二发光单元S2与内连线65之间。
当电流阻挡层60a和绝缘层60b具有像分布式布拉格反射器一样的反射特性时，电流阻挡层60a和绝缘层60b可在两倍或少于两倍的内连线65区域的区域中实质上位于等同内连线65区域的区域内。当光从主动层57发射时，电流阻挡层60a和绝缘层60b可避免内连线65吸收光。然而，当电流阻挡层60a和绝缘层60b占用过大的面积时，有可能会阻挡光的释放。因此，可能有必要限制电流阻挡层60a和绝缘层60b的面积。
绝缘保护层63可配置在内连线65的区域之外。绝缘保护层63覆盖内连线65的区域外侧的第一发光单元S1及第二发光单元S2。绝缘保护层63可由氧化硅层(SiO2)或氮化硅层来形成。绝缘保护层63经形成而具有开口，藉以曝露位于第一发光单元S1上的透明电极层61和第二发光单元S2的下半导体层，且内连线65可配置在这开口内。
绝缘保护层63的侧表面与内连线65的侧表面可配置成互相面对、或互相接触。或者，绝缘保护层63的侧表面可与内连线65的侧表面隔开以便互相面对。
根据这实施例，电流阻挡层60a和绝缘层60b可由相同的材料来构成且具有相同的结构，因此可藉由相同的制程来形成。此外，因为内连线65配置在绝缘保护层63的开口内，所以可利用相同的掩模图案来形成绝缘保护层63和内连线65。
在这实施例中，发光二极管示出为包括两个发光单元，即，第一发光单元S1和第二发光单元S2。然而，本发明并未局限于两个发光单元，更多的发光单元可藉由内连线65互相电性连接。例如，内连线65可电性连接相邻发光单元的下半导体层55与其透明电极层61以形成发光单元的串联阵列。根据这实施例的发光二极管可包括多个这样的阵列，这些阵列彼此反向并联连接且连接到交流电源。此外，发光二极管可配备连接到发光单元的串联阵列的桥式整流器(bridge rectifier)(未示出)，使得发光单元可藉由交流电源来驱动。可藉由利用内连线65连接结构与发光单元S1、S2的结构相同的发光单元来形成桥式整流器。
图5至图11是示出根据本发明的一实施例的一种发光二极管的制造方法的剖面图。
参照图5，半导体堆叠结构56形成于基板51上，且半导体堆叠结构56包括下半导体层55、主动层57及上半导体层59。此外，在形成下半导体层55之前，可在基板51上形成缓冲层53。
基板51可以是蓝宝石(A12O3)基板、碳化硅(SiC)基板、氧化锌(ZnO)基板、硅(Si)基板、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)基板、氧化铝锂(LiAl2O3)基板、氮化硼(BN)基板、氮化铝(A1N)基板、或氮化镓(GaN)基板，并且不限于此。即，可根据将要形成在基板上的半导体层的材料从各种材料当中选取基板51。
缓冲层53用以解除基板51与其上所形成的半导体层55之间的晶格失配，且缓冲层53可由例如氮化镓(GaN)或氮化铝(AlN)来构成。当基板51是导电的基板时，缓冲层53可形成为绝缘层或半绝缘层，例如是AlN或半绝缘的GaN。
下半导体层55、主动层57及上半导体层59的每一个可由氮化镓型的半导体材料来构成，例如(A1，In，Ga)N。下半导体层55、上半导体层59及主动层57可藉由金属有机化学气相沉积(metal organic chemical vapor deposition，MOCVD)、分子束外延(molecularbeam epitaxy)、氢化物气相外延(hydride vapor phase epitaxy，HVPE)等等以不连续或连续的方式形成。
在此，下半导体层及上半导体层分别是n型及p型半导体层，反之亦然。n型半导体层是藉由掺杂氮化镓型的化合物半导体层与例如硅(Si)杂质来形成，而p型半导体层是藉由掺杂氮化镓型的化合物半导体层与例如镁(Mg)杂质来形成。
参照图6，多个发光单元S1、S2藉由光刻及蚀刻形成为彼此隔开。每一个发光单元S1、S2具有倾斜的侧表面，且每一个发光单元S1、S2的下半导体层55被部分曝露。
在每一个发光单元S1、S2中，首先藉由高台蚀刻(mesa-etching)曝露下半导体层55，接着藉由单元隔离制程使发光单元彼此隔开。或者，首先可藉由单元隔离制程使发光单元S1、S2彼此隔开，然后施以高台蚀刻以曝露其下半导体层55。
参照图7，覆盖第一发光单元S1的部分区域的电流阻挡层60a连同覆盖第一发光单元S1的侧表面的部分区域的绝缘层60b一起形成。绝缘层60b也可延伸以覆盖第二发光单元S2的下半导体层55的侧表面的一部分。
可藉由沉积绝缘材料层来形成电流阻挡层60a和绝缘层60b，随后藉由光刻及蚀刻来图案化绝缘材料层。或者，可藉由剥离制程以绝缘材料来形成电流阻挡层60a和绝缘层60b。尤其，电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层(例如，SiO2层及TiO2层)而形成为分布式布拉格反射器。当绝缘层60b是多层形式的分布式布拉格反射器时，能够避免在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷，因而相较于现有技术而言，可形成比较薄的绝缘层60b。
如图7所示，电流阻挡层60a与绝缘层60b可互相连接，并且不限于此。
接着，透明电极层61形成于第一发光单元S1及第二发光单元S2上。透明电极层61可由例如氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)或氧化锌的导电材料(conductive material)或例如Ni/Au的金属层来形成。透明电极层61连接到上半导体层59且部分配置在电流阻挡层60a上。透明电极层61可藉由剥离制程来形成，并且不限于此。或者，透明电极层61可藉由光刻及蚀刻来形成。
参照图8，绝缘保护层63经形成以覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2。绝缘保护层63覆盖透明电极层61和绝缘层60b。此外，绝缘保护层63可覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2的整个区域。绝缘保护层63可藉由化学气相沉积等等形成为例如氧化硅层或氮化硅层的绝缘材料层。
参照图9，在绝缘保护层63上形成具有开口的掩模图案70。掩模图案70的开口对应于内连线的区域。接着，利用掩模图案70作为掩模来蚀刻绝缘保护层63的一些区域。结果，在绝缘保护层63中形成开口，藉以曝露透明电极层61和绝缘层60b的一部分、以及第二发光单元S2的下半导体层55的一部分。
参照图10，利用存留在绝缘保护层63上的掩模图案70，可在掩模图案70的开口中沉积导电材料以形成内连线65。此时，可能在掩模图案70上沉积部分导电材料65a。可藉由镀敷(plating)、电子束蒸发(electron-beam evaporation)、或溅镀(sputtering)来沉积上述导电材料。
参照图11，掩模图案70连同掩模图案70上的部分导电材料65a一起被移除。因此，最后形成使第一发光单元S1及第二发光单元S2互相电性连接的内连线65。
在此，内连线65的一端连接到第一发光单元S1的透明电极层61，且内连线65的另一端连接到第二发光单元S2的下半导体层55。此外，内连线65的一端在电流阻挡层60a的上方区域内连接到透明电极层61。内连线65藉由绝缘层60b而与第一发光单元S1的侧表面及第二发光单元S2的侧表面隔开。此外，除了内连线65的一部分电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55以外，内连线65将配置在电流阻挡层60a及绝缘层60b的上方区域内。
在这实施例中，电流阻挡层60a和绝缘层60b藉由相同的制程来形成。因此，可利用相同的掩模图案70来形成绝缘保护层63和内连线65，因而可使用相同数目的曝光制程来制造发光二极管，同时增加电流阻挡层60a。
图12是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意剖面图。
参照图12，根据本实施例的发光二极管大致上类似于参考图4所述的发光二极管，并且还包括透明导电层62。
在根据本实施例的发光二极管中，基板51、发光单元S1、发光单元S2、缓冲层53、透明电极层61、电流阻挡层60a、绝缘层60b、绝缘保护层63及内连线65都类似于参考图4所述的实施例的发光二极管的相同元件，因此其详细说明将予以省略。
透明导电层62配置在绝缘层60b与内连线65之间。透明导电层62的线宽比绝缘层60b的线宽窄，藉以避免由于透明导电层62所造成上半导体层59与下半导体层55的短路。即，当绝缘层60b比透明导电层62厚时，绝缘层60b可避免短路。
另一方面，透明导电层62连接到第一透明电极层61，且透明导电层62可连接第一透明电极层61与第二发光单元S2。例如，透明导电层62的一端可电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55。此外，当两个或更多个发光单元互相连接时，第二透明导电层62可从第二发光单元S2上的第二透明电极层61延伸。
在这实施例中，因为透明导电层62配置在内连线65与绝缘层60b之间，所以即使在不连接内连线65的情况下，电流仍可以流经透明导电层62，因而改善发光二极管的电稳定性。
图13至图16是示出根据本示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
参照图13，如同参考图5及图6所述的方法，在基板51上形成半导体堆叠结构56且藉由光刻及蚀刻来形成彼此隔开的多个发光单元S1、S2。然后，如同参考图7所述，覆盖第一发光单元S1的部分区域的电流阻挡层60a连同覆盖第一发光单元S1的侧表面的部分区域的绝缘层60b一起形成。绝缘层60b也可延伸以覆盖第二发光单元S2的下半导体层55的侧表面的一部分。
如同参考图7所述，电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层(例如，SiO2层及TiO2层)而形成为分布式布拉格反射器。当绝缘层60b是多层形式的分布式布拉格反射器时，能够避免在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷，因而相较于现有技术而言，可形成较薄的绝缘层60b。
接着，在第一发光单元S1及第二发光单元S2上形成透明电极层61。如同参考图7所述，透明电极层61可由例如氧化铟锡(ITO)或氧化锌的导电材料或例如Ni/Au的金属层来形成。透明电极层61连接到上半导体层59且部分配置在电流阻挡层60a上。透明电极层61可藉由剥离制程来形成，并且不限于此。或者，透明电极层61可藉由光刻及蚀刻来形成。
在形成透明电极层61期间，也形成透明导电层62。透明导电层62可藉由相同的制程以相同于透明电极层61的材料的材料来形成。透明导电层62形成于绝缘层60b上，且透明导电层62可连接到透明电极层61。此外，透明导电层62的一端可电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55。
参照图14，绝缘保护层63经形成以覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2。绝缘保护层63覆盖透明电极层61、透明导电层62及绝缘层60b。此外，绝缘保护层63可覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2的整个区域。绝缘保护层63可藉由化学气相沉积等等形成为例如氧化硅层或氮化硅层的绝缘材料层。
参照图15，如同参考图9所述，具有开口的掩模图案70形成于绝缘保护层63上。掩模图案70的开口对应于内连线的区域。接着，利用掩模图案70作为掩模来蚀刻绝缘保护层63的一些区域。结果，在绝缘保护层63中形成开口，藉以曝露透明电极层61和透明导电层62的一部分、以及第二发光单元S2的下半导体层55的一部分。并且，经由此开口曝露绝缘层60b的一部分。
参照图16，如同参考图10所述，利用留存在绝缘保护层63上的掩模图案70，可在掩模图案70的开口中沉积导电材料以形成内连线65。
接着，如同参考图11所述，掩模图案70连同掩模图案70上的部分导电材料65a一起移除。因此，最后形成使第一发光单元S1及第二发光单元S2互相电性连接的内连线65。
在参考图5至图11所述的实施例中，在蚀刻绝缘保护层63期间可能损坏绝缘层60b。例如，当利用例如氟酸(fluoric acid)的蚀刻溶液来蚀刻绝缘保护层63时，蚀刻溶液可能损坏包含氧化层的绝缘层60b。因此，绝缘层60b可能无法绝缘内连线65与第一发光单元S1，因而导致短路。
相反地，在本实施例中，因为透明导电层62配置在绝缘层60b上，可保护透明导电层62底下的绝缘层60b免受蚀刻损坏。因此，能够避免内连线65所导致的短路。
在本示范实施例中，可藉由相同的制程来形成透明电极层61和透明导电层62。因此，可利用相同数目的曝光制程来制造发光二极管同时增加透明导电层62。
图17是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意平面图，而图18是沿着图17的线B-B所截取的示意剖面图。
参照图17及图18，发光二极管包括基板51、发光单元S1、发光单元S2、透明电极层61、电流阻挡层60a、绝缘层60b、绝缘保护层63及内连线65。上述发光二极管还可包括缓冲层53。
基板51可为绝缘或导电的基板。例如，基板51可以是蓝宝石基板、氮化镓基板、碳化硅(SiC)基板、或硅基板。此外，基板51可为其上表面具有凹凸图案(未示出)的基板，例如图案化的蓝宝石基板。
在单一基板51上，第一发光单元S1和第二发光单元S2彼此隔开。每一个第一及第二发光单元S1、S2具有堆叠结构56，其包括下半导体层55、配置在下半导体层的一个区域上的上半导体层59、及插置于下半导体层与上半导体层之间的主动层57。在此，上半导体层及下半导体层可分别是p型及n型半导体层，反之亦然。
下半导体层55、主动层57、及上半导体层59的每一个可由氮化镓型的材料来形成，例如(Al，In，Ga)N。主动层57可由其组成能够发射想要的波长范围的光(例如，紫外线或蓝光)的材料来形成，且下半导体层55和上半导体层59可由其能带间隙比主动层57的能带间隙宽的材料来形成。
如图所示，下半导体层55和/或上半导体层59可由单层或多层形成。此外，主动层57可具有单一量子阱结构或多重量子阱结构。
每一个第一及第二发光单元S1、S2可具有倾斜侧表面，其相对于基板51的上表面的倾斜角度的范围为15°到80°。
主动层57和上半导体层59配置在下半导体层55上。下半导体层55的上表面可完全被主动层57覆盖，使得下半导体层55的侧表面可被曝露。
在图18中，部分示出第一发光单元S1和第二发光单元S2。然而，须知第一发光单元S1和第二发光单元S2具有类似或相同的结构，如图17所示。尤其，第一发光单元S1及第二发光单元S2具有相同的氮化镓型的半导体堆叠结构，且可具有相同结构的倾斜侧表面。
缓冲层53可插置于发光单元S1、S2与基板51之间。当基板51是成长基板时，缓冲层53用以解除基板51与其上所形成的下半导体层55之间的晶格失配。
透明电极层61配置在每一个发光单元S1、S2上。尤其，第一透明电极层61配置在第一发光单元S1上，而第二透明电极层61配置在第二发光单元S2上。透明电极层61可配置在上半导体层59的上表面上以连接到上半导体层59，且透明电极层61的面积可比上半导体层59的面积小。换言之，可从上半导体层59的边缘使透明电极层61凹陷。因此，在根据本实施例的发光二极管中，可避免电流聚集在透明电极层61的边缘且可避免电流沿着发光单元S1、S2的侧壁聚集。
电流阻挡层60a可在透明电极层61与每一个发光单元S1、S2之间配置于每一个发光单元S1、S2上。透明电极层61的一部分配置在电流阻挡层60a上。电流阻挡层60a可配置在每一个发光单元S1、S2的边缘附近，并且不限于此。或者，电流阻挡层60a可配置在每一个发光单元S1、S2的中央区域。电流阻挡层60a由绝缘材料形成，尤其，电流阻挡层60a可包括藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层所形成的分布式布拉格反射器。
绝缘层60b覆盖第一发光单元S1的侧表面的一部分。如图17及图18所示，绝缘层60b可延伸至第一发光单元S1与第二发光单元S2之间的区域，且绝缘层60b可覆盖第二发光单元S2的下半导体层55的侧表面的一部分。绝缘层60b的结构与电流阻挡层60a的结构相同且其形成材料与电流阻挡层60a的形成材料相同，且绝缘层60b可包括分布式布拉格反射器。形成绝缘层60b的制程可不同于形成电流阻挡层60a的制程。当绝缘层60b包括多层形式的分布式布拉格反射器时，能够有效地抑制在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷。绝缘层60b可直接连接到与其相邻的电流阻挡层60a，但是并未局限于此。绝缘层60b可与电流阻挡层60a隔开。
内连线65电性连接第一发光单元S1与第二发光单元S2。内连线65包括第一连接部65p及第二连接部65n。第一连接部65p电性连接到位于第一发光单元S1上的透明电极层61，而第二连接部65n电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55。第一连接部65p可配置在第一发光单元S1的一个边缘附近，并且不限于此。或者，第一连接部65p可配置在第一发光单元S1的中央区域。
第二连接部65n可接触第二发光单元S2的倾斜侧表面，尤其是第二发光单元S2的下半导体层55的倾斜侧表面。此外，如图17所示，第二连接部65n可沿着第二发光单元S2的周边依相反的方向延伸，同时电性接触下半导体层55的倾斜侧表面。第一发光单元S1藉由内连线65的第一连接部65p和第二连接部65n串联连接到第二发光单元S2。
内连线65可在内连线65与透明电极层61之间的整个重叠区域上接触透明电极层61。在图1至图3中，绝缘层33的一部分可配置在透明电极层31与内连线35之间。然而，在本示范实施例中，内连线65直接接触透明电极层61且没有任何绝缘材料插置其间。
并且，电流阻挡层60a可配置在内连线65与透明电极层61之间的整个重叠区域上，并且电流阻挡层60a及绝缘层60b可配置在内连线65与第一发光单元S1之间的整个重叠区域上。此外，除了内连线65与第二发光单元S2之间的连接区域之外，绝缘层60b可配置在第二发光单元S2与内连线65之间。
虽然图17中将内连线65的第一连接部65p和第二连接部65n示出为经由两个路径互相连接，但是第一连接部65p和第二连接部65n可经由单一路径互相连接。
当电流阻挡层60a和绝缘层60b具有类似于分布式布拉格反射器的反射特性时，电流阻挡层60a和绝缘层60b可在两倍或少于两倍内连线65区域的区域中实质上位于等同内连线65区域的区域内。当光从主动层57发射时，电流阻挡层60a和绝缘层60b避免内连线65吸收光。然而，当电流阻挡层60a和绝缘层60b占用过大的区域时，有可能会阻挡光的释放。因此，可能有必要限制电流阻挡层60a和绝缘层60b的区域。
绝缘保护层63可配置在内连线65的区域之外。绝缘保护层63覆盖内连线65的区域外侧的第一发光单元S1及第二发光单元S2。绝缘保护层63可由氧化硅层(SiO2)或氮化硅层来形成。绝缘保护层63经形成而具有开口，藉以曝露位于第一发光单元S1上的透明电极层61和第二发光单元S2的下半导体层，并且内连线65可配置在这开口内。
绝缘保护层63的侧表面与内连线65的侧表面可配置成互相面对、或互相接触。或者，绝缘保护层63的侧表面可与内连线65的侧表面隔开以便互相面对。
根据这实施例，因为内连线65的第二连接部65n电性接触第二发光单元S2的倾斜侧表面，所以不需要曝露第二发光单元S2的下半导体层55的上表面。因此，不需要部分移除第二半导体层59和主动层57，因而增加发光二极管的有效发光区域。
此外，电流阻挡层60a和绝缘层60b可由相同的材料来形成且具有相同的结构，因此可藉由相同的制程来形成。并且，因为内连线65配置在绝缘保护层63的开口内，所以可利用相同的掩模图案来形成绝缘保护层63和内连线65。
在这实施例中，发光二极管示出为包含两个发光单元，即，第一发光单元S1及第二发光单元S2。然而，本发明并未局限于两个发光单元，更多个发光单元可藉由内连线65互相电性连接。例如，内连线65可电性连接相邻发光单元的下半导体层55与其透明电极层61以形成发光单元的串联阵列。根据本实施例的发光二极管可包括多个这样的阵列，这些阵列彼此反向并联连接且连接到交流电源。此外，上述发光二极管可配备连接到发光单元的串联阵列的桥式整流器(未示出)，使得发光单元可藉由交流电源来驱动。可藉由利用内连线65连接结构与发光单元S1、S2的结构相同的发光单元来形成桥式整流器。
图19至图25是示出根据本发明的一实施例的一种发光二极管的制造方法的剖面图。
参照图19，半导体堆叠结构56形成于基板51上，且半导体堆叠结构56包括下半导体层55、主动层57及上半导体层59。此外，在形成下半导体层55之前，可在基板51上形成缓冲层53。
基板51可以是蓝宝石(Al2O3)基板、碳化硅(SiC)基板、氧化锌(ZnO)基板、硅(Si)基板、砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)基板、氧化铝锂(LiAl2O3)基板、氮化硼(BN)基板、氮化铝(AlN)基板、或氮化镓(GaN)基板，并且不限于此。即，可根据将要形成在基板上的半导体层的材料从各种材料当中选取基板51。此外，基板51可为在其上表面上具有凹凸图案(未示出)的基板，例如图案化的蓝宝石基板。
缓冲层53用以解除基板51与其上所形成的半导体层55之间的晶格失配，且缓冲层53可由例如氮化镓(GaN)或氮化铝(AlN)构成。当基板51是导电的基板时，缓冲层53可形成为绝缘层或半绝缘层，例如AlN或半绝缘的GaN。
下半导体层55、主动层57及上半导体层59的每一个可由氮化镓型的半导体材料来形成，例如(Al，In，Ga)N。下半导体层55、上半导体层59及主动层57可藉由金属有机化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延、氢化物气相外延(HVPE)等等以不连续或连续的方式形成。
在此，下半导体层及上半导体层分别是n型及p型半导体层，反之亦然。n型半导体层是藉由掺杂氮化镓型的化合物半导体层与例如硅(Si)杂质来形成，而p型半导体层是藉由掺杂氮化镓型的化合物半导体层与例如镁(Mg)杂质来形成。
参照图20，藉由光刻及蚀刻形成多个彼此隔开的发光单元S1、S2。每一个发光单元S1、S2具有倾斜侧表面。在现有的一种发光二极管的制造方法中，增加光刻及蚀刻制程以曝露每一个发光单元S1、S2的下半导体层55的上表面的一部分。然而在这实施例中，将省略部分曝露下半导体层55的上表面的光刻及蚀刻制程。
参照图21，覆盖第一发光单元S1的部分区域的电流阻挡层60a连同覆盖第一发光单元S1的侧表面的部分区域的绝缘层60b一起形成。绝缘层60b也可延伸以覆盖第一发光单元S1与第二发光单元S2之间的区域，且绝缘层60b可覆盖第二发光单元S2的下半导体层55的侧表面的一部分。
电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由沉积绝缘材料层来形成，随后藉由光刻及蚀刻来图案化此绝缘材料层。或者，电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由剥离制程而形成为绝缘材料层。尤其，电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层(例如，SiO2层及TiO2层)而形成为分布式布拉格反射器。当绝缘层60b是多层形式的分布式布拉格反射器时，能够避免在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷，因而相较于现有技术而言，可形成较薄的绝缘层60b。
如图21所示，电流阻挡层60a和绝缘层60b可互相连接，并且不限于此。
接着，透明电极层61形成于第一发光单元S1及第二发光单元S2上。透明电极层61可由例如氧化铟锡(ITO)或氧化锌的导电材料或例如Ni/Au的金属层来形成。透明电极层61连接到上半导体层59且部分配置在电流阻挡层60a上。透明电极层61可藉由剥离制程来形成，并且不限于此。或者，透明电极层61可藉由光刻及蚀刻来形成。
参照图22，绝缘保护层63经形成以覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2。绝缘保护层63覆盖透明电极层61和绝缘层60b。此外，绝缘保护层63可覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2的整个区域。绝缘保护层63可藉由化学气相沉积等等而形成为例如氧化硅层或氮化硅层的绝缘材料层。
参照图23，具有开口的掩模图案70形成于绝缘保护层63上。掩模图案70的开口对应于内连线的区域。接着，利用掩模图案70作为掩模来蚀刻绝缘保护层63的一些区域。结果，在绝缘保护层63中形成开口，藉以曝露透明电极层61和绝缘层60b的一部分、以及第二发光单元S2的下半导体层55的倾斜侧表面。
参照图24，利用留存在绝缘保护层63上的掩模图案70，可在掩模图案70的开口中沉积导电材料以形成内连线65。此时，可在掩模图案70上沉积部分导电材料65a。可藉由镀敷、电子束蒸发、或溅镀来沉积导电材料。
参照图25，掩模图案70连同掩模图案70上的部分导电材料65a一起移除。因此，最后形成使第一发光单元S1及第二发光单元S2互相电性连接的内连线65。
在此，内连线65的第一连接部65p连接到第一发光单元S1的透明电极层61，而内连线65的第二连接部65n连接到第二发光单元S2的下半导体层55的倾斜侧表面。内连线65的第一连接部65p在电流阻挡层60a的上方区域内连接到透明电极层60a。内连线65藉由绝缘层60b而与第一发光单元S1的侧表面隔开。
在这实施例中，电流阻挡层60a和绝缘层60b藉由相同的制程来形成。因此，可利用相同的掩模图案70来形成绝缘保护层63和内连线65，因而可利用相同数目的曝光制程来制造发光二极管，同时增加电流阻挡层60a。
图26是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意剖面图。
参照图26，根据本示范实施例的发光二极管大致上类似于参考图17及图18所述的发光装置，并且还包括透明导电层62。
在根据本实施例的发光二极管中，基板51、发光单元S1、发光单元S2、缓冲层53、透明电极层61、电流阻挡层60a、绝缘层60b、绝缘保护层63及内连线65都类似于以上参考图17及图18所述的实施例的发光二极管的相同元件，因此其详细说明将予以省略。
透明导电层62配置在绝缘层60b与内连线65之间。透明导电层62的线宽比绝缘层60b的线宽窄，藉以避免由于透明导电层62造成上半导体层59与下半导体层55的短路。
另一方面，透明导电层62连接到第一透明电极层61，且透明导电层62可连接第一透明电极层61与第二发光单元S2。例如，透明导电层62的一端可电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55。此外，当两个或更多个发光单元互相连接时，第二透明导电层62可从第二发光单元S2上的第二透明电极层61延伸。
在这实施例中，因为透明导电层62配置在内连线65与绝缘层60b之间，所以即使在不连接内连线65的情况下，电流仍可以流经透明导电层62，因而改善发光二极管的电稳定性。
图27至图30是示出根据图26的示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
参照图27，如同参考图19及图20所述的方法，在基板51上形成半导体堆叠结构56且藉由光刻及蚀刻来形成彼此隔开的多个发光单元S1、S2。然后，如同参考图21所述，覆盖第一发光单元S1的部分区域的电流阻挡层60a连同覆盖第一发光单元S1的侧表面的部分区域的绝缘层60b一起形成。
如同参考图21所述，电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层(例如，SiO2层及TiO2层)而形成为分布式布拉格反射器。当绝缘层60b是多层形式的分布式布拉格反射器时，能够避免在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷，因而相较于现有技术而言，可形成较薄的绝缘层60b。
接着，透明电极层61形成于第一发光单元S1及第二发光单元S2上。如同参考图21所述，透明电极层61可由例如氧化铟锡(ITO)或氧化锌的导电材料或例如Ni/Au的金属层来形成。透明电极层61连接到上半导体层59且部分配置在电流阻挡层60a上。透明电极层61可藉由剥离制程来形成，并且不限于此。或者，透明电极层61可藉由光刻及蚀刻来形成。
在形成透明电极层61期间，也形成透明导电层62。透明导电层62可藉由相同的制程以相同于透明电极层61的材料的材料来形成。透明导电层62形成于绝缘层60b上，并且可连接到透明电极层61。此外，透明导电层62的一端可电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55的倾斜侧表面。
参照图28，绝缘保护层63经形成以覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2。绝缘保护层63覆盖透明电极层61、透明导电层62及绝缘层60b。此外，绝缘保护层63可覆盖第一发光单元S1及第二发光单元S2的整个区域。绝缘保护层63可藉由化学气相沉积等等而形成为例如氧化硅层或氮化硅层的绝缘材料层。
参照图29，如同参考图23所述，具有开口的掩模图案70形成于绝缘保护层63上。掩模图案70的开口对应于内连线的区域。接着，利用掩模图案70作为掩模来蚀刻绝缘保护层63的一些区域。结果，在绝缘保护层63中形成开口，藉以曝露透明电极层61和透明导电层62的一部分、以及第二发光单元S2的下半导体层55的倾斜侧表面。并且，经由此开口曝露绝缘层60b的一部分。
参照图30，如同参考图24所述，利用留存在绝缘保护层63上的掩模图案70，在掩模图案70的开口中沉积导电材料以形成内连线65。
接着，如同参考图25所述，掩模图案70连同掩模图案70上的部分导电材料65a一起被移除。因此，最后形成使第一发光单元S1及第二发光单元S2互相电性连接的内连线65。
在参考图19至图25所述的实施例中，在蚀刻绝缘保护层63期间可能损坏绝缘层60b。例如，当利用例如氟酸的蚀刻溶液来蚀刻绝缘保护层63时，蚀刻溶液可能损坏包含氧化层的绝缘层60b。因此，绝缘层60b可能无法绝缘内连线65与第一发光单元S1，因而导致短路。
在本实施例中，因为透明导电层62配置在绝缘层60b上，所以可保护在透明导电层62底下的绝缘层60b免受蚀刻损坏。因此，能够避免由于内连线65所导致的短路。
在这实施例中，可藉由相同的制程来形成透明电极层61和透明导电层62。因此，可利用相同数目的曝光制程来制造发光二极管，同时增加透明导电层62。
虽然已经参考一些实施例连同附图来解说本发明，但是显然任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明作各种修改及变化。并且，须知在不脱离本发明的精神和范围的情况下，特定实施例的一些特点也可应用于其他的实施例。因此，须知上述实施例藉由仅举例说明的方式提供，并且用以完整揭露本发明以及使任何本领域技术人员能够彻底理解本发明。因此，本发明倾向于包含改良及变化，且这些改良及变化落于后附的权利要求及其相等者的范围中。

Claims (9)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：
第一发光单元和第二发光单元，配置在基板上，所述第一发光单元和所述第二发光单元彼此隔开；
第一透明电极层，配置在所述第一发光单元上，所述第一透明电极层电性连接到所述第一发光单元；
内连线，用以电性连接所述第一发光单元与所述第二发光单元；
绝缘层，配置在所述内连线与所述第一发光单元的侧表面之间；
电流阻挡层，配置在所述第一发光单元上，且与所述绝缘层连接；以及
绝缘保护层，配置在所述第一发光单元和所述第二发光单元上，所述绝缘保护层配置在用以配置所述内连线的区域之外，
其中所述第一发光单元及所述第二发光单元的每一个包括下半导体层、上半导体层、及配置在所述下半导体层与所述上半导体层之间的主动层，
其中所述第一透明电极层具有第一部分及第二部分，所述第一部分配置在所述内连线与所述电流阻挡层之间的，所述第二部分配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上，
其中配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上的所述电流阻挡层的第一端与所述内连线不重叠，且配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上的所述电流阻挡层的第二端与所述第一透明电极层不重叠。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述电流阻挡层的所述第一端与所述第一透明电极层重叠。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其中配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上的所述绝缘保护层的侧表面与所述内连线的侧表面接触。
4.根据权利要求3所述的发光二极管，其中所述发光二极管还包括与所述内连线的所述侧表面接触的所述绝缘保护层的第一端，所述绝缘保护层的所述第一端与所述电流阻挡层的所述第一端重叠。
5.根据权利要求1所述的发光二极管，其中所述电流阻挡层和所述绝缘层包括分布式布拉格反射器。
6.一种发光二极管，其特征在于，包括：
第一发光单元和第二发光单元，配置在基板上，所述第一发光单元和所述第二发光单元彼此隔开；
第一透明电极层，配置在所述第一发光单元上，所述第一透明电极层电性连接到所述第一发光单元；
内连线，用以电性连接所述第一发光单元与所述第二发光单元；
绝缘层，配置在所述内连线与所述第一发光单元的侧表面之间；
电流阻挡层，配置在所述第一发光单元上，且与所述绝缘层连接；以及
绝缘保护层，配置在所述第一发光单元和所述第二发光单元上，所述绝缘保护层配置在用以配置所述内连线的区域之外，
其中所述第一发光单元及所述第二发光单元的每一个包括下半导体层、上半导体层、及配置在所述下半导体层与所述上半导体层之间的主动层，
其中所述第一透明电极层具有第一部分及第二部分，所述第一部分配置在所述内连线与所述电流阻挡层之间的，所述第二部分配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上，
其中配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上的所述绝缘保护层的第一侧表面与所述内连线的第一侧表面接触。
7.根据权利要求6所述的发光二极管，其中配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上的所述电流阻挡层的第一端与所述内连线不重叠，且配置在所述第一发光单元的所述上半导体层上的所述电流阻挡层的第二端与所述第一透明电极层不重叠。
8.根据权利要求7所述的发光二极管，其中所述电流阻挡层的所述第一端与所述第一透明电极层重叠。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其中所述发光二极管还包括与所述内连线的所述第一侧表面接触的所述绝缘保护层的第一端，所述绝缘保护层的所述第一端与所述电流阻挡层的所述第一端重叠。
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