TWI464914B - 發光二極體 - Google Patents

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Description

發光二極體
本發明之例示性實施例是關於發光二極體，且更特定言之，是關於經組態以防止由於電極或電極襯墊(pad)之形成而造成發光區之減少的發光二極體。
在約10年內已應用並開發以氮化鎵(Gallium nitride,GaN)為主的發光二極體(LED)。以GaN為主之LED表示LED技術之顯著改變，且用於包含自然色LED顯示裝置、LED交通標誌牌、白光LED等的寬廣範圍之應用中。近年來，期望用高效率之白光LED來替換螢光燈，且特定言之，白光LED之效率接近典型螢光燈之效率等級。
以GaN為主之發光二極體大體上是藉由在基板(例如，藍寶石基板)上生長磊晶層而形成，且包含N型半導體層、P型半導體層以及插入於N型半導體層與P型半導體層之間的作用(active)層。另外，N電極形成於N型半導體層上且P電極形成於P型半導體層上。發光二極體經由此等電極而電性連接至外部電源且藉由外部電源來操作。此處，電流自P電極經由半導體層而導引至N電極。
大體而言，因為P型半導體層具有高的比電阻率，所以電流並不是均勻地分配於P型半導體層中，而是集中於上面形成有P電極之P型半導體層之部分上，從而造成電流集中於P型半導體層之邊緣上的問題。電流集中導致發光區之減少，進而使發光效率劣化。為了解決此等問題， 在P型半導體層上形成具有低的比電阻率之透明電極層以便增強電流分配。在此結構中，當自P電極供應電流時，電流在進入P型半導體層中之前藉由透明電極層而散佈，進而增加LED之發光區。
然而，因為透明電極層傾向於吸收光，所以透明電極層之厚度受到限制，進而提供有限的電流散佈。特定言之，對於為了獲得高輸出而具有約1平方毫米或1平方毫米以上之面積的較大面積LED，電流經由透明電極層的散佈存在著限制。
其間，電流經由半導體層而流動至N電極中。因此，電流集中於上面形成有N電極之N型半導體層之部分上，亦即，流動於半導體層中之電流集中於靠近上面形成有N電極之N型半導體層之區域處。因此，需要一種解決N型半導體層內之電流集中問題的發光二極體。
通常，將各種類型之電極結構用於發光二極體以確保均勻的電流散佈。
圖1說明具有對角(diagonal)式電極結構之發光二極體。
在圖1中，參考數字1表示N電極，2表示P電極，3表示暴露之N型半導體層，且4表示透明電極層。
參看圖1，對角式電極結構對於小型LED極有效，但隨著LED之大小增加而造成電流逐漸集中於LED之中央區域上，以致僅LED之中央區域發光。另外，簡單的面對型(facing type)結構之電極圖案(pattern)亦遭受與對角式電 極結構相同之問題。
圖2說明具有面對型結構與對稱延伸型結構之組合電極結構的發光二極體，且圖3為沿著圖2之線A-A'截取的橫截面圖。
在圖2以及圖3中，參考數字11表示基板，13表示N型半導體層，15表示作用層，17表示P型半導體層，19表示透明電極層，21表示N電極，22與23表示N電極之延伸部分，31表示P電極，且32與33表示P電極之延伸部分。
參看圖2以及圖3，面對型結構與對稱延伸型結構之組合電極結構大體上用於較大尺寸之LED。可瞭解，電極之延伸部分22、23、32、33形成於LED晶片之發光區之上，從而具有增加之區以用於確保發光區上之均勻的電流分配。
然而，對於組合型結構，因為N型半導體層13是藉由凸台(mesa)蝕刻而暴露以形成P電極31之延伸部分32、33以及N電極21之延伸部分22、23，所以發光區不可避免地將減少。
此外，在當前技術狀態下，為了電流擴散，則形成於單一晶片上之電極襯墊的數目須達雙倍以上，且用於形成電極以及此等電極之延伸部分的凸台蝕刻區亦擴張。由於電極襯墊之數目之增加而造成的凸台蝕刻區之擴張導致基於相同晶片面積之發光區之減少，進而使發光效率劣化。
本發明之例示性實施例提供一種發光二極體，所述發光二極體經組態以防止由於電極或電極襯墊之形成而造成發光區之減少。
本發明之其它特徵將在隨附的描述中加以闡述，且有一部分將自所述描述而顯而易見，或可藉由本發明之實踐而獲悉。
本發明之另外其他態樣、特徵以及優點僅藉由說明若干特定實施例以及實施方案(包含用於執行本發明之最佳模式)而容易自以下的詳細描述顯而易見。本發明可採用多種不同實施例之形式，且若干細節可在各種顯而易見之態樣中修改，所有情形均不偏離本發明之精神以及範疇。因此，圖式以及描述在本質上應視為說明性的且非限制性的。
本發明之例示性實施例揭露一種發光二極體。所述發光二極體包含：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；以及所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分。
所述絕緣層可藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成。此處，定位於最外側處之所述絕緣層可包括Si化合物。所述Si化合物可為SiO2 。
所述絕緣層可形成於所述上部半導體層之整個上表面之上。
所述絕緣層可包含所述第一電極下方的DBR結構之絕緣層。
所述發光二極體可更包含凸台表面區域中在所述第一電極之所述延伸部分下方的DBR結構之絕緣層，所述DBR結構之所述絕緣層形成為暴露所述下部半導體層之所述邊緣區域之所述至少一部分。
所述發光二極體可更包含所述第一電極之所述延伸部分周圍的DBR結構之絕緣層，所述DBR結構之所述絕緣層形成為到達暴露之所述下部半導體層之所述至少一部分。
所述DBR結構之所述絕緣層可藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成。此處，定位於最外側處之所述絕緣層可包括Si化合物。所述Si化合物可為SiO2 。
所述發光二極體可更包含所述第二電極下方的DBR結構之絕緣層。
所述DBR結構之所述絕緣層可藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成。此 處，定位於最外側處之所述絕緣層可包括Si化合物。所述Si化合物可為SiO2 。
所述第一電極之所述延伸部分可形成於傾斜凸台表面上，所述傾斜凸台表面自所述上部半導體層延伸至所述下部半導體層。
所述發光二極體可更包含所述第二電極之延伸部分，所述第二電極之所述延伸部分在所述上部半導體層上自所述第二電極延伸。
所述基板可更包含DBR結構之絕緣層。
所述DBR結構之所述絕緣層可藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成。此處，位於最外側處之所述絕緣層可包括Si化合物。所述Si化合物可為SiO2 。
所述基板可為PSS基板且所述DBR結構之所述絕緣層可形成於所述基板之PSS區域上。
所述DBR結構之所述絕緣層可形成於所述基板之底表面上。
所述發光二極體可更包含所述上部半導體層上之透明電極層。
應理解，上述一般描述與以下詳細的描述兩者僅為例示性且解釋性的，且意欲提供對如所主張的本發明之進一步解釋。
為了進一步理解本發明而以包含且併入於本說明書 中並構成本說明書之一部分的隨附圖式來說明本發明之實施例，且連同描述一起用以解釋本發明之原理。
下文將參看繪示本發明之例示性實施例之附隨圖式更完全地描述本發明。然而，本發明可以許多不同形式來體現且不應將其解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。實情為，提供此等例示性實施例以使得本發明為澈底的，且將本發明之範疇完全傳達給熟習此項技術者。在諸圖式中，為了清晰起見，可能誇示了層以及區域之大小以及相對大小。諸圖式中之相似的參考數字表示相似元件。
應理解，當諸如層、膜、區域或基板之元件被稱作在另一元件「上」時，其可直接在另一元件上或亦可存在一個或多個介入元件。與此對比，當元件被稱作「直接」在另一元件「上」時，不存在介入元件。
圖4為根據一個例示性實施例之發光二極體的平面圖，且圖5為沿著圖4之線A-A截取的橫截面圖。
參看圖4以及圖5，第一導電下部半導體層113形成於基板111上。基板111不限於特殊的材料，且可為藍寶石基板。
第二導電上部半導體層117形成於第一導電下部半導體層113上方。上部半導體層117定位於由下部半導體層113之邊緣環繞之區域內，以暴露下部半導體層113之邊緣區域之至少一部分。其間，作用層115插入於下部半導體層113與上部半導體層117之間。作用層115定位於上部半導體層117下方，同時暴露下部半導體層113之邊緣 區域之至少一部分。
下部半導體層113、作用層115以及上部半導體層117可由(但不限於)以GaN為主之化合物半導體材料(諸如，(B,Al,In,Ga)N)形成。作用層115由確定在所要頻率處發射光(例如，UV或藍光)之元素構成。下部半導體層113以及上部半導體層117是由具有大於作用層115之能帶隙的材料形成。
如諸圖式中所繪示，下部半導體層113及/或上部半導體層117可具有單層結構或多層結構。另外，作用層115可具有單一量子井結構或多量子井結構。發光二極體可更包含處於基板111與下部半導體層113之間的緩衝層(未圖示)。選擇緩衝層以減輕基板111與形成於基板111上之下部半導體層113之間的晶格失配(mismatch)。
此等半導體層113、115、117可藉由金屬有機化學氣相沈積(metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)或分子束磊晶法(molecular beam epitaxy,MBE)而形成，且可經受凸台蝕刻以經由光微影以及蝕刻來暴露下部半導體層113之區域。
此處，可執行凸台蝕刻以在半導體層上形成傾斜凸台表面。凸台表面可具有在20°至80°之範圍內且較佳在30°至60°之範圍內的傾斜度。
傾斜凸台表面可在形成下文所描述的DBR結構之第二絕緣層140以及第一電極之傾斜延伸部分122時使可加工性以及可靠性增強。另外，傾斜凸台表面增加發光區。
絕緣層形成於上部半導體層117上。絕緣層可包含第一絕緣層119以及第二絕緣層140。第一絕緣層119形成於上部半導體層117之整個上表面以及藉由凸台蝕刻而形成之傾斜表面上，且可由(例如)SiO2 、Si3 N4 、Nb2 O5 、TiO2 等形成。
第二絕緣層140可形成於將形成第一電極121之上部半導體層117之選定區上以及將形成第一電極121之傾斜延伸部分122的凸台表面之選定區上，所述凸台表面是藉由凸台蝕刻而形成。
第二絕緣層140可(例如)藉由交替地堆疊彼此之間具有較大折射率差之材料而以分散式布瑞格反射器(distributed Bragg reflector,DBR)結構形成。
DBR層用作為具有發光功能、光偵測功能、光轉換功能等之多種發光裝置提供高的反射率。DBR層可藉由交替地堆疊具有不同折射率之兩種介質以基於折射率之間的差而使光反射來形成。
第二絕緣層140是藉由交替地堆疊具有不同折射率之兩個或兩個以上絕緣層(例如，SiO2 、Si3 N4 、Nb2 O5 或TiO2 )而形成。第二絕緣層140可藉由以下操作而形成：交替地堆疊(例如)多層SiO2 以及TiO2 、或多層SiO2 以及Si3 N4 ，繼之以使用光微影以一預定圖案來蝕刻所堆疊之絕緣層。
此處，堆疊多個絕緣層以使得包括Si化合物(亦即，SiO2 )之絕緣層變成最外層。當經受熱應力時，TiO2 可遭受變形。若在藉由交替地堆疊SiO2 以及TiO2 而形成第二 絕緣層140時TiO2 之絕緣層定位於最外側處，則在沈積第二絕緣層140之後可能發生第二絕緣層140之破裂。然而，當藉由在最外側處首先堆疊展現對熱應力之回應性較少之SiO2 層且接著在SiO2 層上堆疊TiO2 層而堆疊多層SiO2 層以及TiO2 層時，第二絕緣層140展現熱穩定性，進而防止在沈積第二絕緣層140之後第二絕緣層140的破裂。同樣地，需要的是：第二絕緣層140包含最終沈積的作為最外層之SiO2 絕緣層。此結構可保證第二絕緣層140之可靠性。因為第二絕緣層140是藉由將具有不同折射率之絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成，所以第二絕緣層140可具有DBR之功能。因此，當自作用層115發射之光指向第一電極121時，第二絕緣層140可反射光，進而有效地防止自作用層115發射之光被第一電極121吸收或阻擋。
另外，DBR層111b可形成於基板111之PSS區域111a上。
在另一實施例中，具有DBR結構之絕緣層亦形成於第二電極131下方(除了接觸上部半導體層117之一部分之外)，如同形成於第一電極121下方的DBR結構之第二絕緣層140一樣。
在另一實施例中，DBR結構之絕緣層亦形成於下部半導體層113之暴露部分上，以便改良由在第一電極121下方或在凸台表面上之第二絕緣層140反射的光之發射。在另一實施例中，DBR層111c可形成於基板111之底側上，如圖6中所繪示。
第一電極121形成於上部半導體層117上之第一區域中，其中第一絕緣層119以及第二絕緣層140插入於第一電極121與上部半導體層117之間。第一電極之傾斜延伸部分122以及下部延伸部分123自第一電極121延伸至暴露之下部半導體層113之邊緣區域且沿著基板之第一側而形成。第一電極121、第一電極之傾斜延伸部分122以及下部延伸部分123可使用相同製程而由相同材料形成。舉例而言，若下部半導體層為N型半導體層，則第一電極121、第一電極之傾斜延伸部分122以及下部延伸部分123可使用剝離(lift-off)製程而由Ti/Al形成。
另外，第二電極131形成於上部半導體層117上之第二區域中。第二電極131定位於上部半導體層117上靠近鄰近第一側之第二側與鄰近第二側之第三側之間的角部處。
透明電極層(未圖示)可在形成第一絕緣層119之前形成於上部半導體層117上。大體而言，透明電極層是由氧化銦錫(indium tin oxide,ITO)或Ni/Au形成且具有透明度。另外，透明電極層可經由與上部半導體層117之歐姆接觸而降低接觸電阻。另一方面，第二電極131既不具有透明度，亦不與上部半導體層117形成歐姆接觸。第二電極131之一部分形成為與上部半導體層117接觸，且第二電極131之另一部分形成為與透明電極層接觸。因此，第二電極131經組態以與上部半導體層117形成直接接觸，進而防止電流在第二電極131下方流動。因此，在置 於第二電極131下方之作用層之領域內不產生光，但在置於透明電極層下方之作用層之領域內產生光。藉由此結構，有可能使自該作用層發射之光被第二電極131吸收以及損失的光量最小化。
其間，第二電極之第一延伸部分132在上部半導體層117上自第二電極131延伸以鄰近第二側而形成。第二電極之第二延伸部分133在上部半導體層117上自第二電極131延伸以鄰近第三側而形成。第二電極131以及第二電極之第一延伸部分132與第二延伸部分133可使用相同製程而由相同材料形成。
將參看圖2與圖4之比較來描述根據實施例之發光二極體的發光區之改良。
在圖2以及圖4中，可見：在由於N電極21以及第一電極121(N電極21以及第一電極121中之每一者形成為將電流供應至下部半導體層)之形成而造成的發光區之減少方面，習知技術與實施例之間存在大的差異。即，在圖2之發光二極體中，在凸台蝕刻期間移除包含作用層15之發光區之區以用於形成N電極21。與此相反，在圖4之發光二極體中，第一電極121形成於上部半導體層117上方，其中第一絕緣層119以及第二絕緣層140插入於第一電極與上部半導體層117之間，且作用層115保持未蝕刻。因此，根據實施例之發光二極體提供對歸因於電極之形成而造成發光區減少的相關技術問題之有效解決方案。
另外，如自圖4可見，形成於第一電極121下方的 DBR結構之第二絕緣層140允許光有效地向外發射，而不是光被第一電極121吸收或阻擋。
圖7為根據另一例示性實施例之發光二極體的平面圖，圖8為沿著圖7之線B-B'截取的橫截面圖，且圖9為沿著圖7之線C-C'截取的橫截面圖。
在第一電極與第二電極之數目、位置與形狀以及第一電極與第二電極之延伸部分的形狀方面，圖7至圖9中所繪示之實施例不同於圖4以及圖5之實施例。
參看圖7、圖8以及圖9，第一電極221、224形成為面對上部半導體層217上之第二電極231、234。第一電極之延伸部分223、225中之每一者定位於第二電極之延伸部分232、233或延伸部分233、235之間以面對彼此。
第一導電下部半導體層213形成於基板211上。基板211不限於特殊的材料，且可為藍寶石基板。
第二導電上部半導體層217形成於第一導電下部半導體層213上方。上部半導體層217定位於由下部半導體層213之邊緣環繞之區域內，以暴露下部半導體層213之邊緣區域之至少一部分。其間，作用層215插入於下部半導體層213與上部半導體層217之間。作用層215定位於上部半導體層217下方，同時暴露下部半導體層213之邊緣區域之至少一部分。
下部半導體層213、作用層215以及上部半導體層217可由(但不限於)以GaN為主之化合物半導體材料(諸如，(B,Al,In,Ga)N)形成。作用層215由確定在所要頻率處 發射光(例如，UV或藍光)之元素構成。下部半導體層213以及上部半導體層217是由具有大於作用層215之能帶隙的材料形成。
如諸圖式中所繪示，下部半導體層213及/或上部半導體層217可具有單層結構或多層結構。另外，作用層215可具有單一量子井結構或多量子井結構。發光二極體可更包含處於基板211與下部半導體層213之間的緩衝層(未圖示)。選擇緩衝層以減輕基板211與形成於基板211上之下部半導體層213之間的晶格失配。
此等半導體層213、215、217可藉由MOCVD或MBE而形成，且可經受凸台蝕刻以經由光微影以及蝕刻而暴露下部半導體層213之區域。
此處，可執行凸台蝕刻以在半導體層上形成傾斜凸台表面。凸台表面可具有在20°至80°之範圍內且較佳在30°至60°之範圍內的傾斜度。
該傾斜凸台表面可在形成下文所描述的第二絕緣層240以及第一電極之傾斜延伸部分222時使可加工性以及可靠性增強。另外，該傾斜凸台表面提供增加發光區之效應。
絕緣層形成於上部半導體層217上。絕緣層可包含第一絕緣層219以及第二絕緣層240。第一絕緣層219形成於上部半導體層217之整個上表面以及藉由凸台蝕刻而形成之傾斜凸台表面上，且可由(例如)SiO2 、Si3 N4 、Nb2 O5 、TiO2 等形成。
第二絕緣層240可形成於將形成第一電極221、224之上部半導體層217之選定區上以及將形成第一電極221、224之傾斜延伸部分222、225的凸台表面之選定區上，所述凸台表面是藉由凸台蝕刻而形成。
第二絕緣層240可(例如)藉由交替地堆疊彼此之間具有較大折射率差之材料而以DBR結構形成。
DBR層用作為具有發光功能、光偵測功能、光轉換功能等之多種發光裝置提供高的反射率。DBR層可藉由交替地堆疊具有不同折射率之兩種介質以基於折射率之間的差而使光反射來形成。
第二絕緣層240是藉由交替地堆疊具有不同折射率之兩個或兩個以上絕緣層(例如，SiO2 、Si3 N4 、Nb2 O5 或TiO2 )而形成。第二絕緣層240可藉由以下操作而形成：交替地堆疊(例如)多層SiO2 以及TiO2 、或多層SiO2 以及Si3 N4 ，繼之以使用光微影將一預定圖案蝕刻至所堆疊之絕緣層中。
此處，堆疊多個絕緣層以使得包括Si化合物(亦即，SiO2 )之絕緣層變成最外層。當經受熱應力時，TiO2 可遭受變形。若在藉由交替地堆疊SiO2 以及TiO2 而形成第二絕緣層240時TiO2 之絕緣層定位於最外側處，則在沈積第二絕緣層240之後可能發生第二絕緣層240之破裂。然而，當藉由在最外側處首先堆疊展現對熱應力之回應性少之SiO2 層且接著在SiO2 層上堆疊TiO2 層而堆疊多層SiO2 層以及TiO2 層時，第二絕緣層240展現熱穩定性，進而防止 在沈積第二絕緣層240之後第二絕緣層140的破裂。同樣地，需要的是：第二絕緣層240包含最終沈積的作為最外層之SiO2 絕緣層。此結構可保證第二絕緣層240之可靠性。
因為第二絕緣層240是藉由將具有不同折射率之絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成，所以第二絕緣層240可具有DBR之功能。因此，當自該作用層215發射之光指向第一電極221、224時，第二絕緣層240可反射光，進而有效地防止自作用層215發射之光被第一電極221、224吸收或阻擋。
另外，DBR層211b可形成於基板211上之PSS區域211a上。
在又一實施例中，具有DBR結構之絕緣層亦形成於第二電極231、234下方(除了接觸上部半導體層217之一部分之外)，如同形成於第一電極221、224下方的DBR結構之第二絕緣層240一樣。
在又一實施例中，DBR結構之絕緣層亦形成於下部半導體層213之暴露部分上，以便改良由在第一電極221、224下方或在凸台表面上之第二絕緣層240反射的光之發射。在又一實施例中，DBR層211c可形成於基板211之底側上，如圖10中所繪示。
第一電極221、224形成於上部半導體層217上之第一區域中，其中第一絕緣層219以及第二絕緣層240插入於第一電極與上部半導體層之間。第一電極之延伸部分223、225自第一電極221、224延伸至暴露之下部半導體 層213之邊緣區域。第一電極221、224以及第一電極之延伸部分223、225可使用相同製程而由相同材料形成。舉例而言，若下部半導體層為N型半導體層，則第一電極221、224以及第一電極之延伸部分223、225可使用剝離製程而由Ti/Al形成。
另外，第二電極231、234形成於上部半導體層217上之第二區域中。第二電極231、234定位於上部半導體層217上靠近面對第一側之第二側之邊緣處，以達成彼此分開一預定距離。
透明電極層(未圖示)可在形成第一絕緣層219之前形成於上部半導體層217上。大體而言，透明電極層是由氧化銦錫(ITO)或Ni/Au形成且具有透明度。另外，透明電極層可經由與上部半導體層217之歐姆接觸而降低接觸電阻。另一方面，第二電極231、234既不具有透明度，亦不與上部半導體層217形成歐姆接觸。第二電極231、234之一部分形成為與上部半導體層217接觸，且第二電極231、234之另一部分形成為與透明電極層接觸。因此，第二電極231、234經組態以與上部半導體層217形成直接接觸，進而防止電流在第二電極231、234下方流動。因此，在置於第二電極231、234下方之作用層之領域內不產生光，但在置於透明電極層下方之作用層之領域內產生光。藉由此結構，有可能使自該作用層發射之光被第二電極231、234吸收以及損失的光量最小化。
其間，第二電極之第一延伸部分232在上部半導體層 217上自第二電極231延伸以鄰近第三側而形成。第二電極之第二延伸部分233自第二電極231、234之間的中間部分沿著基板之中心線延伸。第二電極之第三延伸部分235在上部半導體層217上自第二電極234延伸以鄰近於面對第三側之第四側而形成。第二電極231、234以及第二電極之第一延伸部分232、第二延伸部分233以及第三延伸部分235可使用相同製程而由相同材料形成。
將經由圖2與圖7之比較來描述根據此實施例之發光二極體的發光區之改良。
在圖2以及圖7中，可見：在由於N電極21以及第一電極221、224(N電極21以及第一電極221、224中之每一者形成為將電流供應至下部半導體層)之形成而造成的發光區之減少方面，習知技術與實施例之間存在大的差異。即，在圖2之發光二極體中，在凸台蝕刻期間移除包含作用層15之發光區之區以用於形成N電極21。因此，當形成對應於如圖7中所繪示之結構之兩個N電極21時，可藉由凸台蝕刻進一步減少發光區。與此相反，在圖7之發光二極體中，第一電極221、224形成於上部半導體層217上方，其中第一絕緣層219以及第二絕緣層240插入於第一電極與上部半導體層217之間，且作用層215保持未蝕刻。因此，根據實施例之發光二極體提供對歸因於電極之形成而造成發光區減少的相關技術問題之有效解決方案。
另外，如自圖7以及圖9可見，形成於第一電極221、 224下方的DBR結構之第二絕緣層240允許光有效地向外發射，而不是光被第一電極221、224吸收或阻擋。
因而，根據一個實施例，用於將電流供應至下部半導體層之電極以及延伸部分形成於上部半導體層上方，其中絕緣層插入於電極與上部半導體層之間。因此，減少了藉由凸台蝕刻而移除以用於形成電極以及延伸部分的半導體層之區，進而防止了發光區之減少。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
舉例而言，在本發明之實施例中，DBR結構之絕緣層是以下述方式而形成：藉由交替地堆疊具有不同折射率之兩個或兩個以上絕緣層以使得最外絕緣層由Si化合物(亦即，SiO2 )形成，以增強DBR結構之可靠性。然而，應理解，此特徵亦可適用於本文中所闡述之所有絕緣層。
1‧‧‧N電極
2‧‧‧P電極
3‧‧‧暴露之N型半導體層
4‧‧‧透明電極層
11‧‧‧基板
13‧‧‧N型半導體層
15‧‧‧作用層
17‧‧‧P型半導體層
19‧‧‧透明電極層
21‧‧‧N電極
22‧‧‧N電極之延伸部分
23‧‧‧N電極之延伸部分
31‧‧‧P電極
32‧‧‧P電極之延伸部分
33‧‧‧P電極之延伸部分
111‧‧‧基板
111a‧‧‧PSS區域
111b‧‧‧DBR層
111c‧‧‧DBR層
113‧‧‧第一導電下部半導體層
115‧‧‧作用層
117‧‧‧第二導電上部半導體層
119‧‧‧第一絕緣層
121‧‧‧第一電極
122‧‧‧第一電極之傾斜延伸部分
123‧‧‧第一電極之下部延伸部分
131‧‧‧第二電極
132‧‧‧第二電極之第一延伸部分
133‧‧‧第二電極之第二延伸部分
140‧‧‧DBR結構之第二絕緣層
211‧‧‧基板
211a‧‧‧PSS區域
211b‧‧‧DBR層
211c‧‧‧DBR層
213‧‧‧第一導電下部半導體層
215‧‧‧作用層
217‧‧‧第二導電上部半導體層
219‧‧‧第一絕緣層
221‧‧‧第一電極
222‧‧‧第一電極之傾斜延伸部分
223‧‧‧第一電極之延伸部分
224‧‧‧第一電極
225‧‧‧第一電極之延伸部分
231‧‧‧第二電極
232‧‧‧第二電極之第一延伸部分
233‧‧‧第二電極之第二延伸部分
234‧‧‧第二電極
235‧‧‧第二電極之第三延伸部分
240‧‧‧第二絕緣層
圖1說明具有對角式電極結構之發光二極體。
圖2說明具有組合的面對型與對稱延伸型結構的發光二極體。
圖3為沿著圖2之線A-A'截取的橫截面圖。
圖4為根據本發明之一個例示性實施例之發光二極體的平面圖。
圖5為沿著圖4之線A-A截取的橫截面圖。
圖6為根據本發明之另一例示性實施例之發光二極體的橫截面圖。
圖7為根據本發明之另一例示性實施例之發光二極體的平面圖。
圖8為沿著圖7之線B-B'截取的橫截面圖。
圖9為沿著圖7之線C-C'截取的橫截面圖。
圖10為根據本發明之又一例示性實施例之發光二極體的橫截面圖。
111‧‧‧基板
111a‧‧‧PSS區域
111b‧‧‧DBR層
113‧‧‧第一導電下部半導體層
115‧‧‧作用層
117‧‧‧第二導電上部半導體層
119‧‧‧第一絕緣層
121‧‧‧第一電極
122‧‧‧第一電極之傾斜延伸部分
133‧‧‧第二電極之第二延伸部分
140‧‧‧DBR結構之第二絕緣層

Claims (16)

  1. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；以及所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分，其中所述第一電極之所述延伸部分形成於傾斜凸台表面上，所述傾斜凸台表面自所述上部半導體層延伸至所述下部半導體層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中所述絕緣層形成於所述上部半導體層之整個上表面之上。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體，其中所述絕緣層包括所述第一電極下方的DBR結構之絕緣層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中所述絕緣層為在所述第一電極下方的DBR結構之絕緣層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其進一步包括：所述第二電極之延伸部分，所述第二電極之所述延伸部分在所述上部半導體層上自所述第二電極延伸。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其中所述絕緣層是藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成，位於最外側處之所述絕緣層包括Si化合物。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體，其進一步包括：所述第二電極下方的DBR結構之絕緣層，其中所述DBR結構之所述絕緣層是藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成，位於最外側處之所述絕緣層包括Si化合物。
  8. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分；以及在凸台表面區域中在所述第一電極之所述延伸部分下方的DBR結構之絕緣層，所述DBR結構之所述絕緣層形成為暴露所述下部半導體層之所述邊緣區域之所述至少一部分。
  9. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分；以及在所述第一電極之所述延伸部分周圍的DBR結構之絕緣層，所述DBR結構之所述絕緣層形成為到達暴露之所述下部半導體層之所述至少一部分。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體，其中所述DBR結構之所述絕緣層是藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成，位於最外側處之所述絕緣層包括Si化合物。
  11. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第 一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分；以及所述第二電極下方的DBR結構之絕緣層。
  12. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；以及所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分，其中所述基板更包括DBR結構之絕緣層。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之發光二極體，其中所述基板為PSS基板且所述DBR結構之所述絕緣層形成於所述基板之PSS區域上。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之發光二極體，其中所述DBR結構之所述絕緣層是藉由將具有不同折射率之至少兩個絕緣層交替地堆疊於彼此上方而形成，位於最外 側處之所述絕緣層包括Si化合物。
  15. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；以及所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至暴露之所述下部半導體層之至少一部分，其中所述DBR結構之所述絕緣層形成於所述基板之底表面上。
  16. 一種發光二極體，其包括：下部半導體層，其形成於基板上；上部半導體層，其安置於所述下部半導體層上方以暴露所述下部半導體層之邊緣區域之至少一部分；第一電極，其形成於所述上部半導體層之區域上以將電流供應至所述下部半導體層，其中絕緣層插入於所述第一電極與所述上部半導體層之所述區域之間；第二電極，其形成於所述上部半導體層之另一區域上以將電流供應至所述上部半導體層；以及所述第一電極之延伸部分，其自所述第一電極延伸至 暴露之所述下部半導體層之至少一部分，所述上部半導體層上之透明電極層。
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