CN111211141B - 多层堆栈补隙发光半导体结构及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多层堆栈补隙发光半导体结构及其制作方法，所述多层堆栈补隙发光半导体结构主要包括一第一基板、复数个第一电极、一补隙层、复数个第一发光单元以及复数个第二发光单元。其中，所述复数个第一发光单元及所述复数个第二发光单元彼此间交错排列，达到补隙的功效。
Description
技术领域
本发明提供了一种多层堆栈补隙发光半导体结构及其制作方法，尤指一种复数个第一发光单元及复数个第二发光单元彼此间交错排列，达到补隙的功效的多层堆栈补隙发光半导体结构。
背景技术
在现有的面板显示技术中，应用在许多大型广告面板等地方的发光二极管(Light-emitting diode,LED)面板已经行之有年。在这种需求扩张的前提下，自然会相应产生许多制造以及应用的方式。
此外，对于普通面板的应用来说，迷你发光二极管(Mini light-emitting diode,Mini LED)或微发光二极管(Micro light-emitting diode,Micro LED)的应用与需求也随着可挠穿戴装置或行动装置面板的兴起而逐渐浮出台面。
值得一提的是，无论上述何种发光二极管(Light-emitting diode,LED)结构，都会面临到每个发光二极管晶粒排列间具有空隙(Gap)的问题。在分辨率尚未能达到肉眼难以辨识的程度之前，这些空隙(Gap)极有可能对观看者带来视觉效果不佳的负面影响。因此，以当前的技术来说，就属该点需要极力改善。
发明内容
为解决先前技术中所提到的问题，本发明提供了一种多层堆栈补隙发光半导体结构及其制作方法。其中，所述多层堆栈补隙发光半导体结构主要包括一第一基板、复数个第一电极、一补隙层、复数个第一发光单元以及复数个第二发光单元。
所述复数个第一电极彼此间以一间隔排列设置于所述第一基板上，所述补隙层设置于所述间隔上。至于所述复数个第一发光单元包括一第三电极，且所述复数个第一发光单元依序设置于所述复数个第一电极上。所述复数个第二发光单元更包括一第四电极，且所述复数个第二发光单元依序设置于每个所述补隙层上。此外，所述复数个第一发光单元及所述复数个第二发光单元彼此间交错排列。
至于所述多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法主要包括下列步骤。首先，执行步骤(a)提供一第一基板，接着执行步骤(b)，于所述第一基板上形成一电极层。再执行步骤(c)，以一离间手段透过复数个间隔将所述电极层破片，形成复数个第一电极。
接着执行步骤(d)，于每个所述复数个第一电极上形成复数个第一发光单元，接着于所述间隔的区域形成一补隙层，最后执行步骤(e)，于所述补隙层上形成一第二发光单元。
以上对本发明的简述，目的在于对本发明的数种面向和技术特征作一基本说明。发明简述并非对本发明的详细表述，因此其目的不在特别列举本发明的关键性或重要组件，也不是用来界定本发明的范围，仅为以简明的方式呈现本发明的数种概念而已。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明多层堆栈补隙发光半导体结构其一实施例的结构示意图。
图2为本发明多层堆栈补隙发光半导体结构另一实施例的结构示意图。
图3为本发明多层堆栈补隙发光半导体结构制作方法的流程图。
附图标号说明：
10 多层堆栈补隙发光半导体结构
100 第一基板
101 第一电极
102 补隙层
1021 第二基板
1022 第二电极
1023 间隔
103 第一发光单元
104 第三电极
105 第二发光单元
106 第四电极
20 多层堆栈补隙发光半导体结构
200 第一基板
201 第一电极
202 补隙层
2021 半切沟槽
2022 第二电极
2023 间隔
203 第一发光单元
204 第三电极
205 第二发光单元
206 第四电极
(a)～(e) 步骤
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
为能了解本发明的技术特征及实用功效，并可依照说明书的内容来实施，兹进一步以如图式所示的较佳实施例，详细说明如后：
请参照图1，图1为本发明多层堆栈补隙发光半导体结构其一实施例的结构示意图。
首先，如图1所示，在图1的实施例中，提供了一种多层堆栈补隙发光半导体结构10。其中，多层堆栈补隙发光半导体结构10主要包括第一基板100、复数个第一电极101、补隙层102、复数个第一发光单元103以及复数个第二发光单元105。
复数个第一电极101彼此间以一间隔1023排列设置于第一基板100上，补隙层102则设置于间隔1023上。至于复数个第一发光单元103包括第三电极104，且复数个第一发光单元103依序设置于复数个第一电极101上。复数个第二发光单元105更包括第四电极106，且所述复数个第二发光单元105依序设置于每个所述补隙层102上。此外，复数个第一发光单元103及复数个第二发光单元105彼此间交错排列。
在本实施例中，第三电极104设置于第一发光单元103的上；而第四电极106则设置于第二发光单元105的上。而本实施例的补隙层102包括第二基板1021及第二电极1022，第二电极1022设于第二基板1021上。
在本实施例中，第一发光单元103及第二发光单元105中更包括发光二极管发光层(Active Layer)。更进一步来说，是单个发光二极管晶粒中的发光二极管发光层(ActiveLayer)。因此，本实施例的第三电极104、第一发光单元103及第一电极101所组成的群系形成独立的发光二极管(LED)晶粒；而第四电极106、第二发光单元105及第二电极1022所组成的群则形成另一个独立的发光二极管(LED)晶粒。
如此一来，本实施例除了可以独立控制各第一发光单元103及第二发光单元105的发光与否之外，更重要的是填补了原来数组的第一发光单元103间的空隙(Gap)，达到满版出光的功效。
接着请参照图2，图2为本发明多层堆栈补隙发光半导体结构另一实施例的结构示意图。
如图2所示，在图2的实施例中，提供了本发明另一种多层堆栈补隙发光半导体结构20的实施例。其中，多层堆栈补隙发光半导体结构20主要包括第一基板200、复数个第一电极201、补隙层202、复数个第一发光单元203以及复数个第二发光单元205。
其中，复数个第一电极201彼此间以一间隔2023排列设置于第一基板200上，补隙层202则设置于间隔2023上。至于复数个第一发光单元203包括第三电极204，且复数个第一发光单元203依序设置于复数个第一电极201上。复数个第二发光单元205更包括第四电极206，且所述复数个第二发光单元205依序设置于每个所述补隙层202上。此外，复数个第一发光单元203及复数个第二发光单元205彼此间交错排列。
在本实施例中，第三电极204设置于第一发光单元203的上；而第四电极206则设置于第二发光单元205的上。而本实施例的补隙层202与图1所载的实施例有所不同。本实施例的补隙层202包括半切沟槽2021及第二电极2022，其中第二电极2022设于半切沟槽2021上。
在本实施例中，第一发光单元203及第二发光单元205中更包括发光二极管发光层(Active Layer)。更进一步来说，是单个发光二极管晶粒中的发光二极管发光层(ActiveLayer)。因此，本实施例的第三电极204、第一发光单元203及第一电极201所组成的群系形成独立的发光二极管(LED)晶粒；而第四电极206、第二发光单元205及第二电极2022所组成的群则形成另一个独立的发光二极管(LED)晶粒。
如此一来，本实施例除了可以独立控制各第一发光单元203及第二发光单元205的发光与否的外，更重要的是填补了原来数组的第一发光单元203间的空隙(Gap)，达到满版出光的功效。
透过图1及图2的示意，可知图1及图2中实施例所载的结构差异主要在于补隙层102及补隙层202的制作方法。而相同的处在于第一基板100及第一基板200的材质皆可选自硅(Si)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及蓝宝石(sapphire)。
为说明制程上的不同，请参照图3，图3为本发明多层堆栈补隙发光半导体结构制作方法的流程图。
首先，执行步骤(a)提供一第一基板，接着执行步骤(b)，于所述第一基板上形成一电极层。再执行步骤(c)，以一离间手段透过复数个间隔将所述电极层破片，形成复数个第一电极。接着执行步骤(d)，于每个所述复数个第一电极上形成复数个第一发光单元，接着于所述间隔的区域形成一补隙层，最后执行步骤(e)，于所述补隙层上形成一第二发光单元。
其中，步骤(d)中，形成所述补隙层102(或补隙层202)的方法为激光成形式直接纳米转印(Laser Assisted Direct Imprint,LADI)。透过准分子激光的使用，精准控制补隙层102(或补隙层202)内所需的结构。
将图3中的制程套用至图1的实施例，请同时参照图3及图1。首先执行步骤(a)时，提供第一基板100。第一基板100的材质可选自硅(Si)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及蓝宝石(sapphire)。
接着执行步骤(b)，于所述第一基板100上形成一电极层。在图1的实施例中，电极层即第一电极101的前身。换言的，步骤(c)中，以一离间手段透过复数个间隔1023将所述电极层破片，形成复数个第一电极101，即制作出图1中，复数个第一电极101被复数个间隔1023分隔结构的主要步骤。
步骤(d)中，于每个复数个第一电极101上形成复数个第一发光单元103，接着于所述间隔1023的区域形成一补隙层102。在图1的实施例中，形成第一发光单元103时会预留一定的区域供补隙层102生成。而补隙层102的制作步骤包括先以激光成形式直接纳米转印(Laser Assisted Direct Imprint,LADI)制作第二基板1021，再以同样的原理制作于第二基板1021上的第二电极1022。
最后执行步骤(e)，于补隙层102上制作第二发光单元105。换句话说，便可以透过所述方法，于第二电极1022上制作第二发光单元105，之后再于第二发光单元105上制作图1中的第四电极106，使所述些构造形成独立运作的发光二极管(LED)晶粒。同样的，第一电极101上也会形成第一发光单元103，进而于第一发光单元103上制作第三电极104，供独立运作的发光二极管(LED)晶粒使用。
而图2的实施例同样也可套用图3的制作方法进行的，请同时参照图3及图2。首先执行步骤(a)时，提供第一基板200。第一基板200的材质可选自硅(Si)、碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)及蓝宝石(sapphire)。
接着执行步骤(b)，于所述第一基板200上形成一电极层。在图2的实施例中，电极层即第一电极201的前身。换言的，步骤(c)中，以一离间手段透过复数个间隔2023将所述电极层破片，形成复数个第一电极201，即制作出图2中，复数个第一电极201被复数个间隔2023分隔结构的主要步骤。
与图1的实施例不同的是，图1的实施例中，形成第一发光单元103时会预留一定的区域供补隙层102生成；而在图2的实施例中，于步骤(c)的离间手段时，会使用半切基板的方式(亦可采用激光雕刻或蚀刻等技术)将间隔2023的区域分出半切沟槽2021后，才执行步骤(d)。在图2的实施例中，步骤(d)，于每个复数个第一电极201上形成复数个第一发光单元203，接着于所述间隔1023的区域形成一补隙层202。
本实施例中的补隙层202的制作步骤，是以激光成形式直接纳米转印(LaserAssisted Direct Imprint,LADI)直接将第二电极2022制作于前述的半切沟槽2021的上。
最后执行步骤(e)，于补隙层202上制作第二发光单元205。换句话说，便可以透过所述方法，于第二电极2022上制作第二发光单元205，之后再于第二发光单元205上制作图2中的第四电极206，使所述些构造形成独立运作的发光二极管(LED)晶粒。同样的，第一电极201上也会形成第一发光单元203，进而于第一发光单元203上制作第三电极204，供独立运作的发光二极管(LED)晶粒使用。
本发明实施例中所提及的各种层结构制作方法虽举激光成形式直接纳米转印(Laser Assisted Direct Imprint,LADI)为例，然实际上所有可制作相关结构的半导体结构制作方法(包括微影蚀刻、激光溅镀、蒸镀抑或是磊晶法等)，应皆包括在本发明的范围的内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (11)
1.一种多层堆栈补隙发光半导体结构，其特征在于，
一第一基板；
复数个第一电极，彼此间以一间隔排列设置于所述第一基板上；
一补隙层，设置于所述间隔上；
复数个第一发光单元，包括一第三电极，且所述复数个第一发光单元依序设置于所述复数个第一电极上；以及
复数个第二发光单元，包括一第四电极，且所述复数个第二发光单元依序设置于每个所述补隙层上；
所述复数个第一发光单元及所述复数个第二发光单元彼此间交错排列。
2.根据权利要求1所述的多层堆栈补隙发光半导体结构，其特征在于，所述复数个第一发光单元及所述复数个第二发光单元更包括发光二极管发光层。
3.根据权利要求1所述的多层堆栈补隙发光半导体结构，其特征在于，所述第一基板的材质选自硅、碳化硅、氧化锌、氮化镓及蓝宝石。
4.根据权利要求1所述的多层堆栈补隙发光半导体结构，其特征在于，中所述补隙层包括：
一第二基板；以及，
一第二电极，设于所述第二基板上。
5.根据权利要求1所述的多层堆栈补隙发光半导体结构，其特征在于，所述补隙层包括：
一半切沟槽；以及
一第二电极，形成于所述半切沟槽中。
6.一种多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法，其特征在于，包括：
(a)提供一第一基板；
(b)于所述第一基板上形成一电极层；
(c)以一离间手段透过复数个间隔将所述电极层破片，形成复数个第一电极；
(d)于每个所述复数个第一电极上形成复数个第一发光单元，接着于所述间隔的区域形成一补隙层；以及
(e)于所述补隙层上形成一第二发光单元。
7.根据权利要求6所述的多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法，其特征在于，所述复数个第一发光单元及所述第二发光单元更包括发光二极管发光层。
8.根据权利要求6所述的多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法，其特征在于，所述第一基板的材质选自硅、碳化硅、氧化锌、氮化镓及蓝宝石。
9.根据权利要求6所述的多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法，其特征在于，步骤(d)中，形成所述补隙层的方法为激光成形式直接纳米转印。
10.根据权利要求6所述的多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法，其特征在于，所述补隙层包括：
一第二基板；以及
一第二电极，设于所述第二基板上。
11.根据权利要求6所述的多层堆栈补隙发光半导体结构的制作方法，其特征在于，
所述补隙层包括：
一半切沟槽；以及
一第二电极，形成于所述半切沟槽中。
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