TW201547058A - 發光二極體及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
公開一種發光二極體及其製造方法。發光二極體包括：
發光結構體；多個孔，其貫通第二導電型半導體層及活性層，並且第一導電型半導體層部分地露出；及，多個單元電極層，其相互隔開，包括與第一導電型半導體層和第二導電型半導體層電連接並相互絕緣的第一電極層和第二電極層，其中，第二電極層包括與多個孔分別對應的開口部；及，至少一個連接層，其電連接至少兩個單元電極層；其中，第一電極層通過多個孔，與第一導電型半導體層形成歐姆接觸，部分地覆蓋發光結構體。因此，能夠提供改進電流分散效應及發光均勻性的發光二極體。
Description
本發明是有關於一種發光二極體及其製造方法，特別是有關於一種發光二極體及其製造方法，其盡可能避免發光面積減少，提高電流分散效應。
發光二極體是一種無機半導體元件，能夠發出電子和電洞複合產生的光，近年來，人們利用具有直接帶隙型特點的氮化物半導體開發和製造發光二極體。
發光二極體按電極配置位置或所述電極與外部引線連接的方式不同，分為水平式發光二極體、直立式發光二極體或覆晶式(flip-chip)發光二極體等等。最近，隨著對高功率發光二極體的需求增加，對散熱效率高的大面積覆晶式發光二極體的需求也猛增。
在大面積覆晶式發光二極體中，電流分散效應是決定發光二極體發光效率的重要因素。相對來講，晶片面積越大，在一個晶片內發生發光偏移的機率越高，所以電流分散效應對發光二
極體的發光效率產生很重要的影響。因此，為了提高大面積覆晶式發光二極體的電流分散效應和散熱效率，公開了各種電極結構及半導體層的結構。
但是，如上所述的現有技術，因使用線型擴展部，擴展部的電阻較大，分散電流受到限制。而且，反射電極在P型半導體層上的位置有局限，導致相當一部分光無法被反射電極反射，而是被焊墊及擴展部所損失。另外，根據N型電極和P型電極位置，發生電流位移現象，存在發光效率非常低下的區域。
不僅如此，為了形成N型電極，N型半導體層的露出區域相對較寬。這直接導致發光區域減少，降低發光二極體整體發光效率和發光強度。
本發明所要解決的技術問題是，提供一種能夠盡可能防止發光區域減少的發光二極體。
本發明所要解決的另一技術問題是，提供一種改進電流分散效應的發光二極體。
本發明所要解決的另一技術問題是，提供一種發光二極體製造方法，其簡化去除活性層的程序，提高電流分散效應，製程簡單。
根據本發明一個方面的發光二極體包括：發光結構體，其包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層上的活性層以及位於所述活性層上的第二導電型半導體層；多個孔，其貫通所述第二導電型半導體層及所述活性層，並且所述第一導電型半導體層部分地露出；及，第一電極層和第二電極層，分別與與所述第一導電型半導體層和第二導電型半導體層電連接並相互絕緣，所述第二電極層包括多個單元電極層，其相互隔開，並包括；及，至少一個連接層，其電連接至少兩個所述單元電極層；所述第一電極層通過所述多個孔，與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸，部分地覆蓋所述發光結構體。
根據所述發光二極體，能夠提高電流分散效應及發光均勻性。因此，能夠提供高效大面積覆晶式發光二極體。
所述單元電極層位於所述第二導電型半導體層上，能夠與所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸。
所述開口部可以位於所述單元電極層的中心部。
所述多個單元電極層可以分別具有相同的面積。
另外，所述多個單元電極層可以按照格型配置在所述發光結構體上。
可以包括一個連接層，其電連接至少三個以上所述單元電極層。
在其他實施例中，可以包括多個連接層，其連接所述單元電極層中鄰接的單元電極層。
所述發光二極體還可以包括覆蓋所述多個單元電極層及所述發光結構體的下部絕緣層，所述下部絕緣層可以包括對應於所述多個孔形成的第一開口部以及使各個所述單元電極層部分地露出的第二開口部。
所述單元電極層可以由金屬反射層形成，但不限定於此，可以包括透明導電氧化物層。另外，所述下部絕緣層可以包括分散式布拉格反射器。在特定實施例中，所述單元電極層可以包括透明導電氧化物層，所述下部絕緣層可以包括分散式布拉格反射器。根據這些實施例，利用所述第二電極層或所述下部絕緣層，可以進行光反射，改進光效率。
而且，所述第一電極層可以通過所述第一開口部，與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸，所述第一電極層可以部分地覆蓋所述下部絕緣層。
所述第二電極層還包括接觸層，其填充所述第二開口部並連接於所述單元電極層，所述連接層可以電連接位於鄰接單元電極層上的接觸層。
另外，所述連接層可以位於所述下部絕緣層上。
所述發光二極體還可以包括覆蓋所述第一電極層以及第二電極層的上部絕緣層，所述上部絕緣層可以包括使所述第一電極層部分地露出的第三開口部以及至少使一部分所述接觸層部分地露出的第四開口部。
所述上部絕緣層可以包括分散式布拉格反射器。因此，
可以防止光損失，提高光效率。
此外，所述發光二極體還可以包括：第一焊墊，其通過所述第三開口部與所述第一電極層連接，並位於所述上部絕緣層上；及，第二焊墊，其與所述第一焊墊隔開，通過所述第四開口部與所述接觸層連接，並位於所述上部絕緣層上。
另外，所述發光二極體還可以包括位於絕緣層上的散熱片。
所述散熱片可以位於所述第一焊墊及第二焊墊之間，並與所述第一焊墊及第二焊墊電絕緣。
在幾個實施例中，所述發光二極體還可以包括第一焊墊及第二焊墊，其分別與所述第一電極層及第二電極層電連接，並位於所述發光結構體上。
根據本發明另一個方面的發光二極體製造方法包括：在基板上形成包括第一導電型半導體層、活性層及第二導電型半導體層的發光結構體；對所述發光結構體進行圖案化，形成使所述第一導電型半導體層露出的多個孔，並在所述第二導電型半導體層上形成相互隔開的多個單元電極層；形成通過所述多個孔與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸的第一電極層，以及形成與所述第一電極層電絕緣並電連接所述多個單元電極層的連接層；其中，所述多個單元電極層包括開口部，所述開口部與所述多個孔分別對應，所述第一電極層部分地覆蓋所述發光結構體。
根據所述製造方法，提供一種通過簡化的程序製造改進
電流分散效應的發光二極體的方法。
所述多個單元電極層可以與所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸。
所述製造方法還可以包括，在各個所述多個單元電極層上形成接觸層，所述連接層電連接至少兩個以上接觸層，所述接觸層和連接層可以同時形成。
所述製造方法還可以包括，在形成所述第一電極層及連接層之前形成下部絕緣層，其覆蓋所述發光結構體及單元電極層，所述下部絕緣層可以包括在所述多個孔內使第一導電型半導體層露出的第一開口部，以及使所述單元電極層部分地露出的第二開口部。
在本發明的一個實施例中，所述單元電極層可以包括金屬反射層。在本發明的另一個實施例中，所述單元電極層可以包括透明導電氧化物層。另外，所述下部絕緣層可以包括分散式布拉格反射器。
而且，所述製造方法還可以包括，在各個所述多個單元電極層上形成填充所述第二開口部的接觸層，而所述第一電極層、所述連接層及所述接觸層同時形成，所述第一電極層可以與所述連接層和接觸層隔開。
所述製造方法還可以包括，形成覆蓋所述第一電極層、連接層及接觸層的上部絕緣層，其中，所述上部絕緣層可以包括使所述第一電極層露出的至少一個第三開口部，以及使所述接觸
層露出的第四開口部。
*37另外，所述製造方法還可以包括形成第一焊墊和第二焊墊，其中，第一焊墊通過所述第三開口部與所述第一電極層電連接，第二焊墊通過所述第四開口部與所述接觸層電連接。
所述製造方法還可以包括，形成位於所述上部絕緣層上的散熱片。
在其他實施例中，所述製造方法還可以包括，形成第一焊墊及第二焊墊，其中，第一焊墊及第二焊墊分別與所述第一電極層及單元電極層電連接，位於所述發光結構體上。
根據本發明，提供一種發光二極體，其包括通過多個孔與第一導電型半導體層形成歐姆接觸的結構，盡可能避免發光區域減少。另外，提供一種提高電流分散效應和發光均一性的發光二極體。而且，提供一種能夠同時部分地形成第一電極層和第二電極的發光二極體製造方法，使得發光二極體的製造變得簡單。
110‧‧‧基板
120‧‧‧發光結構體
121‧‧‧第一導電型半導體層
123‧‧‧活性層
125‧‧‧第二導電型半導體層
127‧‧‧孔
130‧‧‧第二電極層
131‧‧‧電極層
131a‧‧‧開口部
131u‧‧‧單元電極層
133‧‧‧接觸層
135‧‧‧連接層
141‧‧‧第一電極層
151‧‧‧下部絕緣層
151a‧‧‧第一開口部
151b、151b'‧‧‧第二開口部
153‧‧‧上部絕緣層
153a‧‧‧第三開口部
153b‧‧‧第四開口部
161‧‧‧第一焊墊
163‧‧‧第二焊墊
170‧‧‧散熱片
210‧‧‧分隔區域
A-A、B-B、C-C‧‧‧線
圖1至圖4是用於說明本發明一個實施例的發光二極體的俯視圖及剖面圖。
圖5是用於說明本發明另一實施例的發光二極體的俯視圖。
圖6是用於說明本發明另一實施例的發光二極體的俯視圖。
圖7(a)、圖7(b)至圖13(a)、圖13(b)是用於說明本發明另一實施例的發光二極體製造方法的俯視圖及剖面圖。
以下，參照附圖，詳細說明本發明的實施例。下面介紹的實施例是為了能夠向本發明所屬領域的技術人員充分傳達本發明的思想而作為示例提供的。因此，本發明不限定於以下說明的實施例，也可以以其它形態而具體化。而且，在附圖中，為了便利，構成要素的寬度、長度、厚度等也可以誇張表現。另外，當記載為一個構成要素在其它構成要素的「上部」或「上表面」時，不僅包括各部分在其它部分的「直接上部」或「直接上表面」的情形，也包括在各構成要素與其它構成要素之間還有另外構成要素的情形。在通篇說明書中，相同參照符號代表相同的構成要素。
圖1至圖4是用於說明本發明一個實施例的發光二極體的俯視圖及剖面圖。圖2至圖4是圖示分別對應於圖1的A-A線、B-B線、C-C線的剖面圖。為了說明的便利，圖1未示出符號。對於俯視圖相關的各個構成的符號，將通過參照圖7(a)、圖7(b)至圖13(a)、圖13(b)說明的實施例，進行詳細說明。
如圖1至圖4所示，根據本發明一個實施例的發光二極體包括：發光結構體(120)，其包括第一導電型半導體層(121)、活性層(123)及第二導電型半導體層(125)；第一電極層(141)；第二電極層(130)。進而，所述發光二極體還可以包括基板(110)、下部絕
緣層(151)、上部絕緣層(153)、第一焊墊(161)及第二焊墊(163)。
基板(110)只要是能夠使發光結構體(120)生長的基板，則不進行限定，例如，可以是藍寶石基板、碳化矽基板、矽基板、氮化鎵基板、氮化鋁基板等。在本實施例中，基板(110)可以是圖案化的藍寶石基板(Patterned Sapphire Substrate；PSS)。
在發光二極體中，基板(110)可以去除。基板(110)被用於發光結構體的生長基板時，基板(110)可以利用該領域的技術人員(以下簡稱“技術人員”)公知的技術，從發光結構體(120)分離去除。基板(110)可以通過物理及/或化學的方法而從發光結構體體分離或去除，例如，可以利用鐳射剝離、化學剝離、壓力剝離或研磨等方法分離或去除。
發光結構體(120)可以包括第一導電型半導體層(121)、位於第一導電型半導體層(121)上的活性層(123)及位於活性層(123)上的第二導電型半導體層(125)。另外，所述發光二極體包括多個孔(127)，其貫通發光結構體(120)的第二導電型半導體層(125)和活性層(123)，使第一導電型半導體層(121)部分地露出。
第一導電型半導體層(121)、活性層(123)及第二導電型半導體層(125)可以包括III-V系化合物半導體，例如，可以包括(Al,Ga,In)N等氮化物系半導體。第一導電型半導體層(121)可以包括n型雜質(例如，Si)，第二導電型半導體層(125)可以包括p型雜質(例如，Mg)。另外，還可以與其相反。活性層(123)可以包括多量子阱結構(MQW)。
多個孔(127)可以部分地去除活性層(123)和第二導電型半導體層(125)，使第一導電型半導體層(121)的上表面部分地露出而形成。多個孔(127)的數量及配置位置不限定，例如，如圖1所示，可以按照一定間隔有規律地排列。可以根據多個孔(127)的位置，決定如後所述的單元電極層(131u)位置。
如後所述，第一電極層(141)可以通過孔(127)與第一導電型半導體層(121)形成歐姆接觸。因此，在發光結構體(120)上有規律地配置多個孔(127)，使電流大體均勻地分散於整個發光結構體(120)。但是，圖中所示的多個孔(127)的數量及配置位置僅為示例而已，可以考慮電流分散效應進行各種設計。
另外，第一電極層(141)通過孔(127)與第一導電型半導體層(121)形成歐姆接觸，為了形成與第一導電型半導體層(121)連接的電極等，去除活性層(123)的區域與對應於多個孔(127)的區域相同。因此，使第一導電型半導體層(121)和金屬層形成歐姆接觸的區域最小化，與以往相比，可以提供相對於整體晶片面積而言發光區域面積比率更大的發光二極體。
第一電極層(141)和第二電極層(130)可以分別與第一導電型半導體層(121)和第二導電型半導體層(125)電連接。尤其，第二電極層(130)可以包括電極層(131)和連接層(135)，且還可以包括接觸層(133)。另一方面，第一電極層(141)和第二電極層(130)相互絕緣。例如，第一電極層(141)和第二電極層(130)可以由下部絕緣層(151)及上部絕緣層(153)絕緣。
電極層(131)位於第二導電型半導體層(125)上，部分地覆蓋第二導電型半導體層(125)的上表面，形成歐姆接觸。另外，電極層(131)為多個單元電極層(131u)，可以分隔開來配置在發光結構體(120)上。此時，各個單元電極層(131u)包括至少對應於一個孔(127)的開口部。即，至少一個孔(127)可以通過所述開口部露出，且單元電極層(131u)的開口部的寬度和面積大於孔(127)的面積。
各個單元電極層(131u)可以按照大體相同的面積及/或形態配置在發光結構體(120)上，而且還可以有規律地配置。例如，如圖1所示，可以按照格型配置單元電極層(131u)。與第二導電型半導體層(125)形成歐姆接觸的多個單元電極層(131u)具有大體相同的面積及/或形態，使電流能夠在整個發光結構體(120)上均勻分散。
再次參照圖1至圖4可知，各個單元電極層(131u)可以對應於多個孔(127)所處區域進行配置。尤其，單元電極層(131u)的開口部可以位於各個單元電極層(131u)的中心部，因此，各個多個孔(127)可以位於單元電極層(131u)的中心部。
本發明的發光二極體，其運轉時，第一導電型半導體層(121)通過多個孔(127)與第一電極層(141)形成歐姆接觸，第二導電型半導體層(121)通過各個單元電極層(131u)形成歐姆接觸。因此，可以通過多個孔(127)和單元電極層(131u)，向第一導電型半導體層(121)及第二導電型半導體層(125)供給電流，且因孔(127)
位於單元電極層(131u)的中心部，使電流均勻分散於單元電極層(131u)下部區域的發光結構體區域。這些單元電極層(131u)和孔(127)有規律地配置在整個發光結構體上，使得電流能夠均勻分散於整個發光結構體的發光區域。因此，本發明的發光二極體能夠提高電流分散效應。
*57電極層(131)可以包括金屬反射層，但並不局限於此，也可以包括氧化銦錫(ITO)或氧化鋅(ZnO)等透明導電氧化物層。
在本發明一個實施例中，電極層(131)可以包括反射層以及覆蓋所述反射層的覆蓋層。
如上所述，電極層(131)與第二導電型半導體層(125)形成歐姆接觸，且可以發揮光反射作用。因此，所述反射層可以包含反射率高並能夠與第二導電型半導體層形成歐姆接觸的金屬。例如，所述反射層可以包含Ni、Pt、Pd、Rh、W、Ti、Al、Ag及Au中的至少一種。另外，所述反射層可以包括單層或多層。
所述覆蓋層能夠防止所述反射層與不同物質間的相互擴散，能夠防止外部的其它物質擴散到所述反射層而導致所述反射層損傷。因此，所述覆蓋層可以以覆蓋所述反射層的下面及側面形成。所述覆蓋層能夠與所述反射層一起與第二導電型半導體層(125)電連接，能夠與所述反射層一起，起到一種電極作用。所述覆蓋層可以包含諸如Au、Ni、Ti、Cr中的至少一種，還可以包括單層或多層。
再次參照圖片可知，所述發光二極體還可以包括下部絕
緣層(151)。下部絕緣層(151)可以部分地覆蓋發光結構體(120)及金屬層(131)，另外，下部絕緣層(151)可以覆蓋多個孔(127)的側面的同時，使孔(127)的下面露出，還可以覆蓋發光結構體(120)的側面。
下部絕緣層(151)可以包括位於與多個孔(127)所處位置相對應位置的第一開口部，以及使電極層(131)部分地露出的第二開口部。可以通過第一開口部及孔(127)，使第一導電型半導體層(121)部分地露出，可以通過第二開口部，使電極層(131)部分地露出。第二開口部可以在各個單元電極層(131u)上至少形成一個以上。
下部絕緣層(151)可以包含絕緣性的物質，例如，可以包含SiO2或SiNx。進而，下部絕緣層(151)可以包括多層，也可以包括折射率不同的物質交替層疊的分散式布拉格反射器。
第一電極層(141)可以位於發光結構體(120)上，可以填充多個孔(127)，與第一導電型半導體層(121)形成歐姆接觸。第一電極層(141)可以形成為全面覆蓋除下部絕緣層(151)部分區域以外的其他部分，尤其，可以形成為覆蓋至發光結構體(120)的側面。由於發光結構體(120)的側面也形成第一電極層(141)，能夠反射從活性層(123)向側面釋放的光，提高發光二極體的發光效率。第一電極層(141)不位於與下部絕緣層(151)的第二開口部相對應的區域，另外，第二開口部可以不位於虛擬連接的區域相對應的部位。例如，如圖1及圖4所示，在所述第二開口部及連接這些第二開口部的區域，可以不形成第一電極層(141)。
第一電極層(141)形成為除部分區域以外全面覆蓋發光結構體(120)，能夠進一步提高電流分散效應。另外，未被電極層(131)覆蓋的部位則由第一電極層(141)覆蓋，更有效地進行光反射，提高發光二極體的發光效率。
第一電極層(141)與第一導電型半導體層(121)形成歐姆接觸，而且，發揮光反射作用。因此，第一電極層(141)可以包含Al層等高反射金屬層，所述高反射金屬層可以形成在Ti、Cr或Ni等的黏合層上表面。
第一電極層(141)可以從電極層(131)和發光結構體(121)的側面進行絕緣，例如，下部絕緣層(151)位於第一電極層(141)和電極層(131)之間，使其相互絕緣。
連接層(135)可以將下部絕緣層(151)的至少兩個第二開口部電連接，因此，連接層(135)可以將至少兩個單元電極層(131u)相互電連接。進而，所述發光二極體還可以包括填充下部絕緣層(151)的各個第二開口部的接觸層(133)，此時，連接層(135)使接觸層(133)相互電連接，進而使單元電極層(131u)相互電連接。
連接層(135)可以位於下部絕緣層(151)上，且與第一電極層(141)分隔開。尤其，連接層(135)可以配置在下部絕緣層(151)上的第一電極層(141)所處位置以外的區域。例如，如圖1至圖4所示，連接層(135)可以覆蓋一個單元電極層(131u)和與其鄰接的其他單元電極層(131u)的第二開口部之間連接線所處區域而形成。
連接層(135)可以電連接至少兩個單元電極層(131u)，進
而，使位於發光結構體(120)上的全部單元電極層(131u)相互電連接。例如，如圖所示，連接層(135)可以以直線形態依次連接由上下方向並排配置的四個單元電極層(131u)。
但是，根據本發明的連接層(135)並不限定於此，可以按照各種形態連接單元電極層(131u)。例如，如圖5所示，連接層(135)依次連接由上下方向並排配置的四個單元電極層(131u)，但是，可以在不同的一角鄰接配置連接部(135)，使一個連接部(135)只對鄰接的兩個單元電極層(131u)進行電連接。此時，對於一個單元電極層(131u)，下部絕緣層(151)的第二開口部通過連接層(135)，使至少兩個以上單元電極層(131u)電連接，並且所述至少兩個以上單元電極層(131u)並列連接。因此，可以提高多個單元電極層(131u)之間的電流分散效應，進而提高發光結構體(120)的電流分散效應。
根據本發明的發光二極體，其電極層(131)分割形成為多個單元電極層(131u)，使整個發光區域的發光效率及強度大體均一。此外，通過連接層(135)並列連接多個單元電極層(131u)，能夠提高整個發光區域的電流分散效應。因此，所述發光二極體能夠在整個晶片上釋放大體均一強度的光，提高發光效率。
另一方面，連接層(135)和接觸層(133)可以一體形成，進而，連接層(135)及接觸層(133)可以包含與第一電極層(141)相同的物質。連接層(135)的上表面還可以與第一電極層(141)的上表面大體並排形成。
上部絕緣層(153)可以覆蓋第一電極層(141)、連接層(135)
及接觸層(133)。上部絕緣層(153)可以包括使第一電極層(141)部分地露出的第三開口部(153a)，以及位於多個孔(127)上的連接層(135)或使接觸層(133)部分地露出的第四開口部(153b)。
第三開口部(153a)及第四開口部(153b)可以形成一個以上。另外，第三開口部(153a)位於鄰接發光二極體的一角時，第四開口部(153b)可以位於鄰接的另一角。
上部絕緣層(153)可以包含絕緣性的物質，例如，可以包含SiO2或SiNx。進而，上部絕緣層(153)可以包括多層，也可以包括折射率不同的物質交替層疊的分散式布拉格反射器。
另外，所述發光二極體還可以包括第一焊墊(161)及第二焊墊(163)。
第一焊墊(161)可以位於上部絕緣層(153)上，通過第三開口部(153a)與第一電極層(141)電連接。第二焊墊(163)可以位於上部絕緣層(153)上，通過第四開口部(153b)與連接層(135)及/或接觸層(133)電連接。因此，第一焊墊(161)及第二焊墊(163)分別與第一導電型半導體層(121)及第二導電型半導體層(125)電連接。因此，第一焊墊(161)及第二焊墊(163)可以發揮從外部向發光二極體供給電源的電極作用。
第一焊墊(161)和第二焊墊(163)相互隔開，例如，可以包括Ti、Cr、Ni等的接觸層和Al、Cu、Ag或Au等的高導電金屬層。不過，本發明並非限定於此。
圖6是用於說明本發明另一實施例的發光二極體的俯視
圖。根據本發明另一實施例的發光二極體還可以包括散熱片(170)。
如圖6所示，所述發光二極體還包括位於上部絕緣層(153)上的散熱片(170)。圖6的發光二極體除了包括散熱片(170)以外，與圖1至圖4所示發光二極體大體相同。
所述散熱片(170)位於上部絕緣層(153)上，能夠與發光結構體(120)電絕緣。另外，散熱片(170)可以位於第一焊墊(161)及第二焊墊(163)之間，能夠電絕緣。散熱片(170)可以包含熱傳導性高的物質，例如，可以包含Cu。
所述發光二極體包括散熱片(170)，從而能夠能夠使發光時發生的熱有效釋放，特別是能夠提高高功率大面積覆晶式發光二極體的壽命及可靠性。另外，還可以防止發光二極體因發光時產生的熱量而發生劣化。
進而，散熱片(170)位於上部絕緣層(153)上，與發光結構體(120)電絕緣，從而防止發生由於散熱片(170)導致的電路故障(例如，短路)。
圖7(a)、圖7(b)至圖13(a)、圖13(b)是用於說明本發明另一實施例的發光二極體製造方法的俯視圖及剖面圖。
根據圖7(a)、圖7(b)至圖13(a)、圖13(b)所示實施例的製造方法，可以提供圖1至圖4所示發光二極體。因此，對於與圖1至圖4實施例中的說明相同的組成部分，將省略其詳細說明。因此，根據本實施例的發明並非因如下說明而受到限定。
圖7(a)、圖7(b)至圖13(a)、圖13(b)是用於說明本發明另
一實施例的發光二極體製造方法的俯視圖及剖面圖。在各個圖片中，各個剖面圖是與之對應的俯視圖中對應於D-D線或E-E線的部分的剖面圖。
首先，如圖7(a)、圖7(b)所示，在基板(110)上形成包括第一導電型半導體層(121)、活性層(123)及第二導電型半導體層(125)的發光結構體(120)。
基板(110)可以是能夠使發光結構體(120)生長的生長基板，例如，可以是圖案化的藍寶石基板(PSS)。
第一導電型半導體層(121)、活性層(123)及第二導電型半導體層(125)可以依次成長和形成。發光結構體(120)可以包括氮化物半導體，可以利用MOCVD、HVPE、MBE等通常的技術人員公知的氮化物半導體層生長方法而形成。
接下來，如圖8(a)、圖8(b)所示，對發光結構體(120)進行圖案化，形成使第一導電型半導體層(121)露出的多個孔(127)，並形成與第二導電型半導體層(125)形成歐姆接觸且相互隔開的多個單元電極層(131u)。為了便利，多個孔(127)和單元電極層(131u)的形成順序可以自由選擇。
發光結構體(120)可以利用蝕刻及光刻技術進行圖案化。如圖所示，多個孔(127)可以有規律地形成，但本發明並非限定於此。
多個單元電極層(131u)可以利用金屬物質或透明導電氧化物的氣相沉積及蝕刻技術形成，不同於此，還可以利用金屬物
質或透明導電氧化物的氣相沉積及剝離技術形成。多個單元電極層(131u)可以分別包圍一個孔(127)形成，可以包括使所述孔(127)露出的開口部(131a)。
多個單元電極層(131u)可以形成為使孔(127)位於其中心部，另外，可以形成為能夠有規律地配置。例如，如圖所示，多個單元電極層(131u)可以按照格型配置。
其次，如圖9(a)、圖9(b)所示，可以形成覆蓋發光結構體(120)及電極層(131)的下部絕緣層(151)。進而，下部絕緣層(151)可以形成為能夠覆蓋多個孔(127)的側面。
下部絕緣層(151)可以包括使多個孔(127)的下面露出的第一開口部(151a)以及使電極層(131)部分地露出的第二開口部(151b)。下部絕緣層(151)可以對SiO2等絕緣性物質進行氣相沉積及圖案化而形成。
根據下部絕緣層(151)的第二開口部(151b)的位置，決定後續程序中連接層(135)的形成位置。因此，可以根據連接層(135)的形成位置，形成第二開口部(151b)，例如，不同於圖9(a)，可以形成如圖10所示的第二開口部(151b')。形成如圖10所示的第二開口部(151b')的位置時，可以提供與圖5實施例相同結構的發光二極體。
如圖11(a)、圖11(b)所示，在發光結構體(120)及下部絕緣層(151)上，形成第一電極層(141)及連接層(135)。進而，還可以形成填充第二開口部(151b)的接觸層(133)。
第一電極層(141)可以對金屬物質進行氣相沉積及圖案化而形成，可以全面覆蓋除了形成連接層(135)和接觸層(133)的區域以外的下部絕緣層(151)形成。另外，第一電極層(141)填充第一開口部(151a)，通過多個孔(127)與第一導電型半導體層(121)形成歐姆接觸。
接觸層(133)可以通過氣相沉積形成，以填充第二開口部(151b)，因此，接觸層(133)與電極層(131)電連接。連接層(135)可以形成為使至少兩個以上單元電極層(131u)相互電連接，尤其，能夠電連接一個接觸層(133)和鄰接的其他接觸層(133)。連接層(135)可以形成在下部絕緣層(151)上。第一電極層(141)、連接層(135)及接觸層(133)可以相互隔開形成，從而相互電絕緣。
另外，第一電極層(141)和連接層(135)及接觸層(133)可以同時利用相同的氣相沉積程序形成。例如，對全面覆蓋發光結構體(120)及下部絕緣層(151)的金屬物質進行氣相沉積，並進行圖案化或通過剝離程序，形成分隔區域(210)，形成第一電極層(141)和連接層(135)以及接觸層(133)。因此，第一電極層(141)和連接層(135)及接觸層(133)可以包含相同的物質。另外，第一電極層(141)和連接層(135)以及接觸層(133)的上表面可以大體並排形成。
如上所述，由於利用相同程序同時形成第一電極層(141)和連接層(135)以及接觸層(133)，使得發光二極體製造程序簡單。但是，本發明並非限定於此，可以利用其他不同的程序形成。
在本實施例中，連接層(135)及接觸層(133)以多個條形形
成，但本發明並非限定於此。為了便利，對於連接多個單元電極層(131u)的連接層(135)的配置及數量，可以進行多種變形。
再次，如圖12(a)、圖12(b)所示，可以形成覆蓋第一電極層(141)和連接層(135)及接觸層(133)的上部絕緣層(153)。
上部絕緣層(153)可以包括使第一電極層(141)部分地露出的至少一個第三開口部(153a)，以及使接觸層(133)及/或連接層(135)部分地露出的至少一個第四開口部(153b)。上部絕緣層(153)可以對SiO2等絕緣性物質進行氣相沉積及圖案化形成。
尤其，上部絕緣層(153)形成為能夠填充第一電極層(141)和連接層(135)及接觸層(133)的分隔區域(210)，能夠更進一步強化第一電極層(141)和連接層(135)及接觸層(133)之間的電絕緣。
第三開口部(153a)可以鄰接發光二極體的一角形成，第四開口部(153b)可以鄰接發光二極體的另一角形成。即，如圖所示，第三及第四開口部(153a，153b)分別鄰接形成於相反一角。
接下來，還可以在上部絕緣層(153)上形成第一焊墊(161)及第二焊墊(163)。因此，能夠提供如圖1至圖4所示的發光二極體。
第一焊墊(161)形成在第三開口部(153a)上，並填充第三開口部(153a)，因此，第一焊墊(161)與第一電極層(141)電連接。類似地，第二焊墊(163)形成在第四開口部(153b)上，並填充第四開口部(153b)，從而第二焊墊(163)與電極層(131)電連接。為了將發光二極體安裝到基台、封裝或印刷電路版等，第一焊墊(161)及
第二焊墊(163)可以連接凸點，或作為進行表面貼裝(SMT)時的焊墊使用。
第一焊墊(161)及第二焊墊(163)可以利用同一個程序同時形成，例如，可以利用光刻及蝕刻或剝離技術形成。
進而，所述發光二極體製造方法還可以包括從發光結構體(120)分離基板(110)的步驟。基板(110)可以通過物理及/或化學方法分離和去除。
另外，所述發光二極體製造方法還可以包括上部絕緣層(153)上形成散熱片(170)的步驟。散熱片(170)可以與第一焊墊(161)及第二焊墊(163)同時形成。根據還包括形成散熱片(170)的步驟的發光二極體製造方法，能夠提供如圖6所示的發光二極體。
以上對本發明的多種實施例進行了說明，但本發明並非限定於所述的多種實施例，在不超出本發明申請專利範圍的技術思想的範圍內，可以多樣地變形和變更。
A-A、B-B、C-C‧‧‧線
Claims (28)
- 一種發光二極體，包括：發光結構體，其包括第一導電型半導體層、位於所述第一導電型半導體層上的活性層以及位於所述活性層上的第二導電型半導體層；多個孔，其貫通所述第二導電型半導體層及所述活性層，並且所述第一導電型半導體層部分地露出；及，第一電極層和第二電極層，分別與所述第一導電型半導體層和所述第二導電型半導體層電連接並相互絕緣，所述第二電極層包括：多個單元電極層，其相互隔開，並包括與所述多個孔分別對應的開口部；及，至少一個連接層，其電連接至少兩個所述單元電極層；所述第一電極層通過所述多個孔而與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸，部分地覆蓋所述發光結構體。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中：所述單元電極層位於所述第二導電型半導體層上，與所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中：所述開口部位於所述單元電極層的中心部。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其中：所述多個單元電極層分別具有相同的面積。
- 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體，其中：所述多個單元電極層按照格型配置在所述發光結構體上。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，包括：一個所述連接層，其電連接至少三個以上所述單元電極層。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，包括：多個所述連接層，其連接所述單元電極層中鄰接的單元電極層。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，還包括：下部絕緣層，其覆蓋所述多個單元電極層及所述發光結構體；其中，所述下部絕緣層包括對應於所述多個孔形成的第一開口部以及使各個所述單元電極層部分地露出的第二開口部。
- 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體，其特徵在於：所述單元電極層包括透明導電氧化物層，所述下部絕緣層包括分散式布拉格反射器。
- 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體，其中：所述第一電極層通過所述第一開口部，與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸，所述第一電極層部分地覆蓋所述下部絕緣層。
- 如申請專利範圍第10項所述的發光二極體，其中：所述第二電極層還包括接觸層，其填充所述第二開口部並連接於所述單元電極層，所述連接層電連接位於鄰接的單元電極層上的接觸層。
- 如申請專利範圍第11項所述的發光二極體，其中：所述連接層位於所述下部絕緣層上。
- 如申請專利範圍第11項所述的發光二極體，還包括： 上部絕緣層，其覆蓋所述第一電極層及所述第二電極層；其中，所述上部絕緣層包括使所述第一電極層部分地露出的第三開口部以及至少使一部分所述接觸層部分地露出的第四開口部。
- 如申請專利範圍第13項所述的發光二極體，其中：所述上部絕緣層包括分散式布拉格反射器。
- 如申請專利範圍第13項所述的發光二極體，還包括：第一焊墊，其通過所述第三開口部與所述第一電極層連接，並位於所述上部絕緣層上；及，第二焊墊，其與所述第一焊墊隔開，通過所述第四開口部與所述接觸層連接，並位於所述上部絕緣層上。
- 如申請專利範圍第15項所述的發光二極體，還包括：散熱片，其位於上部絕緣層上。
- 如申請專利範圍第16項所述的發光二極體，其中：所述散熱片位於所述第一焊墊及所述第二焊墊之間，並與所述第一焊墊及所述第二焊墊電絕緣。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體，其特徵在於，還包括：第一焊墊及第二焊墊，其分別與所述第一電極層及所述第二電極層電連接，並位於所述發光結構體上。
- 一種發光二極體製造方法，包括：在基板上形成包括第一導電型半導體層、活性層及第二導電型半導體層的發光結構體；對所述發光結構體進行圖案化，形成使所述第一導電型半導 體層露出的多個孔，並在所述第二導電型半導體層上形成相互隔開的多個單元電極層；形成通過所述多個孔與所述第一導電型半導體層形成歐姆接觸的第一電極層，以及形成與所述第一電極層電絕緣並電連接所述多個單元電極層的連接層，其中，所述多個單元電極層包括開口部，所述開口部與所述多個孔分別對應，所述第一電極層部分地覆蓋所述發光結構體。
- 如申請專利範圍第19項所述的發光二極體製造方法，其中：所述多個單元電極層與所述第二導電型半導體層形成歐姆接觸。
- 如申請專利範圍第19項所述的發光二極體製造方法，還包括：在各個所述多個單元電極層上形成接觸層，其中，所述連接層電連接至少兩個以上所述接觸層，所述接觸層和所述連接層同時形成。
- 如申請專利範圍第19項所述的發光二極體製造方法，還包括：在形成所述第一電極層及所述連接層之前，形成下部絕緣層，所述下部絕緣層包括在所述多個孔內使所述第一導電型半導體層露出的第一開口部，以及使所述單元電極層部分地露出的第二開口部。
- 如申請專利範圍第22項所述的發光二極體製造方 法，其中：所述單元電極層包括透明導電氧化物層，所述下部絕緣層包括分散式布拉格反射器。
- 如申請專利範圍第22項所述的發光二極體製造方法，還包括：在各個所述多個單元電極層上形成填充所述第二開口部的接觸層，所述第一電極層、所述連接層及所述接觸層同時形成，所述第一電極層與所述連接層和所述接觸層隔開。
- 如申請專利範圍第24項所述的發光二極體製造方法，還包括：形成覆蓋所述第一電極層、所述連接層及所述接觸層的上部絕緣層，所述上部絕緣層包括使所述第一電極層露出的至少一個第三開口部，以及使所述接觸層露出的第四開口部。
- 如申請專利範圍第25項所述的發光二極體製造方法，還包括：形成第一焊墊和第二焊墊，其中，所述第一焊墊通過所述第三開口部與所述第一電極層電連接，所述第二焊墊通過所述第四開口部與所述接觸層電連接。
- 如申請專利範圍第26項所述的發光二極體製造方法，還包括：形成散熱片，其位於所述上部絕緣層上。
- 如申請專利範圍第19項所述的發光二極體製造方法，還包括：形成第一焊墊及第二焊墊，其中，所述第一焊墊及所述第二 焊墊分別與所述第一電極層及所述單元電極層電連接，並位於所述發光結構體上。
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