TW474035B - Semiconductor light-emitting device and method of manufacturing the same and mounting plate - Google Patents

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47403 5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（1 ) 發明背景 1·發明領域 本發明係關於一種半導體發光裝置，包括一半導體尖端 於一座板的同一側具有一對電極層；本發明也關於一種製 造該半導體發光裝置的方法，以及關於在該製造方法中所 使用的一種座板。 2.相關技藝的敘述 近年來發展的半導體發光裝置，包括一半導體雷射裝置 ，其中使用一氮化物半導體，像是氮化鎵，做爲短波長光 的一光源。一般來説’該半導體雷射裝置利用該氮化物半 導to， n型層，一作用層，和一 p型層，其組成該氮化物 半導體，並依序地堆疊在由藍寶石（氧化鋁）組成的基座。在 该半導體雷射裝置的一對電極層中，一卩側電極是形成於該 P型層上’其爲該半導體層的最上層；一η型電極是形成於 該η型層上，其經由蝕刻該ρ型層和該作用層而曝露於外。 因此，該基座，該半導體層，該電極和該η側電極合稱 爲一半導體尖端。 該半導體發光裝置中，該半導體尖端是裝載於一稱爲基 板的一座板上。該半導體尖端裝載於該座板的狀況爲，半 導體層的一側是相反於該座板，爲了要有效散去半導體層 内所產生的熱量。該座板有一對的鉛質電極層，形成的一 側正是該半導體尖端裝載的所在，以及一接合物層形成於 該錯層上。將半導體尖端裝載於該座板上之後，半導體尖 端的該ρ側和該η側電極分別經由該接合物層，而接觸到一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------：—丨丨#-裝—l·—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474035 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（2 ) 對鉛質電極層。 、：而傳統的半導體發光裝置中，當該基板上半導體尖 端被磨損時，受壓的接合物層連帶著半導體尖端的側和 邊η側電極，也被擠展到該接合物層的一侧。然後，被壓出 的接σ物會黏到半導體尖端的ρη接合面部份，而導致短路 失敗。 此外，被壓出的接合物也可能黏在_雷射光射出部份的 附近，在這種的狀況下，該雷射光的形狀會改變，而更糟 \勺疋光強度的幸則出便會減弱。如果該雷射光的形狀如前 述Μ形改^ 了，特別當半導體發光裝置是應用在一光碟儀 器等等，就會減低追跡的準確度。影響最多的是，如此雷 射光降低光強度的輸出，致使熱量數値增加，因爲一大部 份的電流必須流到半導體尖端，以維持應該達到的輸出率。 發明簡述 本發明已’、際考慮上述的問題，而且本發明的目的在於 提供-種半導體發光裝置，能夠防止因接合物的黏著所造 成在ρη接合面部份的短路失敗，避免光束形狀的改變和光 強度輸出的降低。本發明的目的，也在於提供一種製造該 半導體發光裝置的方法，以及一種座板。 Ρ 根據本發明之一種製造一半導體發光裝置的方法，包括 一步驟是利用一第一接合物層和一第二接合物層，將一半 導體尖端的-第-和第二電極層堆φ在一事先決定的支撑 月丘以及在4導體尖端丨該第一電極層的一|面突出超過 孩第二電極層的”表面。這種情況下，該第二接合面的變 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2i〇 X 297公« -----_---.---^-----r------------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 474035 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（3 形量會比該第一接合面的變形量大一些。 根據本發明之製造半㈣發光以的其他方法，還包括 -步驟是將該第一和該第二電極堆疊至_座板的第一和第 -接合物層。-半導體提供—層次差距，使得第—電極的 -表面突出超過在此之間第二電極層的—表面。一座板提 供—層次差距，使得第-接合物層的—表面突出超過在此 7間第二接合物層的一表面，而且該座板的層次差距決定 爲比半導體尖端的層次差距要大—些。 根據本發明的一座板是以支撑體提供，第一和第二接合 物層形成於該支撑體的同一側。在第一接合物層和第二： :物2之間形成一層次差距，使得第一接合物的表面突出 超過第二接合物的表面，並且高於半導體尖端的表面。 ，據本發明的一半導體發光裝置，包括該半導體尖端具 ^第一和第二電極位於該座板的同一側，以及該座板具有 第一和第二接合物層，位於該支撑體的同一側。該半導體 尖端包括該層次差距，使得第一電極層的表面突出超過在 此 < 間第二電極層的表面。該座板提供該層次差距，使得 第一接合物層的表面突出超過在此之間第二接合物層的表 面。該支撑體有一溝渠形成在相反於第二接合物層的表面 ’像是三明治式地夾著第一接合物層。 逐有，根據本發明的另一座板，具有第一和第二接合物 層仏於支撑體的同一側，並且提供該層次差距，使得第一 接合物層的表面突出超過在此之間第二接合物層的表面。 p二支撑m有_溝渠形成於第二接合物層的相反表面，像是 I - ίιι^·裝-----^----訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -6 474035 A7 Β7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 二明治式地夾著第一接合物層。 更甚者，根據本發明製造半導體發光裝置的另一個方去 ，包括-步驟是將半導體尖端的第—和第：電㈣，堆最 =板的第二第二接合物層上。該半導體尖端提供該層 八距:使侍弟—電極的表面突出超過第二電極的表面之 ^ °該座板提供的該層次差距，使得第—接合物層的表面 =超過力—接合物層之上，第_接合物層的輪廓接觸到 "極和第一接合物層之間的表面，而且第-接合物層 的位置是從第一電極的輪廓向内至該接觸表面，至 特定的方向。 ，根據本發明之製造一半導體發光裝置的方&，另外—個 製：半導體發光裝置的方法，或是該座板中，當該半導體 尖端堆疊在該座板上時，第二電極接觸到第二接合物層^ 後’第-電極接觸到第—接合物層。如此—來，即使^二 接合物層的接合物被擠壓出纟，可防止第一接合物層的2 合物被壓出。該半導體尖端的Pn接合面部份一般是配置在 第-電極的一侧’纟突出的份量是比另一個大；因此；以 避免接合物黏著該pn接合面部份。 根據本發明的半導體發光裝置或其他座板，支撑體具有 “溝^^疋形成於第二接合物層的相反側，爲三明治式夾著 第接合物層。在第一接合物層的接合物被擠壓出來的情 形下，該接合物即流進溝渠，其防止接合物不會黏著卯接 合面邵份，（該pn接合面部份通常是配置在第一電極層的 近）0

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公爱） .裝-----r---訂--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 着.

皮明說明（ 在其他製造半導體發光裝置的方法中，接觸到第_電極 層表面和第-接合物層表面之第—接合物層輪廓，是位於 攸弟-電極層的輪廓向内，（至少是_特定的方向)。所以， 即使第-接合物層受到壓力，接合物也很難從第一電杨層 的輪廓側面被擠壓出。如此就可以避免接合物層 導體尖端的pn接合面部份0 / 圖TF簡述 從下列提供的較佳具體實施例之敘述，並參考所附圖示 ’將會更清楚本發明已簡述的和其他的目的以及特性，立 所附圖示有： " 圖1爲顯示—半導體應用在根據本發明第-具體實施例 一半導體雷射裝置之一透視圖； 圖2爲顯㈣1巾半㈣之-雷射尖㈣結構之—縱向 面圖； 圖3爲顯示^中半導體之一座板的結構之一縱向截面圖 圖从和仙爲解釋製造圖4所示半導體雷射裝置的方法 的 訂 截 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 每一個步驟之縱向截面圖； 圖5爲解釋第—具體實施例的效果之-原因和結果圖； 圖6爲解釋相關於根據本發明第二具體實施例的半導體 射裝置主要部份之縱向截面圖； 足 圖7爲解釋相關於根據本發明第三具體實施例的半導體 射裝置主要部份之縱向截面圖； " 圖8爲圖7中νΐΙΙ·νιΙΙ虛線所指之截面圖；以及 圖9爲圖8tlX_IX虛線所指之縱向截面圖。 中 田 雷 # 本紙張尺度適用"？g家標準（CNS)A4規砲〇 χ撕公爱 -8 474035 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 較佳具體實施例之詳細敘述 以下將參考圖示，並詳細敘述本發明之具體實施例。 [第一具體實施例] 圖1顯示一半導體發光裝置的一實例1〇〇，其中根據第一 具體實施例使用一半導體雷射裝置。該半導體發光裝置i00 包括該半導體雷射裝置1，於一事先成型的組裝件中。該組 裝件10包括一支撑圓盤11，一圓柱形遮蓋12是連接著該支 撑圓盤11。該圓柱形遮蓋12的一端是封閉的，但有一窗口 12A。該半導體雷射裝置1發射的一雷射光束，可以從該窗 口中穿出到該組裝件10的外面。該遮蓋12是由金屬構成， 像是銅（Cu)或鐵（Fe)。該窗口 12A是由一種透明的玻璃或樹 脂組成。此處該半導體雷射裝置1對應於本發明之一半導體 雷射裝置的一個特定實例。 該支撑圓盤11包含金屬像是銅或鐵，在其表面（圖丨的前方) 形成一長方形狀的放置板15，並組合於其中。該半導體雷 射裝置1是由一座板30所提供，該座板爲一板狀的物件並固 定在該放置板15，以及一雷射尖端形成於其上。該放置板 15和該座板30支撑著該雷射尖端20，同時具有爲該雷射尖 端20散發熱量的角色。該支撑圓盤丨丨所提供的一對接腳針 17和18，相對於支撑圓盤11是保持絕緣，但分別經由一導 線W連接到下面將要数述的錯質電極層3 2和3 3。此外，該 放置板15和該座板30分別稱爲一吸熱物和_基板。此處該 雷射尖端20對應於本發明之一半導體尖端的一個特定實例。 圖2爲顯示該雷射尖端20的一結構之縱向截面圖。該雷射 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----；---·--裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474035

五、發明說明（7 ) 尖端20包括一結晶基座21，是由藍寶石（Al2〇3)组成，該基 座也可以由尖晶石（MgAlW4)，氮化鍺（GaN)，矽（si)，或是 碳化矽（sic)組成而取代藍寶石。例如：形成在11型接觸層22 的表面上是約4微米的厚度。形成在11型接觸層22的表面上 的是一η型覆蓋層23，由η型AlGaN組成，其中摻雜n型雜質 ，像是矽。例如：η型覆蓋層23的厚度約爲！ 2微米。 一作用層24由InGaN組成，且形成於η型覆蓋層23的表面 上。該作用層24具有一光設置層，即是俗稱的發光層。形 成在該作用層24Α上的是一ρ型覆蓋層25，由卩型八沁⑽組成 ，其中摻入P型雜質，像是Mg。例如：該p型覆蓋層25的厚 度約爲0.8微米。形成在該p型覆蓋層25上的是一p型接觸層 26，由p型GaN組成，其中摻入p型雜質，像是Mg。例如： ^亥P型接觸層2 6的厚度約爲〇 · 3微米。一部份的該p型覆蓋層 25和該p型接觸層26會被蝕刻去除，由一絕緣層，像是氧化 矽或氧化鋁，組成的一限制層27，便提供三明治式夾著該p 型覆蓋層25和該p型接觸層26。 形成在該p型接觸層26表面上的是p側電極2 A，該p側電極 2A由合金組成。例如：在p型接觸層26的該側，以連續堆疊 一層鎳（Ni)和一層金（Au)形成，然後在其上加熱而得。一部 份的該η型接觸層22，該η型覆蓋層23，該作用層24，該p型 覆蓋層25，以及該ρ型接觸層26被蝕刻去除，同時該η型接 觸層22會部份地曝露出來。該η側電極2Β是形成於該η型接 觸層22之曝露表面上，該!!側電極2Β是合金製成。例如：從 該η型接觸層22的該側，連續堆疊一層鉈（Ti) 一層鋁（Α1)和一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ϋ ί ϋ ϋ— ^^1 ϋ I 1_ϋ ϋ I ^1 ϋ 參· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474035 A7 B7 五、發明說明（8 ) 層至Λ、丨後加為於其上。该P側電極2A和該η侧電極2B形成 表似Τ狀’延伸至圖2紙面的垂直方向上。例如：該ρ侧電 極2Α表面和該!!側電極2Β表面之間的高度差距約爲3.5微米。 琢Ρ側電極2Α表面和該η側電極2Β表面平行於該結晶基座 21的表面，該卩側電極2Α突出高於該η側電極2Β之上，例如 :2.7微米。也就是一層次差距，如圖中符號Α代表，位於 孩Ρ側電極2Α表面和該η側電極2Β表面Β之間是2.7微米。此 處琢Ρ側電極2Α對應於本發明中第一電極層的一個特定實例 ;而此處該η側電極2Β對應於本發明中第二電極層的一個特 定實例。 該雷射尖端20有一對圖中沒有顯示的面鏡，位於相關圖 中垂直方向的兩邊緣。該面鏡有一結構爲依次重疊一層氧 化石夕和一層氧化錐（Zr〇)，如此形成一反射面鏡層的反射性 比另一個面鏡的反射性低。從該作用層24產生的光來回地 以一對反射層放大，然後從一端反射面鏡層射出爲一雷射 光束。 圖3爲顯示該座板3〇的結構之一縱向截面圖。該座板3〇包 括15¾電極層32和33 ’接合物層4A和4B於一支撑體31上， 其爲一長方形狀的板狀物件。該支撑體31是由一具高導熱 性的絕緣物質組成，例如：鑽石，氧化皱（Be〇），嫣化銅 (CuW)，氮化鋁（A1N)，立體氮化棚（CBN)，矽（Si)，或碳化 矽（SiC)。例如：座板30的大小爲厚度200微米，寬度（在圖 示中左右方向的長度）〇·6微米，深度（圖示中深度方向的長 度）1微米。 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I裝----l· IT--------- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474035 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9 ) ^撑3 1的一表面是一平整表面，一對鉛製電極層32 和33的厚度，例如：1〇微米，形成於其上。該鉛質電極層 32和33可由金或金-錫合金組成，該鉛質電極層32和33可爲 一結構，從該座板30的該側，依序地堆疊一層鈦，一層鉑 ，一層金。如圖1所見這些鉛質電極32和33，分別經由導線 W私力連接到一對接腳針丨7和丨8，位於該支撑圓盤丨丨上（圖 1)。在兩鉛質電極層32和33之間，提供一大約5〇微米的間 隔。孩鉛質電極層32和33對應於本發明之一第一鉛質電極 層和第二鉛質電極層的特定實例。 該第一接合物層4A和該第二接合物層4B形成於該座板3〇 的該錯質電極層32和33上，第一和第二接合物層以低熔點 金屬形成，像是錫，金-錫合金，錫_銀合金（SnPt)，銦-錫合 金（InSn)，和銦（In)。第一接合物層的厚度是35微米，同時 第二接合物層4B的厚度是7微米。也就是在第一接合物層 4 A表面和第二接合物層4B表面之間的層次差距b是3.5微米 。弟一和弟一接合物層4 A和4 B分別對應於本發明之”第一和 第二接合物層π的特定實例。 [製造半導體雷射裝置的方法] 接下來，將解釋一種製造半導體雷射裝置的方法之具體 實施例。 首先，如圖2所示，η型GaN組成的該η側接觸層22，η型 AlGaN組成的該η型覆蓋層23，GalnN組成的該作用層24，ρ 型AlGaN組成的該p型覆蓋層25，以及由p型GaN組成的該p 側接觸層26，由像是藍寶石組成的結晶基座21的表面上， -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----^ .—AWI ^-----·1—^---------^9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4^403: Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 i、發明說明（1(5)依序地以MOCVD (金屬有機化學蒸鍍法）長成。 在該η側接觸層22到該p側接觸層26長成後，以光微影方 法蚀刻邵份地去除該Ρ侧接觸層2 6和該ρ型覆蓋層2 5，同時 由一絕緣物質組成的該限制層27形成於其上。接著，選擇 性地去除該ρ側接觸層26，該ρ型覆蓋層25，該作用層24， 該η型覆蓋層23，而曝露出該η側接觸層22。之後，該η側電 極2Β是選擇性地形成於該η側接觸層22上已曝露的區域。然 後，該ρ側電極2Α選擇性地形成於Ρ側接觸層26上。 形成該ρ側電極2Α和該η側電極2Β後，沿著該ρ側電極2Α 長度的方向（即垂直於圖8紙面的方向），以一事先決定的寬 度垂直地切下該結晶基座21。之後，在切下的半導體層之 一對側表面上，分別形成一對反射面鏡層。然後，沿著平 行於该ρ側電極2 Α長度的方向，以一事先決定的寬度切下該 結晶基座21，因此就形成了雷射尖端20。正如圖2所示，該 層次差距A (2.7微米）是由介於此雷射尖端的該ρ側電極2 a表 面和該η側電極2 B表面之間所提供的。 於此之後，在該支撑體3 1的表面上，以電鍍，濺射，或 眞空蒸發形成該鉛質電極層32和33。然後，在該鉛質電極 層32和33的表面上，以眞空蒸發形成第一接合物層々a和第 二接合物層4Β，這步驟便形成該座板30。該層次差距2 械米）疋由介於該座板30的第一接合物層4Α表面和第二接合 物層4Β表面之間所提供的。 如圖4Α所示，將該雷射尖端以上面朝下的狀態，堆疊在 該座板30上，同時該ρ側電極2Α和該η側電極2Β，接觸到第 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # -裝 ----L---訂--------- 4?4〇35 A7

五、發明說明（11 ) 接合物層4A和第一接合物層4B。然後，一未顯示的加壓 儀器對該雷射尖端20和該座板30施加壓力，例如5公克的壓 力強度。此壓力是在該雷射尖端的基面（圖4A和4B中的一表 面）’和▲座板3 0之間保持平行的狀態下施加的。還有，將 第一接合物層4A和第二接合物層4B加熱至攝氏28〇度軟化 ’此加熱步驟最好是在含有氮氣或水氣的氣體環境，或一 混合這些氣體環境下執行，以防止第一和第二接合物層4 a 和4B氧化。 該座板30的層次差距B (3.5微米）要比該雷射尖端20的層 次差距A (2.7微米）較大。爲此原因，在該雷射尖端2〇和該 座板30堆疊並加壓的情形時，首先是該η側電極2]8接觸到第 二接合物層4Β，然後才是該ρ側電極2Α接觸到第一接合物 層4 Α。這表示第一接合物層4 a變形量（在一施加壓力方向） ’要比第二接合物層4B變形量較小。因此如圖4B所示，即 使第一接合物層4B被擠壓出來到該η側電極2B附近，也可防 止該Ρ側電極2Α不會擠壓到該ρ側電極2Α附近。如圖4Β所示 ，該座板30和該雷射尖端20如上述方式堆疊。此外，該ρ側 電極2Α和該η側電極2Β分別導電連接到鉛質電極層32和33。 完成堆疊該座板30至該雷射尖端20之後，該座板3〇的背 面（即雷射尖端側面的相反側），以接合方式黏貼至該放置板 15，組合式地形成於該支撑圓盤η (圖丨）。然後，該座板3〇 的該錯質電極層32，經由導線W連接到接腳針17 ;而該鉛 質電極層33經由導線W連接到接腳針18。最後，分離形成 的遮盖12放置在該支撑圓盤11上，此步驟即完成如圖1顯示 -14 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝----l· 訂— 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 的半導體發光裝置100。 於此之後要钦述該具體實施例的效果。如圖4A和4B所示 ，该座板30的層次差距B (3·5微米）是比該雷射尖端2〇的層 次差距A (2· 7微米）要大。因爲如此，在平行狀態堆疊該雷 射尖端20和該座板30並加熱的情形下，該η側電極2B先接觸 到該第二接合物層4B之後，該p側電極2A才接觸到第一接 合物層4A。所以，即使相反於該η側電極2B的第二接合物 層4Β被擠壓出來，也可防止相反於該ρ側電極2Α的第一接 合物層4A被擠壓出來。該pn接合面的部份，（或是該η型覆 蓋層23，該作用層24，以及該ρ型覆蓋層25的堆疊部份）， 是以該ρ側電極2Α附近所提供的。所以，如果在ρ側電極該 側的第一接合物層4 Α沒有被擠壓出，在該ρη接合面的部份 就不會有短路失敗。 圖5顯示短路失敗與該雷射尖端20的層次差距A和該座板 30的層次差距B之間比値關係的一因果圖示。許多的半導體 雷射裝置1是以改變該雷射尖端20的層次差距A和該座板30 的層次差距B之間比値而形成的，每一個半導體雷射裝置中 ，觀察一短路失敗的良率。圖5中良率百分之百（100%)表示 沒有短路失敗。 從圖5可得知，當該雷射尖端20的層次差距A對該座板30 的層次差距B之比値，也就是B/A，比1大的時候，良率便大 幅提高，（這代表短路失敗明顯地降低）。爲此原因便考慮當 B/Α比1大的時候，如圖4B所示，在ρ侧電極2 A —側的第一 接合物層4 A很難被擠壓出來。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------^---裝-----^---訂—— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 474035 A7 B7 五、發明說明（13) 在此技術領域，由該Pn接合面部份的短路失敗所導致的 失敗，一般來説要求的良率是超過80%。因此從圖5中，一 表示式1 · 2 S B/A S 3是比較理想的。該極限値3是從以下的理 由決定的，如果B/A比3大時，大量的接合物便會被擠出到n 側電極5 1的附近，這是不希望發生的。 此外，在短路失敗的良率所要求良率大於90%的情況下， 從圖5中一表示式1.3SB/AS2.5是理想的。 誠如上述的解釋’根據*亥具體實施例，由於第《一接合物 層4A和第二接合物層4B之間的層次差距，要比p側電極2A 和11側電極2B之間的層次差距較大，即使第二接合物層4B被 擠壓:出來，第一接合物層4 A也很難會擠出。如此一來，就 可以達到防止pn接合面部份的短路失敗。另外，也防止接 合物被擠到p側電極2 A的附近，使得上述問題能夠解決。那 些問題是：一光束形狀因爲接合物黏著雷射光束發光的部 份而變形，以及雷射光束的強度降低。 在該座板30的層次差距B相對於該雷射尖端2〇的層次差距 A之間比値’決定比1.2大而且比3小的情形下，該pn接合面 部份之短路失敗的良率可以提昇至超過8〇%。更理想的是， 在比値決定爲比1.3大同時比2.5小的情形時，該叩接合面部 份之短路失敗的良率可以提昇甚至超過9〇%。 在此實施例中，該層次差距B可以由一簡易方法決定。理 由是：該座板30的一表面變成一平整面，該鉛質電極層32 和33變成相同的厚度，爲了經由只有第一接合物層4A和第 二接合物層4B之厚度，決定該座板3〇的層次差距B。在這頂 -16 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -----------裝-----r---訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474035 A7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14 )

上，一層次差距的部份可以由該座板3〇本身的一表面所提 供，或者疋该鉛質電極層3 2和3 3可以有不同的厚度，該接 合物層也可以包括兩層以上的層次堆疊形成，來改變一特 定層的厚度。更甚者，於具體實施例中第一接合物層4八和 第二接合物層4B是由該座板30提供的，該接合物層4A*4B 也可以由雷射尖端的P側電極2A和η側電極2B來提供。 [修正] 圖6顯示第一具體實施例中該雷射尖端的一修正圖。圖6 中的一雷射尖端20A具有如第一具體實施例中雷射尖端相同 的架構，除了 p側電極和限制層的形狀。在此之後，如第一 具體實施例相同的架構，有相同的參考標示數字，也就省 略詳細的解釋。關於此修正的該限制層28，形成於p型接觸 層26和p型覆蓋層25以蝕刻去除的一部份。該限制層28形成 的方式是，其表面並沒有接觸到p型接觸層26，也就是説p 型接觸層26有一結構，是從該限制層28向内突出。此外， 該修正中的該p側電極層29形成的方式是，覆蓋突出的p型 接觸層26，並遮蓋在該層26兩側面形成的該限制層28上面。 圖1顯示的半導體雷射裝置正如圖4所示，是將該雷射尖 端20A堆疊至該座板3〇而完成的。此修正中，該座板30 (如 圖4)上介於第一接合物層4A和第二接合物層4B之間的層次 差距B，要比該雷射尖端20A的該層次差距A (介於該!)側電 極層29的上層表面和該η側電極28的表面之間）較大，以防 止在該ρη接合面部份發生的短路失敗。 [第二具體實施例] -17- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------..—裝-----r—訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 474035 A7 __________ B7 五、發明說明（15) 接著，將要解釋本發明的第二具體實施例。圖7爲顯示相 關於第二具體實施例之半導體雷射裝置主要部份的一縱向 截面圖。此具體實施例有如第一具體實施例相同的架構， 但了 一座板3 〇A的架構。在此之後，如第一具體實施例相 同的架構有相同的參考標示數字，也就省略詳細的解釋。 如圖7所示，在该座板3〇A的一表面上，相反於該p側電極 2A的第一接合物層4A附近形成一溝渠化。該溝渠“形成的 位置，是在該第一接合物層4A和該第二接合物層4B的一相 反側及中間’有別於兩接合物層4A和4B之間的位置。該溝 渠45是深度50微米，寬度100微米，且在平行於？側電極2a 延伸方向（圖中的Y方向）上形成。也就是在關於圖形的一垂 直方向上形成溝渠45。該溝渠也可以切割銀等方法形成。 位於第一接合物層4A底部的該鉛質電極層32，是連接著溝 渠45的内部形成，且維持幾乎相同的厚度。該溝渠仏對應 於本發明中該溝渠的一特定實例。 在平行於違支撑體3 1表面的方向’且同時垂直於p側電極 2A的一延伸方向（圖7中該γ方向），是定義爲一 X方向。而該 雷射尖端20的一側邊緣表面c，是位在介於以該鉛質電極層 3 2所覆盖之该溝渠4 5的兩側面壁D的一中心線。如此一來， 即使相反於該p型電極2 A的第一接合物層4 A被擠壓出來， 所擠出的接合物也不會流到該雷射尖端20的pn接合面附近 ’而是延著該錯質電極層3 2流進該溝渠4 5。此更進一步防 止接合物黏在該雷射尖端20的pn接合面附近。

如上述具體實施例中，在相反於該座板30上該p側電極2A -18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------·-裝 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂--- # 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4^403! 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（16) 的第一接合物層41附近形成該溝渠45。所以，即使從p側電 極2 A側面擠壓出該接合物，但確定可以防止被擠出的接合 物黏在該pn接合面附近。爲此原因，這類短路失敗的發生 就比第一具體實施例更進一步地控制。此外，在第一接合 物層4A之下的該鉛質電極層32，是連接著該溝渠45的内部 而形成’使得被擠愿出的接合物，可以有效地引導進入該 溝渠45。 本發明的第二具體實施例，也可以應用在該座板30上介 於第一接合物層4A和第二接合物層4B之間該層次差距B， 比該雷射尖端20上介於該p側電極2A和該η側電極2B之間該 層次差距Α較小的情況，或是應用在層次差距a和Β是相同 大小的情況。於頂層上，該溝渠45是形成於該座板30的第 一接合物層4 A附近，其位置可以容許擠壓出的接合物流進 4溝、’結果就可以控制該pn接合面部份的短路失敗。 [第三具體實施例] 最後，下面將要解釋第三具體實施例。圖8顯示相關於第 二具體實施例的半導體雷射裝置之一縱向截面圖。圖9是在 圖8從一虛線ΐχ-ΐχ指向之截面圖。第三具體實施例有如第 一具體實施例中相同的架構，除了一個不同形狀的第一接 合物層4 A。下面要敘述的如第一具體實施例相同的架構有 相同的參考;^示數j，也就省略詳細的解釋。圖8中該雷射 尖端20的一共振方向，或該p側電極2A的一延伸方向，（相 關於圖8中圖示的一垂直方向），定義爲一 γ方向。另一方面 平行於一厓板31的一方向，同時垂直於γ方向定義爲χ方向。 --------；—* 裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 19-

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ^ ^--------B7_____ 五、發明說明（17 ) 第二具體實施例中，至少在X方向上，第一接合物層4八之 接觸面（圖9中的上層表面）的一輪廓c丨的位置，是從p側 電極2A之一接觸面（圖9中該基底面）的一輪廓^向内，如圖 9所示。更理想地，第一接合物層4八之接觸面的大小之形成 方式，是比p側電極2A—接觸面較小。於上述的架構，當該 雷射尖端20堆疊至該座板30時，即使第一接合物層4A向外 笑形亥接合物也幾乎不會接觸到該p側電極2A的側面邊緣 。如此就可以控制接合物在該pn接合面部份之黏著問題。 以下的部份，將要解釋該具體實施例之效果實例。該p側 電極2A是以如圖9所示的一長方形狀形成，而且其長邊決定 爲700微米，短邊決定爲25〇微米。另一方面如圖9所示，第 一接合物層4A是以一長方形狀形成，而且其長邊決定爲68〇 微米，短邊決定爲200微米。第一接合物層4A的一輪廓以 的位置，是從p側電極2A的一輪廓C2，在X方向上向内，並 且從P側電極2A的一輪廓C2，在Y方向上向外。在該雷射尖 端20和該座板30堆疊的情況下，觀察雷射尖端⑼的卯接合 面部份之短路失敗的發生情形，該短路失敗的良率爲98%。 另一方面’該p側電極2 A和第一接合物層4 A具有相同形狀 之接觸面的情形，也就是兩接合物層有相同的長方形狀， 其長邊都是700微米，而短邊均爲250微米，以及該p側電極 2 A和第一接合物層4 A的輪廓重疊時，該短路失敗的良率爲 80%。這證明了該具體實施例增強該短路失敗的良率1 2倍。 在此具體實施例中，第一接合物層4 A之接觸面輪廓c 1的 位置’也可以從p側電極2A之接觸面輪廓C2，在X和γ之兩 • 20 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） '~' -----^---.---裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 474035 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（18 ) 方向上向内。 更甚者’此具體實施例可以應用在該座板3 〇上介於第_ 接合物層4A和第二接合物層4B之間該層次差距b，比該雷 射尖端20上介於該p側電極2A和該η侧電極2B之間該層次差 距Α較短的情況，或是應用在層次差距a和β是相同大小的 情況。該接合物層4A輪廓的位置，是從p側電極2A的輪廓 向内，其可以控制該接合物不會被擠壓出來到p側電極2八的 外側，也就能夠防止在該pn接合面部份的短路失敗發生。 此外，第三具體實施例中，第二具體實施例中該溝渠45可 以形成於該座板3 0上。 參考以呈現爲目的所選取之特定的具體實施例來敘述本 發明時，應該很明顯的是本技藝中的這些技術，在此可以 做許多的修正而沒有偏離本發明的範圍和基本概念。例如 :本發明並不受限於半導體，也可應用在發光二極體上， 至於半導體發光裝置100的結構也可以應用於各種結構，而 不單是圖1所示的結構。 正如上面已解釋過，根據本發明一方面的方法，當該半 導體尖端和該座板堆疊在第一和第二接合物層之間裏面， 接觸到第-電極的第_接合物層之變形量要比另外—個大 ,而且變得比接觸到第二電極層的第二接合物層的變形量 較小。因此’第一電極層上的接合物幾乎不會被擠壓出， 如此該接合物就幾乎不會黏著該pn接合面部分，其一般是 4方、第％極層的側面。這防止在該pn接合面部分的短路 失敗，還有該接合物幾乎不會黏著該pn接合面部分，也就 -----------I --------訂------ (請先閱讀背面之注咅？事項再填寫本頁) 峰 本紙張尺度適財關家標準(CNS)A4^iT21〇1 297公釐） 21 - 4 ?4〇35 五、 A7 發明說明（19 ) 防止一光束形狀的改變和一光束輸出的的降低。 、根據本發明另一方面的製造半導體發光裝置之方法或該 座板，介於第一和第二接合物層之間的該層次差距比介於 第一和第二電極層之間的該層次差距較高，所以當半導體 尖端和該座板堆疊時，首先是第二電極層接觸到第二接合 物層，然後才是第一電極層接觸到第一接合物層。因此該 接合物幾乎不會黏著該忡接合面部份，其通常是位於第一 電極層側。這防止在該pn接合面部份的短路失敗，也就防 止一光束形狀的改變和一光束輸出的的降低。 根據本發明另一方面的製造半導體發光裝置之方法或座 板支撑體，該溝渠形成於第二接合物層之相反侧，且於第 一接合物層裏面中間。所以即使第一接合物層被擠壓出來 ，便會流進孩溝渠，就防止該接合物黏著該pn接合面，因 此也就能夠防止伴隨著擠出之接合物在該pn接合面部份的 短路失敗，以及一光束形狀的改變和一光束輸出的的降低。 根據本發明更進一步方面的製造該半導體發光裝置之方 法，至少在一特定方向上，第一接合物層的輪廓是位於第 一電極層的輪廓向内，如此控制了第一接合物層不會從第 一電極層的輪廓外側被擠壓出來，就防止伴隨著擠出之接 合物在該pn接合面部份的短路失敗，以及一光束形狀的改 變和一光束輸出的降低。 明顯地在上述説明的啓發下，對本發明可以做許多的修 正和變化。所以必須明暸的是，在所附之申請專利的範圍 内均可適用本發明，而不是如上述的特定實例。 ϋ ϋ -ϋ ϋ ^^1 n «^1 —Bi I 11 amMMm ί ·ϋ ill I— w < I ·ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ί (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -22-

Claims (1)

1. 47403j) 家89125736號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(90年11月） A8 B8 C8 D8

   々、申請專利範圍 1. 一種製造一半導體發光裝置的方法，該半導體發光裝置 包括一半導體尖端，具有一第一電極層和一第二電極層 於一基面的相同侧，而該製造方法包括的步驟為： 將該半導體尖端的該第一和第二電極層，利用一第一 接合物層和一第二接合物層，分別堆疊至一事先決定的 支撐體；而 其中在該半導體尖端上的該第一電極層之一表面，是 突出超過該第二電極層之一表面；以及 在此堆疊的步驟中，該第二接合物層的變形量被決定 為比第一接合物層的變形量較大。 2. 一種製造一半導體發光裝置的方法，該半導體發光裝置 包括一半導體尖端，具有一第一電極層和一第二電極層 於一基面的相同側，和一座板，具有一第一接合物層和 一第二接合物層於一支撐體的相同側，該製造方法包括 的步驟為： 將該半導體尖端的該第一和第二電極層，分別堆疊至 該第一接合物層和該第二接合物層；而 其中一層次差距是以該半導體尖端上，其間該第一電 極層的一表面突出超過該第二電極層的一表面所提供的； 一層次差距是以該座板上，其間該第一接合物層之一 表面突出超過該第二接合物層之一表面所提供的； 該座板上，其間該第一和第二接合物層的該層次差距 被決定為比該半導詖尖端其間該第一和第二電極層的層 次差距較高。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 474035 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 3. 如申請專利範圍第2項之製造該半導體發光裝置的方法， 其中該半導體尖端上的該層次差距以A表示，而該座板 上的該層次差距以B表示， 其中形成的關係式1.2SB/AS 3。 4. 如申請專利範圍第2項之製造該半導體發光裝置的方法， 其中該半導體尖端上的該層次差距以A表示，而該座板 上的該層次差距以B表示， 其中形成的關係式1.3S B/AS 2.5。 5. 如申請專利範圍第2項之製邊該半導體發光裝置的方法， 其中該支撐體有一平整的表面，而且該第一接合物層和 該第二接合物層形成於其上，以及 該第一和第二接合物層的厚度決定為彼此不同。 6. 如申請專利範圍第2項之製造該半導體發光裝置的方法， 其中一第一電極層和一第二電極層，分別地形成於該第 一接合物層和該支撐體之間，以及該第二接合物層和該 支撐體之間。 7. 如申請專利範圍第2項之製造該半導體發光裝置的方法， 其中該溝渠形成於該支撐體上的該第一接合物層附近。 8. 如申請專利範圍第2項之製造該半導體發光裝置的方法， 其中該半導體尖端包括一具有一光學共振器的雷射尖端 ，以及 介於第一電極層和第一接合物層之間的第一接合物層 之一輪廓，是位在徒第一電極層的一輪廓向内，至少是 在相關於該光學共振器之一共振方向的一垂直方向。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 裝 訂 線 、申請專利範圍 --- 9· 用於堆疊至一半導體尖端的座板，該半導體尖端有 -第-電極層和一第二電極層，形成於一基面的相同側 也有層/入差距，為一第一電極層之一表面突出超過 一第二電極層其間之一表面，該座板包括·· 一第一接合物層和一第二接合物層形成於一支撐體之 相同側；和 、其=一層次差距是以該第一接合物層之一表面突出超 過该第二接合物層其間之一表面所提供；以及 介於琢第一接合物層和該第二接合物層之間的該層次 差距，是比該半導體尖端上該層次差距較高一些。 10·如申請專利範圍第9項之座板，其中該事先決定之該半導 體尖端的層次差距以A表示，該基面的該層次差距以B表 示， 其中形成的關係式1.2 $ B/A ^ 3。 11·如申請專利範圍第9項之座板，其中形成的關係式 1.3^ B/AS 2.5 〇 如申請專利範圍第9項之座板，其中該支撐體有一平整的 表面，孩第一接合物層和該第二接合物層都形成於其上 :以及 X 該第一和第二接合物層的厚度決定為彼此不相同。 13· —種半導體發光裝置，包括一半導體尖端，具有一第一 電極層和一第二電極層於一基面的相同側，以及一座板 ，具有一第一接合杨層和一第二接合物層於一支撐體的 相同側，其中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 六、申請專利範圍 一層次差距，是以該半導體尖端上該第一電極層之一 表面突出超過該第二電極層其間之一表面的方式提供； 一層次差距，是以該座板上該第一接合物層之一表面 突出超過該第二接合物層其間之一表面的方式提供；以 及 一溝渠形成於該支撐體上該第二接合物層的相反側， 並以三明治的方式夾著該第一接合物層。 14. 如申請專利範圍第13項之半導體發光裝置，其中一第一 錯質電極層和一第二錯質奄極層，分別形成於該第一接 合物層和該支撐體之間，以及該第二接合物層和支撐體 之間。 15. 如申請專利範圍第14項之半導體發光裝置.，其中該第一 鉛質電極層延伸至該溝渠内。 16. —種座板，具有一第一接合物層和一第二接合物層於一 支撐體的相同側，其中 一層次差距，是以該第一接合物層之一表面突出超過 該第二接合物層其間之一表面的方式提供； 一溝渠形成於該支撐體上該第二接合物層的相反側， 成為三明治式夾著該第一接合物層。 17. —種製造一半導體發光裝置的方法，該半導體發光裝置 包括一半導體尖端，具有一第一電極層和一第二電極層 於一基面的相同側，以及一座板，具有一第一接合物層 和一第二接合物層於一支撐體的相同側，該製造方法包 括： -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 474035 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 將該半導體尖端的該第一電極層和該第二電極層，分 別堆疊至該座板的該第一接合物層和該第二接合物層， 其中 一層次差距，是以該半導體尖端上該第一電極層之一 表面突出超過該第二電極層其間之一表面的方式提供； 一層次差距，是以該座板上該第一接合物層之一表面 突出超過該第二接合物層其間之一表面的方式提供；以 及 該第一接合物層的一輪扉接觸到介於該第一電極層和 該第一接合物層之間的表面，是位於從該第一電極層接 觸到介於該第一電極層和第一接合物層之間的表面，至 少在一特定方向上向内。 18.如申請專利範圍第17項之製造該半導體發光裝置的方法 ，其中該半導體尖端包括一雷射尖端，具有一光學共振 器，以及該第一接合物層的該輪廓接觸到介於該第一電 極層和該第一接合物層之間的表面，且位於從該第一電 極層的一輪廓向内，至少在相關於該光學共振器之一共 振方向的一垂直方向。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）