TW202412339A - 用於將發光二極體晶片調光的金屬層 - Google Patents

Abstract

本發明揭示固態發光裝置，其包含發光二極體及沉積於LED晶片上之半透明金屬層，該半透明金屬層能對該LED晶片之光輸出進行調光。該半透明金屬層之厚度能基於所需的調光位準而調整。在實施例中，該金屬層能沉積於LED結構上方之鈍化層的頂部上，使得該金屬層不電耦接至該LED。該金屬層能額外覆蓋該LED結構之台面側壁。在其他實施例中，該金屬層能為鈦或鉑、或者其他適合的金屬。在實施例中，該金屬層能沉積於該鈍化層上，其中該金屬層沉積的時間長度能基於所需的調光量。

Description

用於將發光二極體晶片調光的金屬層

本發明關於包含發光二極體（light-emitting diode，LED）之固態發光裝置，且更特定言之關於對由LED晶片發射之光進行調光的金屬層。

諸如發光二極體（light-emitting diode；LED）之固態發光裝置愈來愈用於消費者及商業應用兩者中。發光二極體技術中之進步已產生具有長使用壽命之高效且機械強健的光源。因此，現代發光二極體已啟用各種新顯示器應用，且愈來愈多用於概括照明應用，通常替代白熾及螢光光源。

發光二極體為將電能轉換成光之固態裝置，且通常包含配置於相反摻雜之n型層與p型層之間的半導體材料之一或多個主動層（或主動區）。當跨摻雜層施加偏壓時，電洞及電子注入至一或多個主動層中，其中電洞及電子復合以產生發射，諸如可見光或紫外線發射。可由例如碳化矽、氮化鎵、磷化鎵、氮化鋁及/或砷化鎵基材料及/或由有機半導體材料製成主動區。由主動區產生之光子在所有方向被激發。

隨著現代發光二極體技術發展的進步，此項技術持續尋求具有能夠克服與習知發光裝置相關聯之挑戰的所需照明特性的改良發光二極體及固態發光裝置。

本發明關於包含發光二極體（LED）之固態發光裝置，且更特定言之關於沉積於LED晶片上之能對LED晶片之光輸出進行調光的半透明金屬層。該半透明金屬層之厚度能基於所需的調光位準而調整。在實施例中，該金屬層能沉積於LED結構上方之鈍化層的頂部上，使得該金屬層不電耦接至該LED。該金屬層能另外覆蓋該LED結構之台面側壁(mesa sidewalls)。在其他實施例中，該金屬層能為鈦或鉑、或者其他適合的金屬。在實施例中，金屬層能經濺鍍沉積於鈍化層上，其中金屬層濺鍍沉積之時間長度能基於所需的調光量。

在一個態樣中，LED晶片包括：主動LED結構，其包括n型層、p型層及在該n型層與該p型層之間的主動層，該主動LED結構形成具有界定該主動LED結構之周邊之台面側壁的台面；金屬層，其對由該主動LED結構產生之光的波長為部分透明；及鈍化層，其在該金屬層與該主動LED結構之間，使得該金屬層與該主動LED結構電絕緣。

在另一態樣中，LED晶片能包含載體子基座。該LED晶片亦能包含主動LED結構，其接合至該載體子基座，該主動LED結構包括n型層、p型層及配置於該n型層與該p型層之間的主動層，該主動LED結構形成具有界定該主動LED結構之周邊的台面側壁的台面。該LED晶片亦能包含對由該主動LED結構產生之光的波長為部分透明的金屬層。該LED晶片亦能包含在該金屬層與該主動LED結構之間的介電層，使得該金屬層與該主動LED結構電絕緣。

在另一態樣中，揭示一種用於製造LED晶片之方法。該方法包含在載體子基座上方形成主動LED結構，該主動LED結構包括n型層、p型層及在該n型層與該p型層之間的主動層，該主動LED結構形成具有界定該主動LED結構之周邊的台面側壁的台面。該方法亦能包含在該主動LED結構上方沉積鈍化層。該方法亦能包含在該鈍化層上方沉積金屬層，該金屬層對由該主動LED結構產生之光的波長為部分透明，其中該金屬層與該主動LED結構電絕緣，其中該金屬層對由該主動LED結構發射之光進行調光。

在另一態樣中，如本文中所描述之任一前述態樣及/或各種單獨態樣及特徵可個別地或一起組合以得到額外優點。如本文中所揭示之各種特徵及元件中之任一者可與一或多個其他所揭示特徵及元件組合，除非本文中有相反的指示。

本領域中具有通常知識者應當瞭解本發明之範圍，並在讀取與隨附圖式相關的以下較佳具體實例之詳細描述之後，瞭解其額外態樣。

下文所闡述之實施例代表使所屬技術領域中具有通常知識者能夠實踐實施例所必需的資訊，且示出實踐實施例之最佳方式。在根據隨附圖式閱讀以下描述後，所屬技術領域中具有通常知識者便將理解本發明之概念且將認識到本文中未特定地提出之此等概念之應用。應理解，此等概念及應用屬於本發明及隨附申請專利範圍之範圍內。

應理解的是，儘管術語第一、第二等可在本文中用以描述各種元件，但所述元件不應受所述術語限制。所述術語僅用於將一個元件與另一個元件區分開來。舉例而言，在不脫離本發明之範疇的情況下，可將第一元件稱為第二元件，且類似地，可將第二元件稱為第一元件。如本文中所用，術語「及/或」包含相關聯的所列項目中之一或多者的任何及所有組合。

應理解的是，當諸如層、區或基板的元件稱作在另一元件「上」或延伸至另一元件「上」時，其能直接在另一元件上或直接延伸至另一元件上，或亦可存在介入元件。相比之下，當一元件稱作「直接位於另一元件上」或「直接延伸至另一元件上」時，不存在介入元件。同樣，應瞭解的是，當諸如層、區或基板之元件稱作「位於另一元件上方」或「在另一元件上方」延伸時，其能直接位於另一元件上方或直接在另一元件上方延伸，或亦可存在介入元件。相比之下，當一元件稱作「直接位於另一元件上方」或「直接在另一元件上方延伸」時，不存在介入元件。亦應理解的是，當一元件稱作「連接」或「耦接」至另一元件時，其能直接連接或耦接至另一元件，或可存在介入元件。相比之下，當元件稱作「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在介入元件。

諸如「下方」或「之上」、或「上部」或「下部」、或者「水平」或「垂直」的相對術語可在本文中用於描述如諸圖中所繪示的一個元件、層或區與另一元件、層或區的關係。應瞭解的是，所述術語及上文所論述之術語意欲涵蓋除諸圖中所描繪之定向之外的不同裝置定向。

本文中使用之術語僅用於描述特定實施例之目的，且並不意欲限制本發明。如本文中所使用，除非上下文另外清楚地指示，否則單數形式「一」及「該」亦意欲包含複數形式。應進一步理解，術語「包括」及/或「包含」在本文中使用時指定所陳述之特徵、整體、步驟、操作、元件及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其群組的存在或添加。

除非另外定義，否則本文使用的全部術語（包含技術及科學術語）的含義與一般熟習本發明所屬的技術者通常理解的含義相同。應進一步瞭解，本文所用的術語應解釋為具有符合其在本說明書上下文中及相關技術中之含義的含義，且不應在理想化或過度正式的意義上解釋，除非本文中明確如此定義。

本文中參考本發明之實施例之示意性繪示來描述實施例。因此，層及元件之實際尺寸能不同，且預期到由於（例如）製造技術及/或公差引起的繪示之形狀的變化。舉例而言，繪示或描述為正方形或矩形之區能具有圓形或彎曲特徵，且展示為直線之區可具有某一不規則性。因此，諸圖中所繪示之區為示意性的，且其形狀並不意欲繪示裝置之區的精確形狀，且並不意欲限制本發明之範疇。另外，出於繪示性目的，結構或區之尺寸可相對於其他結構或區放大，且因此經提供以繪示本發明主題之通用結構且可或可不按比例繪製。諸圖之間的共同元件可在本文中展示為具有共同元件符號，且可隨後不進行重複描述。

本發明關於包含發光二極體（LED）之固態發光裝置，且更特定言之關於沉積於LED晶片上之能對LED晶片之光輸出進行調光的半透明金屬層。該半透明金屬層之厚度能基於所需的調光位準而調整。在實施例中，該金屬層能沉積於LED結構上方之鈍化層的頂部上，使得該金屬層不電耦接至該LED。該金屬層能額外覆蓋該LED結構之台面側壁。在其他實施例中，該金屬層能為鈦或鉑、或者其他適合的金屬。在實施例中，金屬層能經濺鍍沉積於鈍化層上，其中金屬層濺鍍沉積之時間長度能基於所需的調光量。

發光二極體晶片典型包括能具有以不同方式配置之許多不同半導體層的主動發光二極體結構或區。發光二極體及其主動結構之製造及操作通常為在所屬領域中已知，且本文中僅簡要地論述。主動發光二極體結構之層能使用具有使用金屬有機化學氣相沉積製造合適處理之已知製程製造。主動發光二極體結構之層能包括許多不同層，且通常包括夾在n型與p型相反摻雜磊晶層之間的主動層，其皆順次形成於生長基板上。應理解的是，額外層及元件亦能包含於主動發光二極體結構中，包含（但不限於）緩衝層、成核層、超晶格結構、未摻雜層、包覆層、接觸層、以及電流分散層及光萃取層及元件。主動層能包括單量子井、多量子井、雙異質結構或超晶格結構萃取

主動發光二極體結構能由不同材料系統製造，其中一些材料系統為基於III族氮化物之材料系統。III族氮化物指形成於氮（N）與週期表III族元素之間的彼等半導體化合物，通常為鋁（Al）、鎵（Ga）及銦（In）。氮化鎵（Gallium nitride；GaN）為常見二元化合物。III族氮化物亦指三元及四元化合物，諸如氮化鋁鎵（aluminum gallium nitride；AlGaN）、氮化銦鎵（indium gallium nitride；InGaN）及氮化鋁銦鎵（aluminum indium gallium nitride；AlInGaN）。對於III族氮化物，矽（Si）為常見n型摻雜劑，且鎂（Mg）為常見p型摻雜劑。因此，對於基於III族氮化物之材料系統，主動層、n型層及p型層可包含GaN、AlGaN、InGaN以及AlInGaN之一或多個層，所述層為未經摻雜或摻雜有Si或Mg。其他材料系統包含碳化矽（silicon carbide；SiC）、有機半導體材料及諸如磷化鎵（gallium phosphide；GaP）、砷化鎵（gallium arsenide；GaAs）之其他III至V族系統及相關化合物。

主動LED結構可生長於生長基板上，生長基板能包含許多材料，諸如藍寶石、SiC、氮化鋁（AlN）、GaN，其中適合基板為4H多型體SiC，但亦能使用其他SiC多型體，包含3C、6H及15R多型體。SiC具有某些優點，諸如相比於其他基板更接近III族氮化物之晶格匹配且產生高品質之第III族氮化物膜。SiC亦具有極高熱導率，使得SiC上之III族氮化物裝置之總輸出功率不受基板之熱耗散限制。藍寶石為用於第III族氮化物之另一常見基板且亦具有某些優點，包含較低成本、具有現有製造程序及具有良好的透光光學特性。

主動發光二極體結構之不同實施例能取決於主動層、以及n型及p型層之組成而發射不同波長之光。在某些實施例中，主動發光二極體結構可發射峰值波長範圍為大約430奈米（nm）至480 nm之藍光。在其他實施例中，主動發光二極體結構可發射峰值波長範圍為500 nm至570 nm之綠光。在其他實施例中，主動發光二極體結構可發射峰值波長範圍為600 nm至650 nm之紅光。在某些實施例中，主動發光二極體結構可發射峰值波長在任何可見光譜區域中之光，例如峰值波長主要在400 nm至700 nm範圍中。

在某在某些實施例中，主動發光二極體結構可布置以發射可見光譜之外的光，包含紫外（ultraviolet；UV）光譜、紅外（infrared；IR）或近IR光譜之一或多個部分。UV光譜通常劃分成用字母A、B及C表示之三個波長範圍類別。以此方式，UV-A光典型定義為315 nm至400 nm之範圍中的峰值波長，UV-B典型定義為280 nm至315 nm之範圍中的峰值波長，且UV-C典型定義為100 nm至280 nm之範圍中的峰值波長。UV 發光二極體特別適用於與空氣、水及表面中之微生物消毒相關的應用以及其他應用。在其他應用中，UV 發光二極體亦可具備一或多種發光磷光材料，以為發光二極體封裝提供具有用於可見光應用之寬廣光譜及經改良色彩品質的密集發射。用於本發明之發光二極體結構的近IR及/或IR波長可具有高於700 nm（諸如在750 nm至1100 nm或多於1100 nm之範圍中）之波長。

發光二極體晶片亦能覆蓋有一或多種發光磷光或其他轉換材料（諸如磷光體），使得來自發光二極體晶片之光中之至少一些由一或多種磷光體吸收且根據來自一或多種磷光體之特性轉換成一或多個不同波長光譜。在一些實施例中，發光二極體晶片與一或多個磷光體之組合發射通常白色之光組合。一或多種磷光體可包含發射黃色（例如YAG:Ce）、綠色（例如LuAg:Ce）及紅色（例如Ca _i-x-ySr _xEu _yAlSiN ₃）之磷光體及其組合。如本文中所描述之發光磷光材料可為或可包含磷光體、閃爍體、發光磷光墨水、量子點材料、日光帶及類似者中之一或多者。可藉由任何適合手段提供發光磷光材料，例如直接塗佈於發光二極體之一或多個表面上、分散於經布置以覆蓋一或多個發光二極體之囊封材料中、及/或塗佈於一或多個光學或支撐元件上（例如藉由粉末塗佈、噴墨印刷或其類似方式）。在某些實施例中，發光磷光材料可降頻轉換或升頻轉換，且可提供降頻轉換及升頻轉換材料兩者之組合。在某些實施例中，布置以產生不同峰值波長之多個不同（例如組成不同）發光磷光材料可布置以自一或多個發光二極體晶片接收發射。在一些實施例中，一或多種磷光體可包含黃色磷光體（例如，YAG:Ce）、綠色磷光體（例如，LuAg:Ce）、及紅色磷光體（例如，Ca _i-x-ySr _xEu _yAlSiN ₃）、以及以上各者之組合。一或多種發光磷光材料可以各種布置提供於發光二極體晶片及/或子安裝件之一或多個部分上。在某些實施例中，LED晶片之一或多個表面可以一或多種發光材料保形塗佈，而此類LED晶片及/或相關聯子基座之其他表面可不含發光材料。在某些實施例中，LED晶片之頂表面可包含發光材料，而LED晶片之一或多個側表面可不含發光材料。在某些實施例中，LED晶片之全部或實質全部外表面（例如，除接觸界定或安裝表面外）可用一或多種發光材料塗佈或以其他方式覆蓋。在某些實施例中，一或多種發光磷光材料可以實質均勻之方式布置於LED晶片之一或多個表面上或上方。在其他實施例中，一或多種發光材料可以在材料組成、濃度及厚度之一或多者方面非均勻的方式而布置於LED晶片之一或多個表面上或上方。在某些實施例中，一或多種發光材料之負載百分比可在LED晶片之一或多個外表面上或之間變化。在某些實施例中，一或多種發光材料可在LED晶片之一或多個表面之部分上經圖案化以包含一或多個條紋、點、曲線或多邊形形狀。在某些實施例中，多種發光材料可布置於LED晶片上或上方之不同離散區或離散層中。

藉由發光二極體晶片之主動層或區發射的光典型在多個方向行進。對於方向性應用，內部鏡或外部反射表面可用以將儘可能多的光朝向所要發射方向重新導向。內部鏡可包含單個或多個層。一些多層鏡面包含金屬反射層及介電反射層，其中介電反射層配置於金屬反射層與複數個半導體層之間。鈍化層配置於該金屬反射層與第一及第二電接觸之間，其中該第一電接觸與第一半導體層導電連通地配置，且第二電接觸與第二半導體層導電連通地配置。對於包含呈現小於100%反射率之表面的單一或多層鏡面，某光可由鏡面吸收。另外，透過主動發光二極體結構重新導向的光可由發光二極體晶片內之其他層或元件吸收重新導向接觸接觸接觸重新導向。

如本文中所使用，當照射於發光裝置之層或區上的所發射輻射之至少80%穿過該層或區出射時，可將該層或區視為「透明的」。此外，如本文所用，當照射於發光二極體之一層或區上的發射輻射之至少80%被反射時，將該層或區視為「反射」或體現為「鏡面」或「反射器」。在一些實施例中，發射輻射包括可見光，諸如具有或不具有發光磷光材料之藍色及/或綠色發光二極體。在其他實施例中，發射輻射可包括非可見光。舉例而言，在基於GaN之藍色及/或綠色發光二極體之上下文中，銀（Ag）可被視為反射材料（例如，至少80%反射性）。在UV 發光二極體之狀況下，可選擇適當材料以提供所要反射率（且在一些實施例中，為高反射率）及/或所要吸收率（且在一些實施例中，為低吸收率）。在某些實施例中，「光透射性」材料可布置以透射所要波長之發射輻射之至少50%。

本發明可適用於具有多種幾何形狀（諸如，垂直幾何形狀）之LED晶片。垂直幾何形狀LED晶片典型包含LED晶片之相對側或面上之陽極及陰極連接件。在某些實施例中，垂直幾何形狀LED晶片亦可包含布置於陽極與陰極連接件之間的生長基板。在某些實施例中，LED晶片結構可包含載體子基座且其中生長基板經移除。在另外其他實施例中，所描述原理中之任一者亦可適用於其中自LED晶片之同一側面獲得陽極及陰極連接件以用於覆晶安裝至另一表面的覆晶結構。

本發明之態樣關於包含發光二極體（LED）之固態發光裝置，且更特定言之關於沉積於LED晶片上之能對LED晶片之光輸出進行調光的半透明金屬層。金屬層對由LED晶片發射之光的波長能為半透明的。由於亮度通常過高，標準藍寶石替代物很難滿足分選（binning）要求。本發明提供一種解決方案，因為現有晶片平台能包含鈦或其他金屬層代替蝕刻鈍化及紋理化，以便使用同一晶片平台提供具有一定範圍之亮度的晶片。金屬層之厚度能修改以提供不同調光位準，因此能允許單個LED晶片平台滿足多種亮度要求。能使用鈦金屬層或鉑金屬層，此因為該金屬層會良好地黏著至鈍化層，且其能耐受金蝕刻劑同時仍具有光阻擋能力。

圖1為根據本發明之原理的體現垂直晶片結構的LED晶片10之概括截面。LED晶片10包含形成於載體子基座14上之主動LED結構12。主動LED結構12一般指包含形成當經電激活時產生光之結構的半導體層（諸如磊晶半導體層）的LED晶片10之部分。主動LED結構12形成於能由許多不同材料（其中適合之材料為矽或摻雜矽）製成的載體子基座14上且藉由該載體子基座支撐。在某些實施例中，載體子基座14包括導電材料使得載體子基座14為到達主動LED結構12之導電連接件之部分。主動LED結構12可通常包括p型層16、n型層18及配置於p型層16與n型層18之間的主動層20。主動LED結構12能包含許多額外層，諸如（但不限於）緩衝層、成核層、超晶格結構、未摻雜層、包覆層、接觸層、電流分散層及光萃取層及元件。另外，主動層20可包括單量子井、多量子井、雙異質結構或超晶格結構。在圖1中，p型層16布置於主動層20與載體子基座14之間，使得p型層16比n型層18更接近於載體子基座14。主動LED結構12可初始藉由依序在生長基板上磊晶生長或沉積n型層18、主動層20及p型層16而形成。主動LED結構12接著可倒裝且藉助於一或多個接合金屬22接合至載體子基座14，且生長基板被移除。以此方式，n型層18之頂表面18'形成LED晶片10之主要光萃取面。在某些實施例中，頂表面18'能包括用於改良光萃取的經紋理化或圖案化表面。在其他實施例中，摻雜次序可顛倒以使得n型層18布置於主動層20與載體子基座14之間。在實施例中，將外層50塗覆於n型層18之頂表面18'上方以覆蓋及保護頂表面18'。在實施例中，外層50可為中性介電材料，諸如氮化矽（SiN）、二氧化矽（SiO ₂）或三氧化二鋁（Al ₂O ₃）或其他適合的鈍化材料。

LED晶片10可包含提供於p型層16上的第一反射層24。在某些實施例中，電流分散層26可提供於p型層16與第一反射層24之間。儘管可使用其他材料，但電流分散層26可包含諸如氧化銦錫（indium tin oxide，ITO）之透明導電氧化物的薄層、或諸如鉑（Platinum，Pt）之薄金屬層。第一反射層24可包括許多不同材料且較佳包括呈現階梯折射率的材料，其中主動LED結構12之材料促進由主動LED結構12產生的光之全內反射（total internal reflection；TIR）。經歷TIR之光在不經歷吸收或損失的情況下重新導向且可藉此促成適用或所需的LED晶片發射。在某些實施例中，第一反射層24包括具有低於主動LED結構12材料之折射率的折射率的材料。第一反射層24可包括許多不同材料，其中一些材料具有小於2.3之折射率，而其他材料可具有小於2.15、小於2.0及小於1.5之折射率。在某些實施例中，第一反射層24包括介電材料，諸如二氧化矽（SiO ₂）及/或氮化矽（SiN）。應理解能使用許多介電材料，諸如SiN、SiN _x、Si ₃N ₄、矽（Si）、鍺（Ge）、SiO ₂、SiOx、二氧化鈦（TiO ₂）、五氧化二鉭（Ta ₂O ₅）、ITO、氧化鎂（MgOx）、氧化鋅（ZnO）及以上各者組合。在某些實施例中，第一反射層24能包含不同介電材料之多個交替層，例如對稱重複或不對稱布置的SiO ₂及SiN之交替層。諸如GaN之一些III族氮化物材料能具有大約2.4之折射率，且SiO ₂能具有大約1.48之折射率，且SiN能具有大約1.9之折射率。具有包括GaN之主動LED結構12及包括SiO ₂之第一反射層24的實施例能在此二者之間形成足夠的階梯折射率以允許光之高效TIR。第一反射層24能取決於所使用材料之類型而具有不同厚度，在一些實施例情況下，具有至少0.2微米（μm）之厚度。在一些實施例中，第一反射層24能具有在0.2 μm至0.7 μm範圍中的厚度，而在一些實施例中，厚度能為大約0.5 μm。

LED晶片10可進一步包含在第一反射層24上的第二反射層28，使得第一反射層24布置於主動LED結構12與第二反射層28之間。第二反射層28能包含配置以反射來自主動LED結構12之可傳遞通過第一反射層24之光的金屬層。第二反射層28可包括許多不同材料，諸如銀（Ag）、金（Au）、鋁（Al）、鎳（Ni）、鈦（Ti）或以上各者之組合。第二反射層28可取決於所使用材料之類型而具有不同厚度，在一些實施例情況下具有至少0.1 μm、或在包含0.1 μm至0.7 μm之範圍中、或在包含0.1 μm至0.5 μm之範圍中、或者在包含0.1 μm至0.3 μm之範圍中的厚度。如所繪示，第二反射層28可包含或形成一或多個反射層互連件30，其提供穿過第一反射層24之導電路徑。以此方式，一或多個反射層互連件30可延伸穿過第一反射層24之整個厚度。在某些實施例中，第二反射層28為金屬反射層且反射層互連件30包括反射層金屬通孔。因此，第一反射層24、第二反射層28及反射層互連件30形成在p型層16上的LED晶片10之反射結構。如此，反射結構可包括如本文所揭示之介電反射層及金屬反射層。在某些實施例中，反射層互連件30包括與第二反射層28相同的材料且與第二反射層28同時形成。在其他實施例中，反射層互連件30可包括與第二反射層28不同的材料。某些實施例亦可包括位於第一反射層24與第二反射層28之間的一或多個介面及/或黏著層32，其在第一反射層24與電流分散層26之間的介面處以促進改良其間之黏著力。許多不同材料可用於黏著層32，諸如氧化鈦（TiO、TiO ₂）、氮氧化鈦（TiON、Ti _xO _yN）、氧化鉭（TaO、Ta ₂O ₅）、氮氧化鉭（TaON）、氧化鋁（AlO、Al _xO _y）或以上各者之組合，其中較佳材料為TiON、AlO或AlxOy。I在某些實施例中，黏著層包括Al _xO _y，其中1≤x≤4且1≤y≤6。在某些實施例中，黏著層包括Al _xO _y（其中x=2且y=3）或Al ₂O ₃。黏著層32可藉由可在表面形態無顯著變化的情況下提供光滑、緻密及連續層的電子束沉積法的沉積。黏著層32亦可藉由濺鍍、化學氣相沉積或電漿增強式化學氣相沉積來沉積。

LED晶片10亦可包括在第二反射層28上之障壁層34以防止第二反射層28之材料（諸如Ag）遷移至其他層。防止此遷移有助於LED晶片10維持在其整個使用壽命中的有效操作。障壁層34可包括導電材料，其中適合之材料包含但不限於Ti、Pt、Ni、Au、鎢（W）及以上各者之組合、或者合金。在某些實施例中，障壁層34配置以側向延伸超出主動LED結構12之部分、或主動LED結構12之周邊邊界以便提供與p接觸36之電連接件。就此而言，p接觸36與p型層16之間的電路徑可包含障壁層34、第二反射層28及反射層互連件30。在其他實施例中，極性可顛倒使得p接觸36以電耦接至n型層18的n接觸替換，且穿過載體子基座14形成至p型層16之電連接件。鈍化層38包含於障壁層34及第二反射層28中之可未由障壁層34覆蓋的任何部分上。鈍化層38保護LED晶片10且提供用於該LED晶片之電絕緣且可包括許多不同材料，諸如包含但不限於氮化矽之介電材料。在某些實施例中，鈍化層38為單層，且在其他實施例中，鈍化層38包括複數個層。在某些實施例中，鈍化層38可包含布置或嵌入於其中之一或多個含金屬夾層，其可充當用於可傳播通過鈍化層38及額外光反射層的任何破裂之破裂停止層。

在圖1中，主動LED結構12形成延伸穿過p型層16、主動層20及n型層18之一部分的第一開口40或凹陷。第一開口40可藉由在與載體子基座14接合之前施加至主動LED結構12的減材製程（諸如蝕刻）形成。如本文所用，第一開口40亦可稱為主動LED結構開口。如所繪示，第一反射層24及黏著層32之一部分配置，以覆蓋第一開口40內的p型層16、主動層20及n型層18之側壁表面。鈍化層38沿著第一開口40中之第一反射層24延伸且布置於n型層18之表面上。LED晶片10進一步包含在鈍化層38上及遍及LED晶片10布置的n接觸金屬層42。在第一開口40處，n接觸金屬層42延伸至第一開口40中以形成n接觸互連件44，其可稱為n接觸通孔。以此方式，可界定第一開口40，其中n接觸金屬層42、n接觸互連件44、鈍化層38及第一反射層24之部分延伸至主動LED結構12中。因此，n接觸金屬層42及n接觸互連件44可一體成型以提供穿過第一開口40的到達n型層18之電連接件。在其他實施例中，n接觸金屬層42及n接觸互連件44可單獨形成且可包括相同或不同材料。在某些實施例中，n接觸金屬層42及n接觸互連件44包括單層或複數個層，其包含導電金屬，諸如Al、Ti及以上各者之合金之一或多者。

如所繪示，p接觸36可形成於障壁層34上，且一或多個頂鈍化層46-1、頂鈍化層46-2可提供於n型層18之一或多個頂部或側表面上以用於額外電絕緣。在圖1中，頂部鈍化層46-2配置以覆蓋主動LED結構12之台面側壁12'。頂鈍化層46-1、頂鈍化層46-2可包括介電材料（諸如氮化矽）的連續層之單獨層。在製造主動LED結構12之台面期間，蝕刻步驟自n型層18施加至主動LED結構12。蝕刻步驟有效形成沿著主動LED結構12之周邊具有傾斜表面之台面側壁12'。

圖2為根據本發明之一或多個實施例的類似於圖1之LED晶片10且進一步包含金屬層48的LED晶片11之截面，該金屬層對由LED晶片11發射之光進行調光。

在圖1中，LED晶片10具有經蝕刻掉以暴露n型層18的頂鈍化層46-1及頂鈍化層46-2。n型層接著經紋理化以使得頂表面18'具有經改善之光萃取。然而在圖2中之實施例中，LED晶片11不具有經蝕刻之鈍化層46-1及鈍化層46-2，且替代地具有沉積於鈍化層46-2之頂部上的額外金屬層48。在無紋理化之情況下，由LED晶片11發射之光減少至第一程度，且接著金屬層48（其能為半透明或部分不透明的）可進一步減少由LED晶片11發射之光，且更特定言之由主動LED結構12發射之光。金屬層48能配置以藉由吸收及/或內部反射主動LED結構12之光的部分來減少由主動LED結構12產生之逸出LED晶片11的光的量。金屬層48亦能覆蓋台面側壁12'。在一些實施例中，金屬層48能具有不同厚度，具有在主動LED結構12之頂部上方的第一厚度及在台面側壁12'上方之第二厚度。金屬層48在主動LED結構12及台面側壁12'上方之厚度能基於所需發射圖案而選擇或經選擇以對金屬層48之整體調光位準進行調整。在其他實施例中，金屬層48能具有均勻厚度。

在實施例中，金屬層48為鈦及鉑之至少一者，鈦或鉑為良好黏著至鈍化層46-2及具有耐受金蝕刻劑之能力的金屬。金屬層48之厚度能基於來自LED晶片11之所需光發射而調整。較厚金屬層48將比薄金屬層48更多地減少由LED晶片11發射之光，或對由LED晶片11發射之光進行調光。

在實施例中，金屬層48能經由濺鍍沉積或其他形式之物理氣相沉積（諸如陰極電弧沉積、電子束物理氣相沉積、蒸鍍沉積、密閉空間昇華法、脈衝雷射沉積或脈衝電子沉積）而沉積於鈍化層46-2上方。在已知沉積率的情況下，沉積製程的時間長度能確定金屬層48的厚度。

在實施例中，歸因於作為介電材料（例如，氮化矽等）的鈍化層46-1及鈍化層46-2，金屬層48與主動LED結構12電絕緣或並不電耦接至該主動LED結構。

在實施例中，金屬層48能經由光罩圖案化以便確保金屬層48不存在於LED晶片11之切割道及焊墊區域中。藉由確保金屬層48不存在於LED晶片11之切割道及焊墊區域中，金屬層48能與主動LED結構12及LED晶片11之其他組件電絕緣。金屬層48亦能經圖案化且具有遍及LED晶片11之頂部的能變厚度，以便具有可調亮度、可調發射圖案及/或可調發射體形狀。在實施例中，金屬層48能沉積於光阻層上方，該光阻層在光罩被應用之後產生圖案化的金屬層48。

在實施例中，金屬層48能具有施加於金屬層上方以覆蓋及保護金屬層48的外層50。在實施例中，外層50能為中性介電材料，諸如SiN、SiO ₂或Al ₂O ₃或其他適合的鈍化材料。

如所繪示，外層50可沿著側壁12'覆蓋金屬層48且側向延伸經過金屬層48，以使p接觸36與金屬層48電絕緣。因此，金屬層48可有效由鈍化層46-1及鈍化層46-2、以及外層50之介電材料嵌入或圍繞，使得金屬層48與主動LED結構12電絕緣。藉由以外層50覆蓋金屬層48，金屬層48可與額外層電絕緣且在環境上隔離，所述額外層可添加至LED晶片11及/或LED晶片11之周圍環境。

現轉而參看圖3，所示為LED晶片11之另一實施例，其中台面側壁12'上方之金屬層48與主動LED結構12之頂表面上方之金屬層48相比能具有不同厚度。舉例而言，如圖3中所示，位於LED晶片11之頂表面上方的金屬層48比台面側壁12'上方之金屬層48厚。另外，在圖3中所示之實施例中，金屬層48能具有開口49，在該開口中應用光罩以產生圖案。頂層50能填充開口49，其中不存在金屬層48。

現轉而參看圖4A及圖4B，所示為根據本發明之一或多個實施例的不具有金屬層（圖4A）及具有金屬層48（圖4B）之LED晶片（例如，LED晶片11）的俯視圖。在實施例中，如圖4B中所示，金屬層48能經圖案化以包含開口52，以防止金屬層48覆蓋LED晶片11之頂部上的焊墊或切割道區域。

現轉而參看圖5，所示為描繪根據本發明之一或多個實施例的用於製造具有金屬層48之LED晶片11的方法500之流程圖。

方法500能在步驟502處開始，其中該方法包含在載體子基座14上方形成主動LED結構12，主動LED結構12包括n型層18、p型層16及在n型層18與p型層16之間的主動層20，主動LED結構12形成具有界定主動LED結構12之周邊的台面側壁12'之台面。

在步驟504處，該方法能包含在主動LED結構12上方沉積鈍化層46。在實施例中，鈍化層46能為介電質，諸如氮化矽。

在步驟506處，該方法能包含在鈍化層46-2上方沉積金屬層48，該金屬層對由主動LED結構12產生之光的波長為部分透明，其中金屬層48與主動LED結構12電絕緣，其中金屬層48對由主動LED結構12發射之光進行調光。在實施例中，金屬層48能經由濺鍍沉積而沉積，其中沉積金屬層48之時間長度控制金屬層48之厚度，此又控制由金屬層48提供之調光量。在其他實施例中，諸如化學氣相沉積或電漿增強式化學氣相沉積之其他沉積技術亦為可能的。金屬層48亦能以預定圖案沉積，或在應用光罩後產生圖案化金屬層48之光阻層上方沉積。

現轉而參看圖6，所示為描繪展示根據本發明之一或多個實施例的顯示透射率隨金屬層之厚度而變的實驗結果之圖。

圖600描繪顯示透射百分比隨金屬層48之厚度而變的實驗結果602。在此實例中，金屬層48為鈦，且所發射之光處於451 nm。厚度以埃為單位。圖600所基於的表提供於下表1中：

厚度（ A ）	透射率 %
40	71.261
80	50.782
120	36.188
160	25.788
200	18.377

預期能組合如本文中所描述之前述態樣中之任一者、及/或各種單獨的態樣及特徵以達成額外優點。除非本文中有相反指示，否則如本文所揭示之各種實施例中之任一者能與一或多個其他所揭示實施例組合。

所屬技術領域中具有通常知識者將理解對本發明之較佳實施例的改善及修改。所有此類改善及修改皆視為在本文中所揭示之構思及隨附申請專利範圍之範疇內。

10:LED晶片 11:LED晶片 12:主動LED結構 12':側壁 14:載體子基座 16:p型層 18:n型層 18':頂表面 20:主動層 22:接合金屬 24:第一反射層 26:電流分散層 28:第二反射層 30:反射層互連件 32:黏著層 34:障壁層 36:p接觸 38:鈍化層 40:第一開口 42:n接觸金屬層 44:n接觸互連件 46:鈍化層 46-1:鈍化層 46-2:鈍化層 48:金屬層 49:開口 50:外層/頂層 52:開口 500:方法 502:步驟 504:步驟 506:步驟 600:圖 602:實驗結果

併入說明書並形成說明書的一部分之隨附圖式繪示本發明的幾個態樣，並與實施方式一起用以解釋本發明之原理。

[圖1]為根據本發明之一或多個實施例的體現垂直晶片結構的發光二極體（LED）晶片之概括截面。

[圖2]為根據本發明之一或多個實施例的類似於圖1之LED晶片且進一步包含金屬層的LED晶片之截面，該金屬層對由LED晶片發射之光進行調光。

[圖3]為根據本發明之一或多個實施例的作為圖2中所描繪之LED晶片之不同實施例的LED晶片之截面。

[圖4A]為根據本發明之一或多個實施例的不具有金屬層之LED晶片的俯視圖。

[圖4B]為根據本發明之一或多個實施例之具有金屬層之LED晶片的俯視圖。

[圖5]為描繪根據本發明之一或多個實施例的用於製造具有金屬層之LED晶片的方法之流程圖。

[圖6]為描繪根據本發明之一或多個實施例的顯示透射率隨金屬層之厚度而變的實驗結果之圖。

11:LED晶片

12:主動LED結構

12':側壁

14:載體子基座

22:接合金屬

24:第一反射層

34:障壁層

36:p接觸

38:鈍化層

42:n接觸金屬層

46-1:鈍化層

46-2:鈍化層

48:金屬層

50:外層/頂層

Claims (20)

1. 一種發光二極體晶片，其包括： 主動發光二極體結構，其包括n型層、p型層及在該n型層與該p型層之間的主動層，該主動發光二極體結構形成具有界定該主動發光二極體結構之周邊之台面側壁的台面； 金屬層，其對由該主動發光二極體結構產生之光的波長為部分透明；及 鈍化層，其在該金屬層與該主動發光二極體結構之間，使得該金屬層與該主動發光二極體結構電絕緣。
2. 如請求項1之發光二極體晶片，其中所述台面側壁由該鈍化層及該金屬層覆蓋。
3. 如請求項1之發光二極體晶片，其中該金屬層配置以對由該主動發光二極體結構發射之光進行調光。
4. 如請求項3之發光二極體晶片，其中由該金屬層進行調光之光的量對應於該金屬層之厚度。
5. 如請求項1之發光二極體晶片，其中該金屬層為鈦及鉑之至少一者。
6. 如請求項1之發光二極體晶片，其中該金屬層經濺鍍沉積至該鈍化層上。
7. 如請求項1之發光二極體晶片，其中該主動發光二極體結構之頂部上方的該金屬層之第一厚度不同於該主動發光二極體結構之所述台面側壁上方的該金屬層之第二厚度。
8. 如請求項1之發光二極體晶片，其中該金屬層以預定圖案而圖案化。
9. 一種發光二極體晶片，其包括： 載體子基座； 一主動發光二極體結構，其接合至該載體子基座，該主動發光二極體結構包括n型層、p型層及布置於該n型層與該p型層之間的主動層，該主動發光二極體結構形成具有界定該主動發光二極體結構之周邊之台面側壁的台面； 金屬層，其對由該主動發光二極體結構產生之光的波長為部分透明；及 介電層，其在該金屬層與該主動發光二極體結構之間，使得該金屬層與該主動發光二極體結構電絕緣。
10. 如請求項9之發光二極體晶片，其中所述台面側壁由該介電層及該金屬層覆蓋。
11. 如請求項9之發光二極體晶片，其中該金屬層配置以對由該主動發光二極體結構發射之光進行調光。
12. 如請求項11之發光二極體晶片，其中由該金屬層進行調光之光的量對應於該金屬層之厚度。
13. 如請求項9之發光二極體晶片，其中該金屬層為鈦及鉑之至少一者。
14. 如請求項9之發光二極體晶片，其中該金屬層經濺鍍沉積至該介電層上。
15. 如請求項9之發光二極體晶片，其中該主動發光二極體結構之頂部上方的該金屬層之第一厚度不同於該主動發光二極體結構之所述台面側壁上方的該金屬層之第二厚度。
16. 如請求項9之發光二極體晶片，其中該金屬層以預定圖案而圖案化。
17. 如請求項9之發光二極體晶片，其中該介電層為氮化矽。
18. 一種用於製造發光二極體晶片之方法，其包括： 在載體子基座上方形成主動發光二極體結構，該主動發光二極體結構包括n型層、p型層及在該n型層與該p型層之間的主動層，該主動發光二極體結構形成具有界定該主動發光二極體結構之周邊之台面側壁的台面； 在該主動發光二極體結構上方沉積鈍化層；及 在該鈍化層上方沉積金屬層，該金屬層對由該主動發光二極體結構產生之光的波長為部分透明，其中該金屬層與該主動發光二極體結構電絕緣，其中該金屬層配置以對由該主動發光二極體結構發射之光進行調光。
19. 如請求項18之方法，其進一步包括： 基於預定調光位準將該金屬層沉積至預定厚度。
20. 如請求項18之方法，其進一步包括： 以對應於發射圖案之預定圖案沉積該金屬層。