TWI478391B - 發光二極體晶片及製造發光二極體晶片之方法 - Google Patents

發光二極體晶片及製造發光二極體晶片之方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI478391B
TWI478391B TW100131878A TW100131878A TWI478391B TW I478391 B TWI478391 B TW I478391B TW 100131878 A TW100131878 A TW 100131878A TW 100131878 A TW100131878 A TW 100131878A TW I478391 B TWI478391 B TW I478391B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
region
emitting diode
light
mirror layer
Prior art date
Application number
TW100131878A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201232833A (en
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Publication of TW201232833A publication Critical patent/TW201232833A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI478391B publication Critical patent/TWI478391B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0093—Wafer bonding; Removal of the growth substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
    • H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

發光二極體晶片及製造發光二極體晶片之方法
本發明是關於一種發光二極體晶片。另外，本發明是關於一種製造發光二極體晶片之方法。
習知的發光二極體晶片存在有轉換元件受到干擾或是受到水氣侵蝕的問題，本發明便是為求解決上述技術問題所研創者。
本發明之目的在於說明可用特別簡單的方式生產的發光二極體晶片。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，發光二極體晶片包含n型導電區、p型導電區及位於n型導電區與p型導電區之間的主動區。在本案中，導電區以及主動區較佳地係由III-V族化合物半導體材料所形成。特別地，導電區與主動區可以用氮化物為基礎的化合物半導體材料所形成。
III/V族化合物半導體材料包含至少一個第三族元素，例如：硼、鋁、鎵或銦，以及一個第五族元素，例如：氮、磷或砷。尤其，“III-V族化合物半導體材料”這樣的名詞包含了二元、三元或四元的化合物，其至少包含一個第三族元素及至少一個第五族元素，例如：氮化物與磷化物的化合物半導體。這種二元、三元或四元化合物可以額外包含一個或複數個掺雜物以及外加的成份。
在本文中，以氮化物化合物半導體材料為基礎表示半導體層序列或其至少一部分(特別是較佳地在至少主動區及/或是生長基板晶圓)包含或構成氮化物化合物半導體材料，較佳為Aln Gam In1-n-m N，其中0≦n≦1，0≦m≦1，且n+m≦1。在本案中，該材料不一定需要依照上述公式有數學上的精確組成。而是，該材料可以較佳地包含一個或複數個掺雜物與外加的成分。然而，為求簡明，上述公式只包含晶格的必要成分(鋁、鎵、銦、氮)，即使這些成分可被替換及/或部分能以少量的其他物質補充。
在本案中，係提供主動區，在發光二極體晶片的運作過程中，用以產生頻率範圍在UV與遠紅外線之間的電磁輻射，特別是用以產生可見光。為此目的，主動區包含單一量子井結構或是多重量子井結構。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，發光二極體晶片包含鏡像層，其係配置於p型導電區中遠離主動區的一側。鏡像層較佳地係設計成在p型導電區的方向上反射發光二極體晶片運作期間由主動區所產生的電磁輻射。為了這個目的，鏡像層可以包含有金屬或是由金屬所構成。特別是，鏡像層也可能包含有複數個子層，由複數個子層共同地形成鏡像層。在本案中，鏡像層係較佳地以導電的方式實施。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，鏡像層具有穿孔，其中鏡像層的側面在穿孔的區域內被絕緣層完全地覆蓋，絕緣層係由電性絕緣材料所形成。當鏡像層完全地被移除時，穿孔於鏡像層具有至少一個位置，穿孔則因此在鏡像層中構成開口。在穿孔的區域內，鏡像層具有至少一個側面緊靠著穿孔。穿孔係以鏡像層側向包圍穿孔的方式配置於鏡像層內。然後，穿孔係藉由鏡像層的至少一個側面朝向鏡像層劃界。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，側面被電性絕緣材料所構成的絕緣層完全地覆蓋。也就是說，絕緣層對鏡像層的側面電性絕緣。
如果鏡像層在本案中具有複數個朝向穿孔的側面，也就是說，複數個側面側向地界定穿孔，然後較佳地鏡像層之所有的側面完全地被穿孔範圍內的絕緣層所覆蓋。換句話說，鏡像層藉由絕緣層對穿孔電性絕緣。
絕緣層較佳地具有跟鏡像層相同的厚度，也就是說，絕緣層較佳地並未在垂直方向中凸出於鏡像層之外。垂直方向是一個橫向運行的方向或是與鏡像層的延伸平面相垂直的方向。平行於鏡像層的主要延伸平面的方向稱之為側向。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，發光二極體晶片包含n型導電區、p型導電區以及位於n型導電區與p型導電區之間的主動區。另外，發光二極體晶片在p型導電區中遠離主動區的一側具有鏡像層。再者，發光二極體晶片包含電性絕緣材料所形成的絕緣層。在本案中，鏡像層係設計用以反射於主動區中所產生的電磁輻射，且鏡像層具有穿孔，其中鏡像層之側面係在穿孔的區域內完全地被絕緣層所覆蓋。
在本案中，絕緣層證明了不但可在發光二極體晶片的運作期間作為電性絕緣層，特別的是也可以用於發光二極體晶片的製作過程中。藉由絕緣層，凹槽或是下切口(undercut)或內圓角(fillet)可形成於發光二極體晶片的的半導體本體的邊緣區域內，發光二極體晶片包含導電區與主動區，其中用以保護鏡像層之保護層可被配置在中空凹槽。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，鏡像層剩餘的外圍區域並沒有絕緣層。也就是說，絕緣層僅配置於鏡像層之穿孔之區域。特別是，絕緣層是位在與鏡像層直接接觸的位置上。對照之下，鏡像層外圍的其他區域則沒有絕緣層。例如，絕緣層是在發光二極體晶片的生產過程中，從鏡像層外圍的其他區域移除。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，絕緣層可被磷酸蝕刻，特別是正磷酸(H3PO4)。這證明了這種方式特別有利，在發光二極體晶片生產的期間，絕緣層可以被蝕刻，連帶地半導體材料也同樣地可被磷酸(特別是正磷酸)所蝕刻。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，絕緣層係包含非晶陶瓷材料或是由非晶陶瓷材料所構成。在本案中，特別是非晶氧化鋁(Al203)的使用證明其特別有利，因為這種材料特別容易被磷酸(特別是正磷酸)所去除。
在本案中，絕緣層係藉由噴鍍或蒸汽澱積的方式所形成。在本案中，“藉由噴濺產生”也是指一種實質特徵，因為以噴濺方式產生的層與不同方式產生的層可藉由電子顯微鏡區別出來。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，鏡像層中的穿孔緊鄰著開口，並延伸穿過p型導電區與主動區直到n型導電區，或是進入n型導電區。換句話說，開口係形成穿過p型導電區和主動區，開口可延伸直到或是進入n型導電區。在本案中，開口並非完全地穿過n型導電區。開口係以緊靠著穿孔的方式配置，如此，穿孔與開口形成連續的缺口，從鏡像層延伸直到n型導電區或進入n型導電區。在本案中，穿孔與開口較佳地係彼此個別產生並且相對於彼此為中心。穿孔與開口可以在側向方向上具有相同的尺寸。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，穿孔與開口皆裝填有導電材料，其中絕緣層係配置於導電材料與鏡像層之間。也就是說，絕緣層以導電絕緣的方式將鏡像層與導電材料分隔。因此，導電材料與鏡像層之間並沒有直接的電性連接。在穿孔與開口中之導電材料較佳地用以接觸在n側上的發光二極體晶片。在本案中，導電材料可由一種金屬形成，或是一種用以反射主動區在發光二極體晶片運作期間內所產生的電磁輻射的金屬。換句話說，導電材料可被連接於發光二極體晶片進一步的鏡面，或是形成發光二極體晶片的進一步鏡面。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，發光二極體晶片具有輻射通道區域，其係形成於n型導電區中遠離p型導電區之外圍區域的某些地方。也就是說，在運作過程中由發光二極體晶片所發出之電磁輻射的一大部份或是全部係穿過輻射通道區域，該輻射通道區域係由n型導電區的外圍區域所形成。輻射從輻射通道區域傳遞至發光二極體晶片的輻射出口區域。可藉由保護層中遠離n型導電區的外圍區域而形成。在本案中，用以在發光二極體晶片的運作期間激發主動區之電流分佈區域較佳地影響底下的輻射通道區域，該輻射通道區域係藉由n型通道的外圍區域而形成。也就是說，在特殊情況下，發光二極體晶片在輻射通道區域中是沒有接觸面積或電流分佈結構，電流分佈結構將吸收電磁輻射的照射。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，鏡像層包含銀或是由銀所構成。銀是是一種有助於在電場中遷移(有助於所謂的電遷移)的金屬。在本案中所述的發光二極體晶片，係能以特別簡單的方式保護鏡像層防止水氣。為了此一目的，介電、電性絕緣材料係配置於中空凹槽，並沿著整個半導體本體延伸。中空凹槽可透過絕緣層而以特別簡單的方式而產生。由於銀有助於在電場中遷移，特別是在水氣的影響之下，所以水氣會導致鏡像層的侵蝕，而這裡所述的發光二極體晶片則證明了對於老化的問題有特別地穩定的表現。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，導電層係配置於鏡像層中遠離p型導電區的外圍區域，導電層凸出鏡像層之外，n型導電區、p型導電區以及主動區皆位於側向方向上，其中該導電層在其面向鏡像層之側係可自由使用。換句話說，導電層是從包含p型導電區之半導體本體中取出，n型導電區與主動區位於鏡像層之下，並且在側向方向上朝外。在本案中，導電層可在其面向鏡像層之側從發光二極體晶片的外部的某些地方可自由使用。在其可自由使用的區域中，導電層形成發光二極體晶片之p側連接區。在這樣的方式下，發光二極體晶片的p側連接區係朝側向以與發光二極體晶片的半導體本體分隔開來的方式配置。這就證明了如果用以完全或是部份地將主動區產生的電磁輻射轉換成具有很多波長(heavier wavelengths)的電磁輻射之轉換元件預設於發光二極體晶片的輻射通道區域上，將會特別地有益。事實上，p側連接區係配置於與半導體本體有一定的距離處，轉換元件不一定必須具備有一個用於接觸導線的切斷器(cutout)。此外，接觸導線不會干擾舖設轉換元件的過程。
根據發光二極體晶片的至少一個實施例，導電材料係藉由保護層以電性絕緣的方式與導電層分隔，其中，保護層具有裝有導電材料的開口。在開口內的導電材料朝側向方向圓周地圍繞著發光二極體晶片的半導體本體。保護層內的開口增加發光二極體晶片抵抗水氣的能力。
此外，本發明說明一種製造發光二極體晶片的方法。舉例而言，這裡所述的發光二極體晶片可根據一個、複數個或全部的實施例所述的方法製造。換句話說，發光二極體晶片所有揭露的特徵也揭露於發光二極體晶片的製造方法，反之亦然。
該方法包括至少一個實施例，其步驟如下：
首先，提供p型掺雜層，p型掺雜層可以磊晶生長。為了此一目的，n型掺雜層可在生長基板上磊晶沉澱。主動區可在n型掺雜層中遠離生長基板的一側上磊晶沉積。然後，主動區接著同樣磊晶生長p型掺雜層。
在進一步的方法步驟中，鏡像層係鋪設於p型掺雜區的外圍區域。該外圍區域在本案中較佳是p型掺雜層中遠離主動區的外圍區域。
接著，藉由至少在某些地方移除鏡像層以曝露出某些地方的p型掺雜層。也就是說，鏡像層在預定的區域中被移除，使得p型掺雜層於鏡像層之下不受遮蓋。
接著，將絕緣層鋪設於沒有鏡像層的區域中，其中，該鏡像層在其遠離p型掺雜層之側會與絕緣層齊平，且p型掺雜層的側面緊鄰絕緣層。換句話說，鏡像層中被移除的區域係以絕緣層填補。在本案中，絕緣層的厚度是決定為對應於鏡像層的厚度。在本案中，“齊平”也包含鏡像層之厚度較絕緣層之厚度增加或減少10%的實施例。也就是說，在由生產所主導的方式中，絕緣層可略微地凸出於鏡像層之外，或者鏡像層可略微地凸出於絕緣層之外。
在本案中，絕緣層係以靠置在鏡像層之側面的方式鋪設，其係在曝露p型掺雜層的過程中產生，並與該側面直接接觸。
在進一步的方法步驟中，載體係鋪設於鏡像層中遠離p型掺雜層的一側。在本案中，另外的層，例如阻隔層，用以阻止原子及/或是分子從鏡像層擴散過來、或是擴散至鏡像層，以及於鏡像層用以機械性地連接載體的連接層可位於鏡像層與載體之間。
最後，絕緣層在某些地方被移除，其中，在載體與p型掺雜層之間係產生有中空凹槽，該中空凹槽較佳地係朝側向方向完全繞著p型掺雜層延伸。
接著能以保護材料填補中空凹槽以形成保護層。保護材料用以保護半導體本體防止水氣。
第1P圖顯示在此所述之發光二極體晶片之第一例示實施例的剖面圖。發光二極體晶片包括n型導電區1及p型導電區2。主動區(active zone)3係配置於n型導電區1與p型導電區2之間，用以產生輻射。在本案中，導電區1、2與主動區3形成發光二極體晶片之半導體本體。鏡像層(mirror layer)4係含有銀或是由銀所構成。鏡像層4係配置於p型導電區2中遠離n型導電區1的一側上。鏡像層4具有穿孔41，其中在圓柱形區域內的鏡像層4係被移除。絕緣層5在本案中係由非晶形氧化鋁所構成，其係配置於鏡像層4面對穿孔41的側面4a。
開口8與鏡像層4之穿孔41係以集中的方式鄰接，該開口延伸穿過p型導電區及主動區3直到n型導電區1為止。中和區(neutralized region)2”係配置在p型導電區2面對開口8的側面，該中和區係由p型摻雜層2’之中和所產生。在此情形下，中和區2”係在p型導電區2之側面處以圓周方式包覆該p型導電區2。中和區2”連同p型導電區2一起形成p型摻雜層2’。
穿孔41與開口8係填充導電材料6，導電材料6包含銀與鈦。在此情形下，導電材料6係同樣地實施成將主動區3內所產生的電磁輻射予以反射，結論是導電材料6形成有用於電磁輻射之鏡面。
導電層7係配置於鏡像層4與鏡像層4中遠離p型導電區之外圍區域的導電材料6之間，導電層含有金，並且以層序列鈦/金/鈦的方式形成。導電層7係經由鏡像層4而與p型導電區產生電性接觸。導電層7朝側向方向以離開鏡像層4、p型導電區2、n型導電區1以及主動區3的方式向外延伸。位於發光二極體晶片的半導體本體之外，導電層7的某些地方係可自由使用。導電層7作為p側的連接位置，具有p側連接區16，可透過接觸導線的方式而產生接觸。
對於導電材料6，導電層7係透過保護層(passivarion layer)12以電性絕緣的方式被分隔開。電性絕緣層係由二氧化矽所構成，且厚度係介於400nm至600nm之間，例如450nm。
在本案中，導電材料6用以和n型導電區1產生電性接觸。在本案中，發光二極體晶片係在n側之上經由載體9而被激發，其係藉由含金之連接層之方式，電性導電且機械性地固定連接於導電材料6。在本案中，阻隔層(barrier layer)13可被配置於導電材料6與連接層14之間，該阻隔層13含有鈦。阻隔層13防止在擴散過程進入導電材料6或是防止來自於導電材料6的擴散過程。
載體9較佳地係由導電材料鍺、鉬、矽或銅所構成，或者是包含有導電材料鍺、鉬、矽或銅。在第1P圖之例示實施例中，載體9係較佳以電解的方式產生，也就是說，載體9並非經由接合製程(bonding process)而連接於發光二極體晶片的剩餘區域。以此方式，保護層12不會過度地暴露於高度的熱負載(thermal loading)之下。由二氧化矽構成的保護層12係以此方式防止水氣。
發光二極體晶片在其遠離載體9的側邊處係設有另外的保護層15，該保護層15特別是在p型掺雜層2”與載體9之間填入中空凹槽10。在本案中，保護層15是藉由ALD(原子層沉積)的方式鋪設。藉由這樣的方式，中空凹槽10可以被另外的保護層15的材料填補而特別妥當。在此情形中，保護層15可含有下列材料之至少一者或由下列材料之其中一者所構成：氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦、氧化鉿。
另外的保護層15係較佳實施為輻射傳輸的(radiation-transmissive)，尤其是透明的。另外的保護層15覆蓋於n型導電層1中遠離p型導電層的一側處的粗糙面101，該粗糙面用以當電磁輻射出現時用來降低全反射(total reflection)。n型導電層1中面向另外的導電層15且遠離p型導電區2的外部範圍係形成輻射通道區域102。
對照第1P圖的例示實施例，這裡所述的發光二極體晶片的進一步例示實施例係配合第1Q圖所述的例示實施例加以描述，其中，保護層12具有裝填有導電材料6的開口12’。以此方式，導電材料6係側向地延伸且完全地圍繞發光二極體晶片的所有半導體區域。
換句話說，圍繞著整個發光二極體晶片延伸的中斷物係以開口12’裝有導電材料6的形式被引入保護層12。以此方式，發光二極體晶片是朝側向圓周以金屬導電材料6包覆。在第1Q圖的例示實施例中，載體9可藉由接合製程被連接至發光二極體晶片的剩餘區域。然後，如矽或鍺之導電半導體材料也適合作為載體的材料。因為保護層12是藉由圓周延伸的開口產生中斷，所以因為接合而發生的熱負載就不會有害。即使沒有熱負載，保護層12本身就已經防止水氣。不過，接合之熱負載打開了水氣的路徑，這些路徑被開口12’中斷。
這裡所述用於製造發光二極體晶片的方法的例示實施例係配合第1A圖至第1Q圖作詳細地說明。
首先，半導體層堆疊係磊晶生長在生長基板11上，生長基板可藉由藍寶石而形成。半導體層堆疊包括n型導電區1以及p型掺雜層2’。主動區3係配置於n型導電區1與p型掺雜層2’之間，如第1A圖所示。
在第1B圖所示的進一步的方法步驟中，鏡像層4係鋪設於p型掺雜層2’中遠離生長基板的一側，該鏡像層4係藉由蒸汽澱積而沉澱。鏡像層4包括銀層，在其遠離p型掺雜層2’的一側上係設有由鈦所構成的覆蓋層。
在後續的方法步驟中，如第1C圖所示，藉由採用光罩(未圖示)的方法，鏡像層4的圖案化係藉由在某些地方移除鏡像層4以及不覆蓋p型掺雜層2’而得以實施。
在第1D圖所示，在下一方法步驟中，光罩也仍然保留(未圖示)用於p型掺雜層2’的中和區以形成中和區2”。這可藉由氬氣濺射的方式而產生。以此方式，在鏡像層4下方產生p型導電區域2，該P型導電區以側向(也就是說，朝側向方向)圓周的方式被中和區2’包覆。
在第1E圖的下一個方法步驟中，在本案中是由非定形的氧化鋁所構成之絕緣層5係藉由噴濺的方式鋪設於p型掺雜層2’的未覆蓋區域。在本案中，絕緣層5覆蓋鏡像層4的側面4a，特別是在穿孔41中。絕緣層5的厚度係選擇成等於鏡像層4的厚度。這個方法步驟對於將光罩應用於第1C圖中的方法步驟也是有影響跟幫助的，而隨後可將光罩移除。
在第1F圖所示的下一方法步驟中係鋪設導電層7，其稍後部分地形成發光二極體晶片的p型導電區。藉由範例，導電層7是下列層的序列：鈦/金/鈦。
在第1G圖所示的進一步方法步驟中，藉由CVD，保護層12係鋪設於遠離生長基板11的外部區域。
第1H圖說明了一個視需要的方法步驟，其中側向地圍住鏡像層4之圓周延伸的開口12’是被導引至保護層12之內。為了此一目的，光罩技術(phototechnique)是必要的。此開口導致第1Q圖的例示實施例。藉由開口的方式，以確保二氧化矽所構成之保護層12不會延伸到發光二極體晶片的邊緣，而開啟可能的水氣通道延伸到鏡像層4。
在第1I圖顯示的進一步方法步驟中，藉由移除保護層12與絕緣層5，使鏡像層4中的穿孔41不受到遮蓋，並穿透p型導電區2和主動區3直到或進入n型導電區1而產生開口8。為了此一目的，光罩技術是必要的。
在第1J圖顯示接下來的方法步驟中，導電材料6係鋪設於遠離生長基板11而不受遮蓋的外部區域，而且導電材料6是由以下的層所形成的，例如：鈦/銀/鈦。
在第1K圖所述的方法步驟中，包含藉由接合連接層14與阻隔層13的方式以及藉由電沉積鋪設載體9的方式。
第1L所述的步驟中，是藉由雷射剝除的方法移除生長基板。
在第1M圖中，n型導電區1中遠離載體9的外部區域係藉由氫氧化鉀(KOH)蝕刻而產生粗糙面101。
在第1N圖所示的下一方法步驟中，藉由第四次光罩技術而進行利用磷酸(H3PO4)的台面蝕刻(mesa etch)。在此情形下，蝕刻劑停留在銀之上，但是移除掉區域1、2、2”的半導體與絕緣層5。也就是說，在中和區2’底下的絕緣層5被移除，使得產生中空凹槽，其中，鏡像層4的側面區域係不受遮蓋。換句話說，在圖案化之後，半導體本體朝側向方向凸出於鏡像層4之外。保護層12則保留而不受蝕刻劑影響。
在第10圖之下一方法步驟中，係鋪設另外的保護層15，其特別是將中空凹槽10完全地填滿。在此情形下，保護層15較佳地係以ALD的方式鋪設。
在第1P圖及1Q圖所示的進一步方法步驟中，另外的保護層15是在p型連接區16中被移除。
作為所示例示實施例的替代者，發光二極體晶片也有可能不經由載體9而接觸連接於n側，而是藉由在導電材料6中遠離載體9的一側的另外的連接區域進行連接。在此情形下，電性絕緣材料也可用以作為載體。
本發明並不受限於例示實施例所描述的基礎上。而是，本發明涵蓋任何新的特徵也包含任何結合的特徵，特別是包含了申請專利範圍所揭露的技術特徵的結合，即使這樣的特徵或是這樣的結合並未明確地在申請專利範圍或是例示實施例中說明。
1．．．N型導電區
2．．．p型導電區
2’．．．p型掺雜層
2”．．．中和區
3．．．主動區
4．．．鏡像層
4a．．．鏡像層側面
5．．．絕緣層
6．．．導電材料
7．．．導電層
8．．．開口
9．．．載體
10．．．中空凹槽
11．．．生長基板
12．．．保護層
12’．．．開口
13．．．阻隔層
14．．．連接層
15．．．另外的保護層
16．．．連接區
41．．．穿孔
101．．．粗糙面
102．．．輻射通道區域
這裡所描述的發光二極體晶片與製造發光二極體晶片之方法是在例示實施例結合參考圖式的基礎上做更詳細地解釋。
在本案中，第1P及1Q圖係顯示在此所述的發光二極體晶片的例示實施例之示意圖。
第1A圖至第1Q圖係詳細描述製作二極體發光晶片的製造方法的例示實施例。
在圖式中，具有相同類型或動作相同之相同元件係以相同的元件符號標示。元件的圖式與尺寸的關係說明了元件不應該被限制於圖式上的尺寸。較佳地，各個元件的尺寸可能被誇大，是為了在說明上較為容易及/或是為了較為容易了解。
1．．．n型導電區
2．．．p型導電區
2”．．．中和區
3．．．主動區
4．．．鏡像層
4a．．．鏡像層側面
5．．．絕緣層
6．．．導電材料
7．．．導電層
8．．．開口
9．．．載體
12．．．保護層
13．．．阻隔層
14．．．連接層
15．．．另外的保護層
16．．．連接區
41．．．穿孔
101．．．粗糙面
102．．．輻射通道區域

Claims (12)

  1. 一種發光二極體晶片，包含：n型導電區(1)；P型導電區(2)；主動區(3)，位於該n型導電區(1)與該P型導電區(2)之間；鏡像層(4)，位於該P型導電區(2)中遠離該主動區(3)的一側；絕緣層(5)，係由電性絕緣材料所形成；輻射通道區域(102)，係藉由該n型導電區(1)中遠離該p型導電區(2)的外圍區域而在某些地方形成；其中，該鏡像層(4)係設計用以反射於該主動區(3)中所產生之電磁輻射，該鏡像層(4)具有穿孔(41)，其中，該鏡像層(4)之側面(4a)係完全地被該穿孔(41)之區域中的該絕緣層(5)所覆蓋；以及電流分佈，用以在該發光二極體晶片於該輻射通道區域(102)下方運作的過程中激發該主動區。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中，該鏡像層(4)的其餘外圍區域沒有該絕緣層(5)。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之發光二極體晶片，其中，該絕緣層(5)可藉由正磷酸而蝕刻。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光二極體晶片，其中，該絕緣層(5)由非晶形的陶瓷材料所 構成。
  5. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光二極體晶片，其中，該絕緣層(5)係以非晶形的氧化鋁所形成或是由非晶形的氧化鋁所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光二極體晶片，其中，該穿孔(41)係相鄰於開口(8)，該開口延伸穿過該P型導電區(2)和該主動區(3)直到或是進入該n型導電區(1)為止。
  7. 如申請專利範圍第6項中所述之發光二極體晶片，其中，該穿孔(41)與該開口(8)係裝填有導電材料(6)，其中，該絕緣層(5)係配置於該導電材料(6)與該鏡像層(4)之間。
  8. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光二極體晶片，其中，該鏡像層(4)含有銀或由銀所構成。
  9. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之發光二極體晶片，其中，導電層(7)係配置在該鏡像層(4)中遠離該p型導電區(2)的外圍區域，該導電層係朝側向方向凸出於該鏡像層(4)、該n型導電區(1)、該p型導電區(2)以及該主動區(3)之外，其中，該導電層(7)在其面向該鏡像層(4)之側的某些地方係可自由使用。
  10. 如申請專利範圍第9項中所述之發光二極體晶片，其中，該穿孔(41)係相鄰於開口(8)，該開口延伸穿過該P型導電區(2)和該主動區(3)直到或是進入該n型導電區(1)為止，以及其中，該穿孔(41)與該開口(8)係裝填 有導電材料(6)，其中，該絕緣層(5)係配置於該導電材料(6)與該鏡像層(4)之間，以及其中，該導電材料(6)係藉由保護層(12)以電性絕緣的方式與該導電層(7)分隔，其中，該保護層(12)具有裝填有該導電材料(6)的開口(12’)。
  11. 一種製造發光二極體晶片的方法，包含以下步驟：提供P型掺雜層(2’)；將鏡像層(4)鋪設於該P型掺雜層(2’)之外圍區域；藉由在某些地方移除該鏡像層(4)以使該P型掺雜層(2’)之某些地方不受遮蓋；將絕緣層(5)鋪設於沒有該鏡像層(4)的區域中，其中，該鏡像層(4)在其遠離該P型掺雜層(2’)之側與該絕緣層(5)齊平，且該P型掺雜層(2’)之側面直接鄰接該絕緣層(5)；將載體(9)鋪設於該鏡像層(4)中遠離該P型掺雜層(2’)的一側；以及將該絕緣層(5)的某些地方移除，以便在該載體(8)與該P型掺雜層(2’)之間產生中空凹槽(10)，其中，該中空凹槽(10)係沿著該發光二極體晶片之整個半導體本體延伸。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中，發光二極體晶片係根據如申請專利範圍第1至3項中任一項而製造。
TW100131878A 2010-09-10 2011-09-05 發光二極體晶片及製造發光二極體晶片之方法 TWI478391B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010044986A DE102010044986A1 (de) 2010-09-10 2010-09-10 Leuchtdiodenchip und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtdiodenchips

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201232833A TW201232833A (en) 2012-08-01
TWI478391B true TWI478391B (zh) 2015-03-21

Family

ID=44630219

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100131878A TWI478391B (zh) 2010-09-10 2011-09-05 發光二極體晶片及製造發光二極體晶片之方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9276167B2 (zh)
EP (1) EP2614534B1 (zh)
JP (1) JP5686900B2 (zh)
KR (1) KR20130060312A (zh)
CN (1) CN103098235B (zh)
DE (1) DE102010044986A1 (zh)
TW (1) TWI478391B (zh)
WO (1) WO2012031852A1 (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011016302A1 (de) 2011-04-07 2012-10-11 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
DE102011016935A1 (de) * 2011-04-13 2012-10-18 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Licht emittierenden Halbleiterbauelements und Licht emittierendes Halbleiterbauelement
JP5912442B2 (ja) * 2011-11-17 2016-04-27 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置および半導体発光装置の製造方法
DE102012107921A1 (de) * 2012-08-28 2014-03-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102012108879B4 (de) 2012-09-20 2024-03-28 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip mit mehreren nebeneinander angeordneten aktiven Bereichen
DE102013100818B4 (de) 2013-01-28 2023-07-27 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102013103079A1 (de) * 2013-03-26 2014-10-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
DE102013107531A1 (de) * 2013-07-16 2015-01-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip
JP6398323B2 (ja) * 2014-05-25 2018-10-03 日亜化学工業株式会社 半導体発光素子の製造方法
CN106848027B (zh) * 2015-12-03 2019-08-23 映瑞光电科技(上海)有限公司 高可靠性垂直倒装led芯片的制备方法
DE102016106928A1 (de) * 2016-04-14 2017-10-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
US10340415B2 (en) 2016-09-01 2019-07-02 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device and semiconductor device package including the same
EP3511990B1 (en) 2016-09-10 2023-12-13 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device
CN115763652A (zh) 2016-09-13 2023-03-07 苏州立琻半导体有限公司 半导体器件和包括该半导体器件的半导体器件封装
US10903395B2 (en) 2016-11-24 2021-01-26 Lg Innotek Co., Ltd. Semiconductor device having varying concentrations of aluminum
JP6645486B2 (ja) * 2017-02-13 2020-02-14 日亜化学工業株式会社 発光装置およびその製造方法
KR102390828B1 (ko) 2017-08-14 2022-04-26 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
WO2022247742A1 (zh) * 2021-05-24 2022-12-01 厦门乾照光电股份有限公司 一种led芯片及其制作方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101132040A (zh) * 2006-08-23 2008-02-27 三星电机株式会社 垂直的氮化镓基发光二极管及其制造方法
TW200816519A (en) * 2006-06-19 2008-04-01 Sanken Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
TW200903863A (en) * 2007-04-26 2009-01-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor body and method for producing the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10147886B4 (de) * 2001-09-28 2006-07-13 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lumineszenzdiode mit vergrabenem Kontakt und Herstellungsverfahren
US6828596B2 (en) * 2002-06-13 2004-12-07 Lumileds Lighting U.S., Llc Contacting scheme for large and small area semiconductor light emitting flip chip devices
JP2008053685A (ja) 2006-08-23 2008-03-06 Samsung Electro Mech Co Ltd 垂直構造窒化ガリウム系発光ダイオード素子及びその製造方法
TWI416754B (zh) * 2007-07-19 2013-11-21 Epistar Corp 一發光元件
KR100946523B1 (ko) * 2008-04-24 2010-03-11 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법
DE102008030584A1 (de) * 2008-06-27 2009-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes und optoelektronisches Bauelement
US8008683B2 (en) * 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
DE102009010480A1 (de) * 2009-02-25 2010-09-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd., Suwon Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, Verfahren zum Herstellen derselben und Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungs-Baugruppe, die diese verwendet
JP5312988B2 (ja) 2009-03-04 2013-10-09 スタンレー電気株式会社 光半導体装置及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW200816519A (en) * 2006-06-19 2008-04-01 Sanken Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device and its manufacturing method
CN101132040A (zh) * 2006-08-23 2008-02-27 三星电机株式会社 垂直的氮化镓基发光二极管及其制造方法
TW200903863A (en) * 2007-04-26 2009-01-16 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic semiconductor body and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN103098235A (zh) 2013-05-08
US20130228798A1 (en) 2013-09-05
EP2614534A1 (en) 2013-07-17
JP2013539603A (ja) 2013-10-24
CN103098235B (zh) 2016-04-20
WO2012031852A1 (en) 2012-03-15
EP2614534B1 (en) 2020-03-04
KR20130060312A (ko) 2013-06-07
DE102010044986A1 (de) 2012-03-15
TW201232833A (en) 2012-08-01
JP5686900B2 (ja) 2015-03-18
US9276167B2 (en) 2016-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI478391B (zh) 發光二極體晶片及製造發光二極體晶片之方法
TWI524550B (zh) 用於製造光電半導體晶片之方法及光電半導體晶片
KR102276207B1 (ko) 반도체 발광 소자 및 반도체 발광 장치
KR101989212B1 (ko) 광전자 반도체 칩, 그리고 광전자 반도체 칩의 제조 방법
US10074766B2 (en) Method for producing semiconductor components and semiconductor component
US8866175B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip
TWI472063B (zh) 發光二極體晶片
TW202123491A (zh) 半導體發光元件以及半導體發光元件的製造方法
TWI557944B (zh) 光電半導體晶片
US9048348B2 (en) Method of separating substrate and method of fabricating semiconductor device using the same
US10573787B2 (en) Light-emitting semiconductor chip and method for producing a light-emitting semiconductor chip
TWI594455B (zh) Photoelectric semiconductor chip and its manufacturing method
US20170236980A1 (en) Optoelectronic Semiconductor Chip and Method for Producing the Same
US11239392B2 (en) Optoelectronic semiconductor chip, high-voltage semiconductor chip and method for producing an optoelectronic semiconductor chip
CN113439344A (zh) 具有传导层的部段的光电半导体构件及其制造方法
US20220158034A1 (en) Optoelectronic semiconductor device comprising an insulating layer and method of manufacturing the optoelectronic semiconductor device
KR102051477B1 (ko) 반도체 발광소자의 제조방법