TW201419582A - 發光二極體的電極結構 - Google Patents

Abstract

本發明為一種發光二極體的電極結構，應用於一發光二極體結構，其包含複數盲孔與一N型金屬電極，該發光二極體結構包含依序堆疊的一本質半導體層、一N型半導體層、一發光層與一P型半導體層、一反射層、一緩衝層、一結合層、一永久基板與一P型電極，其中該複數盲孔具一圖案分佈，該複數盲孔貫穿該本質半導體層到達該N型半導體層，該N型金屬電極分別穿過該盲孔而與該N型半導體層接觸，據此藉由該盲孔所形成的三D立體接觸介面，不但可以降低該N型金屬電極與該N型半導體層的接觸阻抗，更可以使該N型金屬電極牢固地固定於該盲孔內，而不會有剝離的問題。

Description

發光二極體的電極結構

本發明係有關發光二極體，特別是指發光二極體的電極結構。

發光二極體(Light Emitting Diode；LED)，具有輕薄短小、省電等特性，而具廣泛的用途，其主要由半導體材料多重磊晶堆疊而成，以藍光發光二極體為例，其主要是氮化鎵基(GaN-based)磊晶薄膜組成。
請參閱「圖1」所示，為一種習知垂直式發光二極體，其包含組成三明治結構的一N型半導體層1、一發光層2與一P型半導體層3，該P型半導體層3之下依序設置一反射層4(Mirror layer)、一緩衝層5(buffer layer)、一結合層6、一矽基板7與一P型電極8，而該N型半導體層1的表面可以表面不規則化處理以增加光出射率，並供設置一N型電極9，據此於該N型電極9與該P型電極8施予電壓後，該N型半導體層1提供電子，而該P型半導體層3提供電洞，該電子與該電洞於該發光層2結合後即可產生光。
然而，該N型電極9一般為使用薄膜製程形成於該N型半導體層1上，又由於接觸面積與接觸電阻成反比，因此較少的接觸面積會造成較高的阻值，以及該N型電極9可以選用的材質與該N型半導體層1可以選用的材質，黏著性不佳，因此該N型半導體層1與該N型電極9之間的黏結力強度不足，其導致該N型電極9有可能自該N型半導體層1上剝離，而造成發光二極體的損壞。

本發明之主要目的在於揭露一種發光二極體的電極結構，以增加固定電極的強度。
本發明之次要目的在於揭露一種發光二極體的電極結構，以降低接觸阻抗。
本發明為一種發光二極體的電極結構，應用於一發光二極體結構，該發光二極體結構包含依序堆疊的一本質半導體層、一N型半導體層、一發光層、一P型半導體層、一反射層、一緩衝層、一結合層、一永久基板與一P型電極，其包含複數盲孔與複數N型金屬電極。
其中該複數盲孔具一圖案分佈，且該複數盲孔貫穿該本質半導體層到達該N型半導體層，而該複數N型金屬電極分別穿過該複數盲孔而與該N型半導體層接觸。
據此，本發明保留該本質半導體層，因而在實施表面不規則化製程有較多的緩衝空間，而可避免損壞發光二極體，且本發明透過該盲孔的設置，可以形成三D立體接觸介面，其不但增加接觸面積而降低該N型金屬電極與該N型半導體層的接觸阻抗，更可以使該N型金屬電極牢固地固定於該盲孔內，而不會有剝離的問題。

茲有關本發明的詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但應瞭解的是，該等實施例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本發明實施之限制。
請再參閱「圖2」所示，為本發明的第一實施例，本發明包含複數盲孔200A與複數N型金屬電極300A，並應用於一發光二極體結構100，該發光二極體結構100包含依序堆疊的一本質半導體層10、一N型半導體層20、一發光層30、一P型半導體層40、一反射層50、一緩衝層60、一結合層70、一永久基板80與一P型電極90，且該本質半導體層10可以具有一不規則表面11，而該N型半導體層20包含一第一N型半導體層21與一第二N型半導體層22。
其中，該本質半導體層10的厚度較佳值為2微米~4微米，該複數盲孔200A具一圖案分佈，且該複數盲孔200A貫穿該本質半導體層10到達該第一N型半導體層20(亦即該第一N型半導體層21)，又該盲孔200A可以穿入該N型半導體層20並形成一不規則接觸面201，該複數N型金屬電極300A分別穿過該複數盲孔200A而與該N型半導體層20接觸，且該N型金屬電極300A的厚度為5微米~6微米。
據此，該N型金屬電極300A與該N型半導體層20(該第一N型半導體層21)之間為3D立體接觸(下方與側面接觸)結構，因此其接觸面積大，可有效降低接觸阻抗，又該N型金屬電極300A為以插入的方式設置於該盲孔200A內，其結合力強，不易有剝離的問題，而可滿足使用上的需求。
請再參閱「圖3」所示，為本發明的第二實施例，於本實施中，盲孔200B穿入該N型半導體層20並形成一平整接觸面202，可避免粗糙化製程緩衝空間不足，與第一實施例不同之處為其雖犧牲些許的接觸面積，但是其仍然可以讓N型金屬電極300B藉由插入盲孔200B的方式，而可避免產生剝離的問題。
請再參閱「圖4」所示，為本發明的第三實施例，於本實施中，N型金屬電極300C的面積大於盲孔200C的面積，而包覆盲孔200C的周圍並形成於該本質半導體層10上，其可進一步增強N型金屬電極300C的穩固性，且盲孔200C穿入該N型半導體層20並形成不規則接觸面201，同樣可以增加接觸面積而降低阻抗，且該不規則接觸面201可以利用物理方法或化學蝕刻方法，如電漿衝擊等方式形成。
請再參閱「圖5」所示，為本發明的第四實施例，於本實施中，其仍讓N型金屬電極300D的面積大於盲孔200D的面積，而包覆盲孔200D的周圍並形成於該本質半導體層10上，以增強N型金屬電極300D的穩固性，又於本實施例中，盲孔200D穿入該N型半導體層20並形成一平整接觸面202，以避免粗糙化製程緩衝空間不足的問題。
如上所述，本發明透過保留該本質半導體層的方式，可於實施粗化製程有較多的緩衝空間，而避免損壞發光二極體，且本發明透過該盲孔的設置形成3D(下方與側面接觸)立體接觸介面以設置該N型金屬電極，其不但增加接觸面積而降低該N型金屬電極與該N型半導體層的接觸阻抗，更可以使該N型金屬電極牢固地固定於該盲孔內，而不會有剝離的問題。
惟上述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

習知

1．．．N型半導體層

2．．．發光層

3．．．P型半導體層

4．．．反射層

5．．．緩衝層

6．．．結合層

7．．．矽基板

8．．．P型電極

9．．．N型電極

本發明

100．．．發光二極體結構

10．．．本質半導體層

11．．．不規則表面

20．．．N型半導體層

201．．．不規則接觸面

202．．．平整接觸面

21．．．第一N型半導體層

22．．．第二N型半導體層

30．．．發光層

40．．．P型半導體層

50．．．反射層

60．．．緩衝層

70．．．結合層

80．．．永久基板

90．．．P型電極

200A、200B、200C、200D．．．盲孔

300A、300B、300C、300D．．．N型金屬電極

圖1，為習知發光二極體結構圖。
圖2，為本發明第一實施例圖。
圖3，為本發明第二實施例圖。
圖4，為本發明第三實施例圖。
圖5，為本發明第四實施例圖。

100．．．發光二極體結構

10．．．本質半導體層

11．．．不規則表面

20．．．N型半導體層

201．．．不規則接觸面

21．．．第一N型半導體層

22．．．第二N型半導體層

30．．．發光層

40．．．P型半導體層

50．．．反射層

60．．．緩衝層

70．．．結合層

80．．．永久基板

90．．．P型電極

200A．．．盲孔

300A．．．N型金屬電極

Claims (10)

1. 一種發光二極體的電極結構，應用於一發光二極體結構，該發光二極體結構包含依序堆疊的一本質半導體層、一N型半導體層、一發光層、一P型半導體層、一反射層、一緩衝層、一結合層、一永久基板與一P型電極，其包含：
   複數盲孔，該複數盲孔具一圖案分佈，且該複數盲孔貫穿該本質半導體層到達該N型半導體層；
   複數N型金屬電極，該複數N型金屬電極分別穿過該複數盲孔而與該N型半導體層接觸。
2. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該本質半導體層的厚度為2微米~4微米。
3. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該盲孔穿入該N型半導體層並形成一平整接觸面。
4. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該盲孔穿入該N型半導體層並形成一不規則接觸面。
5. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該N型金屬電極的厚度為5微米~6微米。
6. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該N型金屬電極的面積大於該盲孔的面積，而包覆該盲孔的周圍並形成於該本質半導體層上。
7. 如申請專利範圍第6項之發光二極體的電極結構，其中該盲孔穿入該N型半導體層並形成一平整接觸面。
8. 如申請專利範圍第6項之發光二極體的電極結構，其中該盲孔穿入該N型半導體層並形成一不規則接觸面。
9. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該N型半導體層包含一第一N型半導體層與一第二N型半導體層，該複數盲孔貫穿該本質半導體層到達該第一N型半導體層。
10. 如申請專利範圍第1項之發光二極體的電極結構，其中該本質半導體層具有一不規則表面。