CN110600596A - 垂直型发光二极管结构及其制造方法 - Google Patents

垂直型发光二极管结构及其制造方法 Download PDF

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CN110600596A CN201810606899.XA CN201810606899A CN110600596A CN 110600596 A CN110600596 A CN 110600596A CN 201810606899 A CN201810606899 A CN 201810606899A CN 110600596 A CN110600596 A CN 110600596A
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Abstract

本发明涉及一种垂直型发光二极管结构及其制造方法。该结构包含:发光二极管单元,包含有源层、第一型半导体层、第二型半导体层、第一电极层与第二电极层,有源层具有彼此相对的上表面与下表面。第一型半导体层配置于有源层的上表面上,第二型半导体层配置于有源层的下表面上,第一电极层配置于第一型半导体层的上表面上,第一型半导体层位于有源层与第一电极层之间,第二电极层配置于第二型半导体层的下表面上,第二型半导体层位于有源层与第二电极层之间;绝缘体,配置于第一型半导体层的上表面上,经过发光二极管单元的一侧面延伸至第二型半导体层的下表面上,绝缘体暴露部分第一电极层与部分第二电极层;导电线路,配置于绝缘体的一外表面上。

Description

垂直型发光二极管结构及其制造方法
技术领域
本发明有关于一种发光二极管结构及其制造方法,特别是有关于一种垂直型发光二极管结构及其制造方法。
背景技术
发光二极管(Light-Emitting Diode,LED)是通过半导体技术所制成的光源,由三五族(III-V族)化合物半导体所形成。LED的发光原理是利用半导体中电子和空穴结合而发出光子,不同于传统灯泡需要在上千度的高温操作,也不必像传统日光灯需使用的高电压激发电子束。LED只需要2~4伏特的电压提供,且在一般温度即可正常操作。因此LED的发光寿命也比传统光源长。
LED结构可分为两种,水平型结构和垂直型结构。水平型LED结构的二电极位于基板的同一侧,而垂直型LED结构的二电极则是分别位于基板的两侧。垂直型LED结构与水平型LED结构相比,垂直型LED结构还具有亮度高、散热快、光衰小及稳定性高等优点。
请参考图1,其为现有的一种垂直型发光二极管结构配置于电路板上的示意图。配置于电路板10上的现有的垂直型发光二极管结构100包含一有源层110、N型半导体层120、P型半导体层130、第一电极层140、第二电极层150、一硅基板160与一连接金属层170。P型半导体层130通过连接金属层170而配置于硅基板160上。第一电极层140通过一焊线14而与电路板10的一接垫12电性连接。然而,通过打线接合技术而与电路板10电性连接的垂直型发光二极管结构100与焊线14整体而言会在电路板10上占据较大的空间。
发明内容
本发明提供一种垂直型发光二极管结构,其电性连接至电路板上后所占据的空间较小。
本发明提供一种垂直型发光二极管结构的制造方法,其所制造出的垂直型发光二极管结构在电性连接至电路板上后所占据的空间较小。
本发明提供一种垂直型发光二极管结构,包含一发光二极管单元、一绝缘体与一导电线路。发光二极管单元包含一有源层、一第一型半导体层、一第二型半导体层、一第一电极层与一第二电极层。有源层具有彼此相对的一上表面与一下表面。第一型半导体层配置于有源层的上表面上。第二型半导体层配置于有源层的下表面上。第一电极层配置于第一型半导体层的一上表面上,其中第一型半导体层位于有源层与第一电极层之间。第二电极层配置于第二型半导体层的一下表面上,其中第二型半导体层位于有源层与第二电极层之间。绝缘体配置于第一型半导体层的上表面上,经过发光二极管单元的一侧面而延伸至第二型半导体层的下表面上,其中绝缘体暴露部分第一电极层与部分第二电极层。导电线路配置绝缘体的一外表面上,且从第一型半导体层的上表面上经过发光二极管单元的侧面而延伸至第二型半导体层的下表面上,其中导电线路与第一电极层电性连接。
在本发明一实施例中,发光二极管单元还包含一基板,配置于第二电极层与第二型半导体层的下表面之间。第二电极层位于基板的一下表面上,且位于第二型半导体层的下表面上的部分绝缘体是位于基板的下表面上。
在本发明一实施例中,位于第二型半导体层的下表面上的部分绝缘体包含一焊罩材料。
本发明提供一种垂直型发光二极管结构的制造方法,包含以下步骤。首先,提供一发光二极管单元阵列,包含多个彼此连接的发光二极管单元。发光二极管单元阵列包含一有源层、一第一型半导体层、一第二型半导体层、一第一电极层与一第二电极层。有源层具有彼此相对的一上表面与一下表面。第一型半导体层配置于有源层的上表面上。第二型半导体层配置于有源层的下表面上。第一电极层配置于第一型半导体层的一上表面上,其中第一型半导体层位于有源层与第一电极层之间。第二电极层配置于第二型半导体层的一下表面上,其中第二型半导体层位于有源层与第二电极层之间。
接着,形成一第一绝缘层于第一型半导体层的上表面上,其中第一绝缘层暴露部分第一电极层。接着,形成一第二绝缘层于第二型半导体层的下表面上,其中第二绝缘层暴露部分第二电极层。接着,形成多个第一导电凸块(conductive bump)与多个第二导电凸块于第二电极层上的多个预定位置处,使得这些第一导电凸块与第二电极层电性连接,这些第二导电凸块配置于第二绝缘层上而与第二电极层电性绝缘,其中各个发光二极管单元被分配这些第一导电凸块之一与这些第二导电凸块之一。
接着,将一胶带贴附于第一绝缘层。接着,切割发光二极管单元阵列以进行第一次准分离工艺(quasi-separation process),使得这些发光二极管单元仅通过胶带而彼此连接。接着,拉伸胶带,使得这些发光二极管单元之间的间隙增加。在上述步骤之后,形成一绝缘材料于胶带上以包覆各个发光二极管单元。接着,移除部分绝缘材料以进行第二次准分离工艺,其中留存的部分绝缘材料包覆各个发光二极管单元的一侧面,并且暴露各个第一导电凸块的一部分、各个第二导电凸块的一部分以及胶带位于这些发光二极管单元之间的多个部分。
在上述第二次准分离工艺之后,形成一导电材料于胶带上以包覆各个发光二极管单元,其中导电材料包含一第二导电层与多个位于这些发光二极管单元之间的导电柱体,导电材料电性连接这些第一导电凸块与这些第二导电凸块。接着,移除胶带。接着,形成一第一导电层于第一绝缘层与第一电极层上,其中第一电极层经由第一导电层而与导电材料电性连接。接着,图案化第二导电层,使得第二导电层包含多个第一导电部分与多个第二导电部分,其中这些第一导电部分分别与这些第一导电凸块电性连接,这些第二导电部分分别与这些第二导电凸块电性连接,这些第二导电部分分别与这些导电柱体电性连接,这些第一导电部分与这些第二导电部分为电性绝缘,这些第一导电部分与这些导电柱体为电性绝缘。接着,图案化第一导电层,使得第一导电层包含多个第三导电部分,其中第一电极层的各个第一电极经由这些第三导电部分的对应一个而电性连接至这些导电柱体的对应一个。最后,进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构。
在本发明一实施例中,移除部分绝缘材料以进行第二次准分离工艺的步骤包含以下子步骤。首先,研磨绝缘材料以暴露各个第一导电凸块的一部分与各个第二导电凸块的一部分。接着,移除绝缘材料位于这些发光二极管单元之间的多个部分,以暴露胶带位于这些发光二极管单元之间的多个部分。
在本发明一实施例中,形成绝缘材料于胶带上以包覆各个发光二极管单元的步骤包含以下子步骤。首先,以喷溅(sputtering)的方式形成一无机胶材层于各个发光二极管单元上。接着,形成一有机胶材于胶带上与无机胶材层上以包覆各个发光二极管单元。
本发明提供另一种垂直型发光二极管结构的制造方法,包含以下步骤。首先,提供一发光二极管单元阵列,包含多个彼此连接的发光二极管单元。发光二极管单元阵列包含一有源层、一第一型半导体层、一第二型半导体层、一第一电极层与一第二电极层。有源层具有彼此相对的一上表面与一下表面。第一型半导体层配置于有源层的上表面上。第二型半导体层配置于有源层的下表面上。第一电极层配置于第一型半导体层的一上表面上,其中第一型半导体层位于有源层与第一电极层之间。第二电极层配置于第二型半导体层的一下表面上,其中第二型半导体层位于有源层与第二电极层之间。
接着,形成一第一绝缘层于第一型半导体层的上表面上,其中第一绝缘层暴露部分第一电极层。接着,形成一第二绝缘层于第二型半导体层的下表面上,其中第二绝缘层暴露部分第二电极层。接着,形成多个第一导电凸块与多个第二导电凸块于第二电极层上的多个预定位置处,使得这些第一导电凸块与第二电极层电性连接,这些第二导电凸块配置于第二绝缘层上而与第二电极层电性绝缘,其中各个发光二极管单元被分配这些第一导电凸块之一与这些第二导电凸块之一。
接着,将一胶带贴附于第一绝缘层。接着,切割发光二极管单元阵列以进行准分离工艺,使得这些发光二极管单元仅通过胶带而彼此连接。接着,拉伸胶带,使得这些发光二极管单元之间的间隙增加。在上述步骤之后,以喷溅的方式形成一绝缘材料以包覆各个发光二极管单元。在上述步骤之后,形成一导电材料于胶带上以包覆各个发光二极管单元。接着,移除部分导电材料与部分绝缘材料,以暴露各个第一导电凸块的一部分与各个第二导电凸块的一部分,其中留存的部分导电材料包含多个位于这些发光二极管单元之间的导电柱体。
接着,移除胶带。接着,形成一第一导电层于第一绝缘层与第一电极层上,其中第一电极层经由第一导电层而与导电材料电性连接。接着,形成一第二导电层于这些第一导电凸块上与这些第二导电凸块上,其中这些第一导电凸块与这些第二导电凸块经由第二导电层而与导电材料电性连接。接着,图案化第二导电层,使得第二导电层包含多个第一导电部分与多个第二导电部分,其中这些第一导电部分分别与这些第一导电凸块电性连接,这些第二导电部分分别与这些第二导电凸块电性连接,这些第二导电部分分别与这些导电柱体电性连接,这些第一导电部分与这些第二导电部分为电性绝缘,这些第一导电部分与这些导电柱体为电性绝缘。接着,图案化第一导电层,使得第一导电层包含多个第三导电部分,其中第一电极层的各个第一电极经由这些第三导电部分的对应一个而电性连接至这些导电柱体的对应一个。最后,进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构。
在本发明一实施例中,移除部分导电材料与部分绝缘材料的步骤包含:研磨导电材料与绝缘材料,以暴露各个第一导电凸块的一部分与各个第二导电凸块的一部分。
本发明提供又一种垂直型发光二极管结构的制造方法,包含以下步骤。首先,提供一发光二极管单元阵列,包含多个彼此连接的发光二极管单元。发光二极管单元阵列包含一有源层、一第一型半导体层、一第二型半导体层、一第一电极层与一第二电极层。有源层具有彼此相对的一上表面与一下表面。第一型半导体层配置于有源层的上表面上。第二型半导体层配置于有源层的下表面上。第一电极层配置于第一型半导体层的一上表面上,其中第一型半导体层位于有源层与第一电极层之间。第二电极层配置于第二型半导体层的一下表面上,其中第二型半导体层位于有源层与第二电极层之间。
接着,将一胶带贴附于第二电极层上。接着,切割发光二极管单元阵列以进行准分离工艺,使得这些发光二极管单元仅通过胶带而彼此连接。接着,拉伸胶带,使得这些发光二极管单元之间的间隙增加。在上述步骤之后,形成一绝缘材料于胶带上以包覆各个发光二极管单元。接着,移除部分绝缘材料以暴露第一电极层的各个第一电极的一部分。
接着,移除胶带。接着,形成一绝缘层于第二型半导体层的下表面上,其中绝缘层暴露部分第二电极层。接着,移除部分绝缘材料以于这些发光二极管单元之间的留存的部分绝缘材料内形成多个贯穿孔(through hole)。接着,形成一导电材料于这些贯穿孔内,以形成多个导电通孔(conductive through hole)。接着,形成一第一导电层于第一电极层上、留存的部分绝缘材料上以及这些导电通孔的一侧上,其中第一电极层经由第一导电层而电性连接至这些导电通孔。接着,形成一第二导电层于第二电极层上、绝缘层上与这些导电通孔的另一侧上,其中第二电极层经由第二导电层而电性连接至这些导电通孔。接着,图案化第二导电层,使得第二导电层包含多个第一导电部分与多个第二导电部分,其中这些第一导电部分与第二电极层电性连接,这些第二导电部分分别与这些导电通孔电性连接,这些第一导电部分与这些第二导电部分为电性绝缘,这些第一导电部分与这些导电通孔为电性绝缘。接着,图案化第一导电层,使得第一导电层包含多个第三导电部分,其中第一电极层的各个第一电极经由这些第三导电部分的对应一个而电性连接至这些导电通孔的对应一个。最后,进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构。
在本发明一实施例中,移除部分绝缘材料以暴露第一电极层的各个第一电极的一部分的步骤为通过研磨绝缘材料或以激光照射于绝缘材料形成多个开孔(via)的方式达成。
附图说明
图1为现有的一种垂直型LED结构配置于电路板上的示意图。
图2为本发明第一实施例的一种垂直型LED结构的示意图。
图3A至图3J为图2的垂直型LED结构的制造方法的示意图。
图4A至图4H为图2的垂直型LED结构的另一种制造方法的示意图。
图5为本发明第二实施例的一种垂直型LED结构的示意图。
图6A至图6J为图5的垂直型LED结构的制造方法的示意图。
具体实施方式
【第一实施例】
图2为本发明第一实施例的一种垂直型LED结构的示意图。请参考图2,第一实施例的垂直型发光二极管结构200包含一发光二极管单元210、一绝缘体220与一导电线路230。发光二极管单元210包含一有源层211、一第一型半导体层212(例如N型半导体层)、一第二型半导体层213(例如P型半导体层)、一第一电极层214、一第二电极层215、一基板216与一连接金属层217。有源层211具有彼此相对的一上表面211a与一下表面211b。第一型半导体层212配置于有源层的上表面211a上。第二型半导体层213配置于有源层211的下表面211b上。第一电极层214配置于第一型半导体层212的一上表面212a上,其中第一型半导体层212位于有源层211与第一电极层214之间。第二电极层215配置于第二型半导体层213的一下表面213b上,其中第二型半导体层213位于有源层211与第二电极层215之间。本实施例中,第一型半导体层212的材料例如为N型磷化铝镓铟(n-AlGaInP)或N型氮化镓(n-GaN)、有源层211为多量子阱(multiple quantum well,MQW)层,且第二型半导体层213的材料例如为P型磷化铝镓铟(p-AlGaInP)或P型氮化镓(p-GaN)。
本实施例中,基板216例如为硅基板,配置于第二电极层215与第二型半导体层213的下表面213b之间。第二电极层215位于基板216的一下表面216b上。连接金属层217配置于第二型半导体层213的下表面213b与基板216之间。连接金属层217例如包含一接触层、一反射层及一电流散布层(上述三者并未于图2中绘示)。接触层位于基板216上,反射层位于接触层上,电流散布层位于反射层上且配置于第二型半导体层213的下表面213b上。在本实施例中,接触层例如为一P型接触层(p-contact layer),电流散布层材质例如为P型磷化镓(p-GaP)。
绝缘体220配置于第一型半导体层212的上表面212a上,经过发光二极管单元210的一侧面218而延伸至第二型半导体层213的下表面213b上。本实施中,位于第二型半导体层213的下表面213b上的部分绝缘体220是位于基板216的下表面216b上且包含一焊罩材料。绝缘体220暴露部分第一电极层214与部分第二电极层215。导电线路230配置绝缘体220的一外表面上,且从第一型半导体层212的上表面212a上经过发光二极管单元210的侧面218而延伸至第二型半导体层213的下表面213b上。本实施例中导电线路230是延伸至基板216的下表面216b上。此外,导电线路230与第一电极层214电性连接。
值得注意的是,第一实施例的垂直型发光二极管结构200还包含第一导电凸块240与第二导电凸块250。第一导电凸块240配置于第二电极层215上而与第二电极层215电性连接,第二导电凸块250配置于绝缘体220上且位于基板216的下表面216b上。第二导电凸块250与第二电极层215电性绝缘但与导电线路230电性连接。
第一实施例的垂直型发光二极管结构200的第一电极层214与导电线路230电性连接,且配置绝缘体220的外表面上导电线路230从第一型半导体层212的上表面212a上经过发光二极管单元210的侧面218而延伸至第二型半导体层213的下表面213b上。因此,当第一实施例的垂直型发光二极管结构200配置于电路板上时可通过表面黏着技术与电路板作电性连接,所以与现有技术相较,第一实施例的垂直型发光二极管结构200配置于电路板上时所占据的空间较小。
图3A至图3J为图2的垂直型LED结构的制造方法的示意图。首先,请参考图3A,提供一发光二极管单元阵列300,包含多个彼此连接的发光二极管单元210。发光二极管单元阵列300包含有源层211、第一型半导体层212、第二型半导体层213、第一电极层214与第二电极层215。有源层211、第一型半导体层212、第二型半导体层213、第一电极层214与第二电极层215的配置方式可参考图2及其相关段落所述,于此不再赘述。接着,形成一第一绝缘层222(例如为焊罩层)于第一型半导体层212的上表面212a上,其中第一绝缘层222暴露部分第一电极层214。接着,形成一第二绝缘层224(例如为另一焊罩层)于第二型半导体层213的下表面213b上。本实施例中,第二绝缘层224是例如形成于第二电极层215上,其中第二绝缘层224暴露部分第二电极层215。
接着,请参考图3B,形成多个第一导电凸块240与多个第二导电凸块250于第二电极层215上的多个预定位置处,使得这些第一导电凸块240与第二电极层215电性连接,这些第二导电凸块250配置于第二绝缘层224上而与第二电极层215电性绝缘。各个发光二极管单元210被分配这些第一导电凸块240的其中之一与这些第二导电凸块250的其中之一。接着,将一胶带T贴附于第一绝缘层222。
接着,请参考图3C,切割发光二极管单元阵列300以进行第一次准分离工艺,使得这些发光二极管单元210仅通过胶带T而彼此连接。接着,拉伸胶带T,使得这些发光二极管单元210之间的间隙D2增加。亦即,由于胶带T的拉伸,所以图3C中这些发光二极管单元210之间的间隙D2是大于图3B中这些发光二极管单元210之间的间隙D1。在上述步骤之后,请参考图3D,例如以涂布的方式形成一绝缘材料226于胶带T上以包覆各个发光二极管单元210。在本实施例中,绝缘材料226为一有机胶材。在另一实施例(并未以图面绘示)中,形成绝缘材料于胶带T上以包覆各个发光二极管单元210的步骤包含以下子步骤。首先,以喷溅的方式形成一无机胶材层于各个发光二极管单元210上。接着,形成一有机胶材于胶带T上与无机胶材层上以包覆各个发光二极管单元210。
接着,请参考图3E与图3F,移除部分绝缘材料226以进行第二次准分离工艺,其中留存的部分绝缘材料226包覆各个发光二极管单元210的侧面218,并且暴露各个第一导电凸块240的一部分、各个第二导电凸块250的一部分以及胶带T位于这些发光二极管单元210之间的多个部分。在本实施例中,移除部分绝缘材料226以进行第二次准分离工艺的步骤可包含以下子步骤。首先,请参考图3E,研磨绝缘材料226以暴露各个第一导电凸块240的一部分与各个第二导电凸块250的一部分。接着,请参考图3F,移除绝缘材料226位于这些发光二极管单元210之间的多个部分,以暴露胶带T位于这些发光二极管单元210之间的多个部分。
在上述第二次准分离工艺之后,请参考图3G,例如以电镀的方式形成一导电材料232于胶带T上以包覆各个发光二极管单元210。导电材料232包含第二导电层234与多个位于这些发光二极管单元210之间的导电柱体236,导电材料232电性连接这些第一导电凸块240与这些第二导电凸块250。接着,请参考图3H,移除胶带T。接着,例如以电镀的方式形成一第一导电层238于第一绝缘层222与第一电极层214上,其中第一电极层214经由第一导电层238而与导电材料232电性连接。
接着,请参考图3I,图案化第二导电层234,使得第二导电层234包含多个第一导电部分234a与多个第二导电部分234b。这些第一导电部分234a分别与这些第一导电凸块240电性连接,这些第二导电部分234b分别与这些第二导电凸块250电性连接。这些第二导电部分234b分别与这些导电柱体236电性连接。这些第一导电部分234a与这些第二导电部分234b为电性绝缘,这些第一导电部分234a与这些导电柱体236为电性绝缘。接着,图案化第一导电层238,使得第一导电层238包含多个导电部分238a。第一电极层214的各个第一电极214a经由第一导电层238的这些导电部分238a的对应一个而电性连接至这些导电柱体236的对应一个。最后,请参考图3J,进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构200。
图4A至图4H为图2的垂直型LED结构的另一种制造方法的示意图。请参考图4A至图4B,其中提供一发光二极管单元阵列300、形成第一绝缘层222、形成第二绝缘层224、形成多个第一导电凸块240与多个第二导电凸块250,以及将一胶带T贴附于第一绝缘层222的步骤可参考图3A至图3B及其相关段落所述,于此不再赘述。
接着,请参考图4C,切割发光二极管单元阵列300以进行准分离工艺,使得这些发光二极管单元210仅通过胶带T而彼此连接。接着,拉伸胶带T,使得这些发光二极管单元210之间的间隙D2增加。在上述步骤之后,以喷溅的方式形成一绝缘材料226’(例如无机胶材)以包覆各个发光二极管单元210。在上述步骤之后,请参考图4D,例如以电镀的方式形成一导电材料232’于胶带T上以包覆各个发光二极管单元210。接着,请参考图4E,移除部分导电材料232’与部分绝缘材料226’,以暴露各个第一导电凸块240的一部分与各个第二导电凸块250的一部分。留存的部分导电材料232’包含多个位于这些发光二极管单元210之间的导电柱体236’。在本实施例中,移除部分导电材料232’与部分绝缘材料226’的步骤包含:研磨导电材料232’与绝缘材料226’,以暴露各个第一导电凸块240的一部分与各个第二导电凸块250的一部分。
接着,请参考图4F,移除胶带T。接着,例如以电镀的方式形成一第一导电层238’于第一绝缘层222与第一电极层214上,其中第一电极层214经由第一导电层238’而与导电材料232’电性连接。接着,例如以电镀的方式形成一第二导电层234’于这些第一导电凸块240上与这些第二导电凸块250上,其中这些第一导电凸块240与这些第二导电凸块250经由第二导电层234’而与导电材料232’电性连接。
接着,请参考图4G,图案化第二导电层234’,使得第二导电层234’包含多个第一导电部分234a’与多个第二导电部分234b’。这些第一导电部分234a’分别与这些第一导电凸块240电性连接,这些第二导电部分234b’分别与这些第二导电凸块250电性连接。这些第二导电部分234b’分别与这些导电柱体236’电性连接。这些第一导电部分234a’与这些第二导电部分234b’为电性绝缘,这些第一导电部分234a’与这些导电柱体236’为电性绝缘。接着,图案化第一导电层238’,使得第一导电层238’包含多个导电部分238a’,其中第一电极层214的各个第一电极214a经由第一导电层238’的这些导电部分238a’的对应一个而电性连接至这些导电柱体236’的对应一个。最后,请参考图4H,进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构200。
【第二实施例】
图5为本发明第二实施例的一种垂直型LED结构的示意图。请参考图5与图2,第二实施例的垂直型发光二极管结构400与第一实施例的垂直型发光二极管结构200的不同之处在于,第二实施例的垂直型发光二极管结构400省略第一导电凸块240与第二导电凸块250的配置。第二实施例的垂直型发光二极管结构400的发光二极管单元410的构件以及绝缘体420与导电线路430的配置可见第一实施例中关于发光二极管单元210、绝缘体220与导电线路230的相关叙述,于此不再赘述。
图6A至图6J为图5的垂直型LED结构的制造方法的示意图。首先,请参考图6A,提供一发光二极管单元阵列500,包含多个彼此连接的发光二极管单元410。发光二极管单元阵列500包含有源层411、第一型半导体层412、第二型半导体层413、第一电极层414与第二电极层415。有源层411、第一型半导体层412、第二型半导体层413、第一电极层414与第二电极层415的配置方式可参考图2及关于有源层211、第一型半导体层212、第二型半导体层213、第一电极层214与第二电极层215的相关段落所述,于此不再赘述。
接着,请参考图6B,将一胶带T’贴附于第二电极层415上。接着,请参考图6C,切割发光二极管单元阵列500以进行准分离工艺,使得这些发光二极管单元410仅通过胶带T’而彼此连接。接着,拉伸胶带T’,使得这些发光二极管单元410之间的间隙D2’增加。在上述步骤之后,请参考图6D,形成一绝缘材料426于胶带T’上以包覆各个发光二极管单元410。接着,请参考图6E,通过研磨绝缘材料426的方式来移除部分绝缘材料426,以暴露第一电极层414的各个第一电极414a的一部分。在另一实施例中,移除部分绝缘材料426以暴露第一电极层414的各个第一电极414a的一部分的步骤可为以激光照射于绝缘材料426形成多个开孔的方式达成,这些开孔分别暴露这些第一电极414a,但是并未以图面绘示。
接着,请参考图6F,移除胶带T’。接着,形成一绝缘层424于第二型半导体层413的下表面413b上。本实施例中,绝缘层424是例如形成于第二电极层415上,其中绝缘层424暴露部分第二电极层415。接着,请参考图6G,例如通过激光钻孔的方式移除部分绝缘材料426以于这些发光二极管单元410之间的留存的部分绝缘材料426内形成多个贯穿孔426a。
接着,请参考图6H,例如通过溅镀与电镀的方式形成一导电材料于这些贯穿孔426a内,以形成多个导电通孔426b。接着,例如以电镀的方式形成一第一导电层438于第一电极层414上、留存的部分绝缘材料426上以及这些导电通孔426b的一侧上。第一电极层414经由第一导电层438而电性连接至这些导电通孔426b。接着,例如以电镀的方式形成一第二导电层434于第二电极层415上、绝缘层424上与这些导电通孔426b的另一侧上。第二电极层415经由第二导电层434而电性连接至这些导电通孔426b。
接着,参考图6I,图案化第二导电层434,使得第二导电层434包含多个第一导电部分434a与多个第二导电部分434b。这些第一导电部分434a与第二电极层415电性连接,这些第二导电部分434b分别与这些导电通孔426b电性连接。这些第一导电部分434a与这些第二导电部分434b为电性绝缘,这些第一导电部分434a与这些导电通孔426b为电性绝缘。接着,图案化第一导电层438,使得第一导电层包含多个导电部分438a。第一电极层414的各个第一电极414a经由第一导电层438的这些导电部分438a的对应一个而电性连接至这些导电通孔426b的对应一个。最后,参考图6J,进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构400。
本发明实施例的垂直型发光二极管结构具有以下或其他的优点。本发明实施例的垂直型发光二极管结构的第一电极层与导电线路电性连接,且配置绝缘体的外表面上导电线路从第一型半导体层的上表面上经过发光二极管单元的侧面而延伸至第二型半导体层的下表面上。因此,当本发明实施例的垂直型发光二极管结构配置于电路板上时可通过表面黏着技术与电路板作电性连接,所以与现有技术相较,本发明实施例的垂直型发光二极管结构配置于电路板上时所占据的空间较小。
符号说明
10 电路板
12 接垫
14 焊线
100、200、400 垂直型发光二极管结构
110、211、411 有源层
120 N型半导体层
130 P型半导体层
140、214、414 第一电极层
150、215、415 第二电极层
160 硅基板
170、217 连接金属层
210、410 发光二极管单元
211a、212a 上表面
211b、213b、216b、413b 下表面
212、412 第一型半导体层
213、413 第二型半导体层
214a、414a 第一电极
216 基板
218 侧面
220、420 绝缘体
222 第一绝缘层
224 第二绝缘层
226、226’、426 绝缘材料
230、430 导电线路
232、232’ 导电材料
234、234’、434 第二导电层
234a、234a’、234b、234b’、238a、238a’、434a、434b、438a 导电部分
236、236’ 导电柱体
238、238’、438 第一导电层
240 第一导电凸块
250 第二导电凸块
300、500 发光二极管单元阵列
424 绝缘层
426a 贯穿孔
426b 导电通孔
D1、D2、D2’ 间隙
T、T’ 胶带。

Claims (10)

1.一种垂直型发光二极管结构,包含:
一发光二极管单元,包含:
一有源层,具有彼此相对的一上表面与一下表面;
一第一型半导体层,配置于该有源层的该上表面上;
一第二型半导体层,配置于该有源层的该下表面上;
一第一电极层,配置于该第一型半导体层的一上表面上,其中该第一型半导体层位于该有源层与该第一电极层之间;以及
一第二电极层,配置于该第二型半导体层的一下表面上,其中该第二型半导体层位于该有源层与该第二电极层之间;
一绝缘体,配置于该第一型半导体层的该上表面上,经过该发光二极管单元的一侧面而延伸至该第二型半导体层的该下表面上,其中该绝缘体暴露部分该第一电极层与部分该第二电极层;以及
一导电线路,配置于该绝缘体的一外表面上,且从该第一型半导体层的该上表面上经过该发光二极管单元的该侧面而延伸至该第二型半导体层的该下表面上,其中该导电线路与该第一电极层电性连接。
2.如权利要求1所述的垂直型发光二极管结构,该发光二极管单元还包含一基板,配置于该第二电极层与该第二型半导体层的该下表面之间,其中该第二电极层位于该基板的一下表面上,位于该第二型半导体层的该下表面上的部分该绝缘体是位于该基板的该下表面上。
3.如权利要求1所述的垂直型发光二极管结构,位于该第二型半导体层的该下表面上的部分该绝缘体包含一焊罩材料。
4.一种垂直型发光二极管结构的制造方法,包含步骤:
提供一发光二极管单元阵列,包含多个彼此连接的发光二极管单元,其中该发光二极管单元阵列,包含:
一有源层,具有彼此相对的一上表面与一下表面;
一第一型半导体层,配置于该有源层的该上表面上;
一第二型半导体层,配置于该有源层的该下表面上;
一第一电极层,配置于该第一型半导体层的一上表面上,其中该第一型半导体层位于该有源层与该第一电极层之间;以及
一第二电极层,配置于该第二型半导体层的一下表面上,其中该第二型半导体层位于该有源层与该第二电极层之间;
形成一第一绝缘层于该第一型半导体层的该上表面上,其中该第一绝缘层暴露部分该第一电极层;
形成一第二绝缘层于该第二型半导体层的该下表面上,其中该第二绝缘层暴露部分该第二电极层;
形成多个第一导电凸块与多个第二导电凸块于该第二电极层上的多个预定位置处,使得多个该第一导电凸块与该第二电极层电性连接,多个该第二导电凸块配置于该第二绝缘层上而与该第二电极层电性绝缘,其中各该发光二极管单元被分配多个该第一导电凸块之一与多个该第二导电凸块之一;
将一胶带贴附于该第一绝缘层;
切割该发光二极管单元阵列以进行第一次准分离工艺,使得多个该发光二极管单元仅通过该胶带而彼此连接;
拉伸该胶带,使得多个该发光二极管单元之间的间隙增加;
在上述步骤之后,形成一绝缘材料于该胶带上以包覆各该发光二极管单元;
移除部分该绝缘材料以进行第二次准分离工艺,其中留存的部分该绝缘材料包覆各该发光二极管单元的一侧面,并且暴露各该第一导电凸块的一部分、各该第二导电凸块的一部分以及该胶带位于多个该发光二极管单元之间的多个部分;
在上述第二次准分离工艺之后,形成一导电材料于该胶带上以包覆各该发光二极管单元,其中该导电材料包含一第二导电层与多个位于多个该发光二极管单元之间的导电柱体,该导电材料电性连接多个该第一导电凸块与多个该第二导电凸块;
移除该胶带;
形成一第一导电层于该第一绝缘层与该第一电极层上,其中第一电极层经由该第一导电层而与该导电材料电性连接;
图案化该第二导电层,使得该第二导电层包含多个第一导电部分与多个第二导电部分,其中多个该第一导电部分分别与多个该第一导电凸块电性连接,多个该第二导电部分分别与多个该第二导电凸块电性连接,多个该第二导电部分分别与多个该导电柱体电性连接,多个该第一导电部分与多个该第二导电部分为电性绝缘,多个该第一导电部分与多个该导电柱体为电性绝缘;
图案化该第一导电层,使得该第一导电层包含多个第三导电部分,其中该第一电极层的各个第一电极经由多个该第三导电部分的对应一个而电性连接至多个该导电柱体的对应一个;以及
进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构。
5.如权利要求4所述的垂直型发光二极管结构的制造方法,其中移除部分该绝缘材料以进行第二次准分离工艺的步骤包含:
研磨该绝缘材料以暴露各该第一导电凸块的一部分与各该第二导电凸块的一部分;以及
移除该绝缘材料位于多个该发光二极管单元之间的多个部分,以暴露该胶带位于多个该发光二极管单元之间的多个部分。
6.如权利要求4所述的垂直型发光二极管结构的制造方法,其中形成该绝缘材料于该胶带上以包覆各该发光二极管单元的步骤包含:
以喷溅的方式形成一无机胶材层于各该发光二极管单元上;以及
形成一有机胶材于该胶带上与该无机胶材层上以包覆各该发光二极管单元。
7.一种垂直型发光二极管结构的制造方法,包含步骤:
提供一发光二极管单元阵列,包含多个彼此连接的发光二极管单元,其中该发光二极管单元阵列,包含:
一有源层,具有彼此相对的一上表面与一下表面;
一第一型半导体层,配置于该有源层的该上表面上;
一第二型半导体层,配置于该有源层的该下表面上;
一第一电极层,配置于该第一型半导体层的一上表面上,其中该第一型半导体层位于该有源层与该第一电极层之间;以及
一第二电极层,配置于该第二型半导体层的一下表面上,其中该第二型半导体层位于该有源层与该第二电极层之间;
形成一第一绝缘层于该第一型半导体层的该上表面上,其中该第一绝缘层暴露部分该第一电极层;
形成一第二绝缘层于该第二型半导体层的该下表面上,其中该第二绝缘层暴露部分该第二电极层;
形成多个第一导电凸块与多个第二导电凸块于该第二电极层上的多个预定位置处,使得多个该第一导电凸块与该第二电极层电性连接,多个该第二导电凸块配置于该第二绝缘层上而与该第二电极层电性绝缘,其中各该发光二极管单元被分配多个该第一导电凸块之一与多个该第二导电凸块之一;
将一胶带贴附于该第一绝缘层;
切割该发光二极管单元阵列以进行准分离工艺,使得多个该发光二极管单元仅通过该胶带而彼此连接;
拉伸该胶带,使得多个该发光二极管单元之间的间隙增加;
在上述步骤之后,以喷溅的方式形成一绝缘材料以包覆各该发光二极管单元;
在上述步骤之后,形成一导电材料于该胶带上以包覆各该发光二极管单元;
移除部分该导电材料与部分该绝缘材料,以暴露各该第一导电凸块的一部分与各该第二导电凸块的一部分,其中留存的部分该导电材料包含多个位于多个该发光二极管单元之间的导电柱体;
移除该胶带;
形成一第一导电层于该第一绝缘层与该第一电极层上,其中第一电极层经由该第一导电层而与该导电材料电性连接;
形成一第二导电层于多个该第一导电凸块上与多个该第二导电凸块上,其中多个该第一导电凸块与多个该第二导电凸块经由该第二导电层而与该导电材料电性连接;
图案化该第二导电层,使得该第二导电层包含多个第一导电部分与多个第二导电部分,其中多个该第一导电部分分别与多个该第一导电凸块电性连接,多个该第二导电部分分别与多个该第二导电凸块电性连接,多个该第二导电部分分别与多个该导电柱体电性连接,多个该第一导电部分与多个该第二导电部分为电性绝缘,多个该第一导电部分与多个该导电柱体为电性绝缘;
图案化该第一导电层,使得该第一导电层包含多个第三导电部分,其中该第一电极层的各个第一电极经由多个该第三导电部分的对应一个而电性连接至多个该导电柱体的对应一个;以及
进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构。
8.如权利要求7所述的垂直型发光二极管结构的制造方法,其中移除部分该导电材料与部分该绝缘材料的步骤包含:
研磨该导电材料与该绝缘材料,以暴露各该第一导电凸块的一部分与各该第二导电凸块的一部分。
9.一种垂直型发光二极管结构的制造方法,包含步骤:
提供一发光二极管单元阵列,包含多个彼此连接的发光二极管单元,其中该发光二极管单元阵列,包含:
一有源层,具有彼此相对的一上表面与一下表面;
一第一型半导体层,配置于该有源层的该上表面上;
一第二型半导体层,配置于该有源层的该下表面上;
一第一电极层,配置于该第一型半导体层的一上表面上,其中该第一型半导体层位于该有源层与该第一电极层之间;以及
一第二电极层,配置于该第二型半导体层的一下表面上,其中该第二型半导体层位于该有源层与该第二电极层之间;
将一胶带贴附于该第二电极层上;
切割该发光二极管单元阵列以进行准分离工艺,使得多个该发光二极管单元仅通过该胶带而彼此连接;
拉伸该胶带,使得多个该发光二极管单元之间的间隙增加;
在上述步骤之后,形成一绝缘材料于该胶带上以包覆各该发光二极管单元;
移除部分该绝缘材料以暴露第一电极层的各个第一电极的一部分;
移除该胶带;
形成一绝缘层于该第二型半导体层的该下表面上,其中该绝缘层暴露部分该第二电极层;
移除部分该绝缘材料以于多个该发光二极管单元之间的留存的部分该绝缘材料内形成多个贯穿孔;
形成一导电材料于多个该贯穿孔内,以形成多个导电通孔;
形成一第一导电层于该第一电极层上、留存的部分该绝缘材料上以及多个该导电通孔的一侧上,其中该第一电极层经由该第一导电层而电性连接至多个该导电通孔;
形成一第二导电层于该第二电极层上、该绝缘层上与多个该导电通孔的另一侧上,其中该第二电极层经由该第二导电层而电性连接至多个该导电通孔;
图案化该第二导电层,使得该第二导电层包含多个第一导电部分与多个第二导电部分,其中多个该第一导电部分与该第二电极层电性连接,多个该第二导电部分分别与多个该导电通孔电性连接,多个该第一导电部分与多个该第二导电部分为电性绝缘,多个该第一导电部分与多个该导电通孔为电性绝缘;
图案化该第一导电层,使得该第一导电层包含多个第三导电部分,其中该第一电极层的各该第一电极经由多个该第三导电部分的对应一个而电性连接至多个该导电通孔的对应一个;以及
进行分离工艺,以形成多个垂直型发光二极管结构。
10.如权利要求9所述的垂直型发光二极管结构的制造方法,其中移除部分该绝缘材料以暴露该第一电极层的各个第一电极的一部分的步骤为通过研磨该绝缘材料或以激光照射于该绝缘材料形成多个开孔的方式达成。
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