TWI523257B - 接觸墊經電性絕緣延伸至晶粒邊緣 - Google Patents

接觸墊經電性絕緣延伸至晶粒邊緣 Download PDF

Info

Publication number
TWI523257B
TWI523257B TW099114093A TW99114093A TWI523257B TW I523257 B TWI523257 B TW I523257B TW 099114093 A TW099114093 A TW 099114093A TW 99114093 A TW99114093 A TW 99114093A TW I523257 B TWI523257 B TW I523257B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
conductive type
led
die
type
Prior art date
Application number
TW099114093A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201104916A (en
Inventor
泰爾 瑪格莉莎
史帝法諾 史恰非諾
亨利 廣興 邱
Original Assignee
飛利浦露明光學公司
皇家飛利浦電子股份有限公司
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 飛利浦露明光學公司, 皇家飛利浦電子股份有限公司 filed Critical 飛利浦露明光學公司
Publication of TW201104916A publication Critical patent/TW201104916A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI523257B publication Critical patent/TWI523257B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/36Semiconductor 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
    • H01L33/38Semiconductor 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
    • H01L33/385Semiconductor 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 at least partially onto a side surface of the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/02Semiconductor 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
    • H01L33/20Semiconductor 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor 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
    • H01L33/44Semiconductor 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

Landscapes

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

Description

接觸墊經電性絕緣延伸至晶粒邊緣
本發明係關於發光二極體(LED),且特定而言係關於覆晶LED。
本申請案係關於在2006年12月15日申請,名為「LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate」之美國專利申請案第11/611,775號,該案已共同讓與且以引用方式併入本文中。
半導體LED係屬於當前可用之最有效光源。在製造能夠跨可見光譜操作之高亮度發光裝置中當前所關注的材料系統包含III-V族半導體,例如鎵、鋁、銦、氮、磷及砷之二元、三元及四元合金。III-V族裝置發射跨可見光譜之光。基於GaAs及GaP之裝置通常用於發射處於較長波長之光(諸如黃光至紅光),而III族氮化物裝置通常用於發射處於較短波長之光(諸如近紫外光至綠光)。
由於藍寶石之晶體結構類似於氮化鎵之晶體結構,所以氮化鎵LED通常使用一透明藍寶石生長基板。
一些GaN LED形成為覆晶,其中兩個電極在相同表面上,其中在不需要使用打線接合件下將LED電極接合至基座上之電極。在此一情況中,光透射穿過透明藍寶石基板且LED層與基座相對。一基座提供介於LED與一外部電源之間的一介面。接合至LED電極之基座上的電極可延伸至LED之外或延伸至基座之相對側以用於打線接合或表面安裝至一電路板。
在本發明之一些實施例中,一LED晶粒包含相反極性之一接合墊層及一下伏磊晶層。接合墊係延伸至晶粒邊緣且磊晶層在晶粒邊緣處電性絕緣以在晶粒單粒化期間接合墊變形成磊晶層時防止一短路。可經由磊晶層之離子植入或晶粒邊緣處之電阻性磊晶生長使磊晶層電性絕緣。或者,可藉由提供與晶粒邊緣處之磊晶層橫向相鄰且在接合墊之下的一電介質使磊晶層電性絕緣。
在不同圖式中之相同參考數字的使用指示類似或相同元件。
具有>85%表面覆蓋率之極大面積互連(舉例來說接合墊)已顯示為顯著地減少發光二極體(LED)晶粒/基座構造之熱阻抗及在薄膜覆晶(TFFC)處理期間實現無需底部填充物支撐的磊晶及金屬層。前者可使LED能在較高電流或溫度下被驅動,而後者具有成本降低及可能更穩定程序二者的作用,該程序獨立於源自底部填充環氧材料之選擇、分發、固化及移除的產率/可靠性波動。
為了具有支撐TFFC處理中之磊晶的作用,接合墊金屬延伸至晶粒之邊緣且進入晶圓上之單粒化「切道」中,所以同時單粒化磊晶及金屬層。曝露於晶粒邊緣處用來作為邊緣接觸件的磊晶層可為n型或p型。對於一曝露之n型磊晶層,任何p型接合墊金屬不應延伸至晶粒邊緣以避免與下伏n型磊晶層產生p-n短路。若p型接合墊金屬被劃線及變形成下伏n型磊晶層,則可在單粒化期間發生p-n短路。一曝露之p型磊晶層及延伸至晶粒邊緣的n型接合墊金屬的相反情況亦同理。
上文將LED晶粒限於一或更多個中央定位之p型接合墊,而此接著將LED基座限於利用可接達中央定位之p型接合墊的通孔或基板上再分佈方法的基座。基座上再分佈當前僅用於矽基座中,而具有足夠小之特徵的通孔技術太貴或不可用於廣泛使用之陶瓷基座。通常而言,將任一極性之接合墊延伸至晶粒邊緣的能力可實現簡化之基座佈局,通常而言就是成本降低。
本發明之實施例在晶粒邊緣處之一曝露的磊晶層中或緊鄰晶粒邊緣處之一曝露的磊晶層產生電性絕緣區域,以容許相反極性之接合墊延伸至晶粒邊緣。此實現TFFC處理期間對磊晶結構增加支撐及簡化LED晶粒與LED基座二者上之互連佈局二者,其代表著基座材料之較大可用性及成本減低的可能性。
圖1繪示本發明之一些實施例中LED晶粒100的一平面圖。在將LED晶粒100翻轉、對準及安裝至LED基座且與晶圓上之鄰接LED晶粒單粒化之前,可以晶圓級將該LED晶粒100處理為LED晶粒之一裝置晶圓的部分(未繪示)。LED晶粒100之頂側包含延伸至四個晶粒邊緣之大的n型接合墊102及每一者延伸至一晶粒邊緣的四個p型接合墊104。N型接合墊102及p型接合墊104係藉由間隙106及一下伏介電層彼此電性絕緣。同樣,以虛線所示的是n型接合墊102與下伏n型層之間的n型接觸件108(僅標記一者)、在四個晶粒邊緣處且介於n型接合墊與下伏n型層之間的n型邊緣接觸件109及p型接合墊104與下伏p型層之間的p型接觸件110。接合墊及接觸件之數量及幾何形可取決於應用而變化。
圖2圖解說明沿著本發明之一些實施例中之線A’A”(圖1)得到的橫截面中LED晶粒100的一結構200。在晶粒邊緣處,一電性絕緣區域202位於緊鄰n型層204及介電層212與p型接合墊104之下處。LED晶粒100包含n型層204、n型層上之一發光層206(一般亦稱作作用區域)及發光層上之一p型層208的LED層。導電反射層210形成於p型層208上,介電層212形成於導電反射層及曝露之LED層上且p型接合墊104形成於介電層上。稍後將參考圖4中之流程圖詳細地描述用於形成LED結構200的程序。
為了使LED晶粒與裝置晶圓上之鄰接LED晶粒分離,沿著晶粒之間的切道單粒化LED晶粒。在單粒化期間,p型接合墊104可與電性絕緣區域202接觸到。使得p型接合墊104與電性絕緣區域202接觸到的實際機構取決於單粒化方法。例如,一劃線器或一鋸子可切入至p型接合墊104中且將其變形成電性絕緣區域202。或者,一雷射可切入至p型接合墊104中且沿著晶粒邊緣使該p型接合墊104熔化以接觸電性絕緣區域202。在任何情況中,在無電性絕緣區域202下,p型接合墊104可在n型層204之位置中與該n型層204接觸到且產生可使LED晶粒100有缺陷的p-n短路。
圖3圖解說明沿著本發明之一些實施例中之線A’A”(圖1)得到的橫截面中LED晶粒100的一結構300。與結構200(圖2)使用一介電層相反,結構300使用兩個介電層以用於電性分佈。層204至層212類似於圖2,惟介電層212(亦稱作「第一介電層212」)並不延伸至晶粒邊緣除外。一n型接觸層312形成於第一介電層212上及n型層204的曝露之部分上以形成一邊緣接觸件。一第二介電層314形成於n型接觸層312上及電性絕緣區域202上,且p型接合墊104形成於第二介電層上。稍後將參考圖4中之流程圖詳細地描述用於形成LED結構300的程序。
類似於上文的描述,p型接合墊104可在單粒化期間與電性絕緣區域202接觸到。在無電性絕緣區域202下,p型接合墊104可在n型層204之位置中與該n型層204接觸到且產生可使LED晶粒100有缺陷的p-n短路。
圖4係用於形成本發明之一些實施例中之LED晶粒100的一方法400的一流程圖。方法400包含用於形成結構200(圖2)之程序402至程序414及程序426至程序432,且進一步包含用於形成結構300(圖3)之可選程序420至程序424。
在程序402中,LED層形成於一生長晶圓上。參考圖5,n型層204磊晶地生長於一藍寶石生長晶圓上(未繪示)。N型層204表示不同成分及摻雜物濃度的多重層,該多重層包含(例如)準備層(諸如緩衝層或成核層,其等可為n型或並非刻意摻雜)、經設計用於促進稍後釋放生長基板或基板移除以後使半導體結構變薄的釋放層及經設計用於發光層所期望之特定光學或電性性質以有效發射光的n型裝置層。一III族氮化物發光裝置中之n型裝置層可為GaN。
發光層206係磊晶地生長於n型層204上。可藉由由障壁層分離之多重薄量子井發光層表示發光層206。在經組態以發射可見光(特定而言近紫外光至綠光)之III族氮化物發光裝置中,發光層可為InGaN。
P型層208係磊晶地生長於發光層206上。P型層208表示包含p型裝置層的不同成分、厚度及摻雜物濃度之多重層。III族氮化物發光裝置中之p型裝置層可為GaN。程序402之後係程序404。
在程序404中,如圖5中所示,導電反射層210形成於LED層上。導電反射層210表示包含一歐姆接觸層、一反射層及一防護金屬層的多重層。歐姆接觸層可為Ni、Ag或Pd,反射層可為Ag,且防護金屬層可為包含TiW/TiW:N/TiW的多重層。可藉由剝離程序圖案化導電反射層210。程序404之後係程序406。
在程序406中,溝道602(僅一者繪示於橫截面中)係沿著LED晶粒之間的單粒化切道形成於晶圓上以界定如圖6中所示之台式結構。溝道602部分到達n型層204中以使沿著晶粒邊緣之n型層曝露,所以該n型層可與n型接觸層邊緣接觸。雖然未繪示,但與形成溝道602相同之時間下亦形成至n型層204之通孔。可藉由蝕刻形成溝道602及通孔。程序406之後係程序408。
在程序408中,沿著其下待形成p型接合墊104之晶粒邊緣使n型層204之部分電性絕緣。結果,如圖7中所示,形成電性絕緣區域202。藉由遮蔽以界定植入區域,之後係離子植入而形成電性絕緣區域202。用於植入之能量可大於100 keV且植入種類可為He、Zn、Mg或Al。程序408之後係程序410。
在程序410中,如圖8中所示,介電層212沈積於裝置晶圓上。介電層212可為SiNx。程序410之後係程序412。
在程序412中,圖案化介電層212以提供n型層204及導電反射層214至p型層208之接達。移除沿著待製成邊緣接觸之晶粒邊緣的介電層212的部分以使n型層204曝露。移除通孔底部上之介電層212的部分以使n型層204曝露。用於p型接觸件110(圖1)之洞形成於待形成p型接合墊104之導電反射層210上的介電層212中。可藉由蝕刻圖案化介電層212。程序412之後係程序414。
在程序414中,一接觸金屬層(舉例來說互連)沈積於裝置晶圓上以形成填充通孔之n型接觸件108、晶粒邊緣周圍的n型邊緣接觸件109及p型接觸件110(如圖1中所示)。圖案化接觸金屬層以使n型接觸件及p型接觸件電性絕緣。接觸金屬層可為Ti/Au或Al。可藉由剝離程序形成接觸金屬層。程序414之後係程序426。
在程序426中,接合金屬層形成於裝置晶圓上(圖2僅繪示一p型接合金屬層)。N型及p型接合金屬層係電性耦合至程序414中形成之各自n型接觸件及p型接觸件。N型及p型接合金屬層在LED晶粒之間的單粒化切道上延伸。在稍後描述之程序432中的單粒化之後,接合金屬層變為如圖1中所示之每一LED晶粒的n型接合墊102及p型接合墊104。接合金屬層可為Au、Cu、Al、Ni或此等層之一組合。可電化學(舉例來說電鍍)或藉由其他物理沈積方法(舉例來說蒸鍍或濺鍍)形成接合金屬層。程序426之後係程序428。
對於關於程序410、412、414及426之更多資訊,請參考在2006年12月15日申請,名為「LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate」之美國專利申請案第11/611,775號,該案已共同讓與且以引用方式併入本文中。
在程序428中,將裝置晶圓上之LED晶粒翻轉、對準及接合至LED基座晶圓上的LED基座。可藉由超音波或熱超音波接合將LED晶粒接合至LED基座。LED基座為LED晶粒提供機械支撐、電分配及散熱。程序428之後係程序430。
在程序430中,移除生長基板。可藉由雷射剝離移除生長基板。程序430之後係程序432。
在程序432中,單粒化LED晶粒。可藉由一雷射、一劃線器或一鋸子沿著晶粒之間的單粒化切道使LED晶粒分離。單粒化之後,接合金屬層變為用於LED晶粒之n型接合墊102及p型接合墊104。每一LED之接合墊102及104可覆蓋面向基座之LED晶粒表面的至少85%。
在本發明之一些實施例中,可修改方法400以形成結構300。在此等實施例中,程序414之後係替代程序420。
在可選程序420中,如圖3中所示,一第二介電層314沈積於晶圓上。介電層314可為SiNx。可選程序420之後係可選程序422。
在可選程序422中,圖案化介電層314以提供至程序414中形成之n型接觸件108、n型邊緣接觸件109及導電反射層214的接達。為了接達至導電反射層214,用於p型接觸件110(圖1)之洞形成於待形成p型接合墊104之導電反射層210上之介電層212中。藉由蝕刻圖案化介電層212。可選程序422之後係可選程序424。
在可選程序424中,另一接觸金屬層(舉例來說互連)形成於晶圓上以接續n型接觸件108、n型邊緣接觸件109及p型接觸件110。接著圖案化接觸金屬層以使n型接觸件及p型接觸件電性絕緣。接觸金屬層可為Ti/Au或Al。可藉由剝離程序形成接觸金屬層。可選程序424之後係上文描述之程序426且該可選程序424導致圖3中所示之結構300。
對於關於程序410、412、414、420、422及424之更多資訊,請參考美國專利申請案第6,828,596號,該案已共同讓與且且以引用方式併入本文中。
圖9圖解說明沿著本發明之一些實施例中之線A’A”(圖1)得到的橫截面中LED晶粒100的一結構900。結構900包含一半絕緣層902及半絕緣層上之LED層。LED層包含半絕緣層上之n型層904、n型層上之一發光層906及發光層上之一p型層908。雖然半絕緣層902延伸至晶粒邊緣,但n型層904並不延伸至晶粒邊緣。一導電反射層910形成於p型層908上。一介電層912形成於導電反射層910、曝露之LED層及曝露之半絕緣層904上。P型接合墊104形成於介電層912上。稍後將參考圖10中之流程圖詳細地描述用於形成LED結構900的程序。
半絕緣層902之存在容許n型層904自晶粒邊緣往回凹陷且接著沿著晶粒邊緣與介電層912電性絕緣。換言之,介電層912在緊鄰n型層904之部分處形成電性絕緣區域916(僅一者繪示於橫截面中)且在此情況下p型接合墊104將延伸至晶粒邊緣。電性絕緣區域916防止p型接合墊104接觸n型層904及在單粒化期間產生p-n短路。
圖10係用於形成具有本發明之一些實施例中之結構900的LED晶粒100的一方法1000的一流程圖。方法1000包含程序1002至程序1014及程序1026至程序1032。
在程序1002中,半絕緣層902形成於一生長晶圓上,且LED層形成於半絕緣層上。參考圖11,半絕緣層902係磊晶地生長於藍寶石生長基板上(未繪示)。在III族氮化物發光裝置中之半絕緣層902可為GaN,且可為p型、n型、共摻雜型或未摻雜型。對於4微米厚的磊晶層,可用分別為約8E13 cm-2及400keV之劑量及能量藉由離子植入形成半絕緣層902。植入種類可為He、Zn、Al或Mg。
可藉由離子植入或在磊晶生長期間用深能階雜質(諸如Fe、C、Co、Mn、Cr、V、Ni)及/或其他過渡金屬摻雜物摻雜半絕緣層902。可組合淺能階摻雜物(諸如小於約1×1017cm-3之濃度下的Si、Ge、O、Mg或Zn)使用一深能階摻雜物。深能階雜質可具有大於約1×1017cm-3之一濃度。
N型層904係磊晶地生長於半絕緣層902上。N型層904表示不同成分及摻雜物濃度的多重層,該多重層包含(例如)準備層(諸如緩衝層或成核層,其等可為n型或並非刻意摻雜)、經設計用於促進稍後釋放生長基板或基板移除以後使半導體結構變薄的釋放層、及經設計用於發光層所期望之特定光學或電性性質以有效發射光的n型裝置層。一III族氮化物發光裝置中之n型裝置層可為GaN。
發光層906係磊晶地生長於n型層904上。可藉由由障壁層分離之多重薄量子井發光層表示發光層906。在經組態以發射可見光(特定而言近紫外光至綠光)之III族氮化物發光裝置中,發光層可為InGaN。
P型層908係磊晶地生長於發光層906上。P型層908表示包含p型裝置層的不同成分、厚度及摻雜物濃度之多重層。III族氮化物發光裝置中之p型裝置層可為GaN。程序1002之後係程序1004。
在程序1004中,如圖11中所示,導電反射層910形成於LED層上。導電反射層910表示包含一歐姆接觸層、一反射層及一防護金屬層的多重層。歐姆接觸層可為Ni、Ag或Pd,反射層可為Ag,且防護金屬層可為包含TiW/TiW:N/TiW的多重層。可藉由剝離程序圖案化導電反射層910。程序1004之後係程序1006。
在程序1006中,在晶圓上沿著LED晶粒之間的單粒化切道蝕刻溝道1202(僅一者繪示於橫截面中)以界定如圖12中所示之台式結構。溝道1202部分到達n型層904中以使沿著晶粒邊緣之n型層曝露,所以該n型層可與n型接觸層邊緣接觸。雖然未繪示,但與形成溝道1202相同之時間下亦形成至n型層904之通孔。可藉由蝕刻形成溝道1202及通孔。程序1006之後係程序1008。
在程序1008中,沿著其下p型接合墊104將延伸至如圖13中所示晶粒邊緣的晶粒邊緣第二次蝕刻溝道1202而使其等深至半絕緣層902。現在自晶粒邊緣往回蝕刻n型層904。程序1008之後係程序1010。
在程序1010中,如圖14中所示,介電層912沈積於晶圓上。介電層912覆蓋n型層904的曝露之垂直邊緣部分且形成電性絕緣區域916。介電層912可為SiNx。程序1010之後係程序1012。
在程序1012中,圖案化介電層912以提供n型層904及導電反射層910至p型層908之接達。移除沿著待製成邊緣接觸件之晶粒邊緣的介電層912的部分以使n型層904曝露。移除通孔底部上之介電層912的部分以使n型層904曝露。用於p型接觸件110(圖1)之洞形成於待形成p型接合墊104之導電反射層910上的介電層912中。可藉由蝕刻圖案化介電層912。程序1012之後係程序1014。
在程序1014中,一接觸金屬層(舉例來說互連)沈積於裝置晶圓上以形成填充通孔之n型接觸件108、晶粒邊緣周圍的n型邊緣接觸件109及p型接觸件110(如圖1中所示)。圖案化接觸金屬層以使n型接觸件及p型接觸件電性絕緣。接觸金屬層可為Ti/Au或Al。可藉由剝離程序形成接觸金屬層。程序1014之後係程序1026。
在程序1026中,接合金屬層形成於圖9中所示之裝置晶圓上。N型及p型接合金屬層係電性耦合至程序1014中形成之各自n型接觸件及p型接觸件。N型及p型接合金屬層在LED晶粒之間的單粒化切道上延伸。在稍後描述之程序1032中的單粒化之後,接合金屬層變為如圖1中所示之每一LED晶粒的n型接合墊102及p型接合墊104。接合金屬層可為Au、Cu、Al、Ni或此等層之一組合。可電化學(舉例來說電鍍)或藉由其他物理沈積方法(舉例來說蒸鍍或濺鍍)形成接合金屬層。程序1026之後係程序1028。
對於關於程序1010、1012、1014及1026之更多資訊,請參考在2006年12月15日申請,名為「LED Assembly Having Maximum Metal Support for Laser Lift-off of Growth Substrate」之美國專利申請案第11/611,775號,該案已共同讓與且以引用方式併入本文中。
在程序1028中,將裝置晶圓上之LED晶粒翻轉、對準及接合至LED基座晶圓上的LED基座。可藉由超音波或熱超音波接合將LED晶粒接合至LED基座。LED基座為LED晶粒提供機械支撐、電分配及散熱。程序1028之後係程序1030。
在程序1030中,移除生長基板。可藉由雷射剝離移除生長基板。程序1030之後係程序1032。
在程序1032中,單粒化LED晶粒。可藉由一雷射、一劃線器或一鋸子沿著晶粒之間的單粒化切道使LED晶粒分離。單粒化之後,接合金屬層變為用於LED晶粒之n型接合墊102及p型接合墊104。每一LED之接合墊102及104可覆蓋面向基座之LED晶粒表面的至少85%。
所揭示之實施例之特徵的多種其他調適及組合係在本發明之範疇內。雖然已描述具有一藍寶石生長基板之基於GaN的LED,但使用其他基板(諸如SiC(用於形成一InAlGaN LED)及GaAs(用於形成一AlInGaP LED))之其他類型的LED可受益於本發明。雖然在一特定方位上配置n型層、發光層及p型層,但在其他實施例中可倒轉順序。眾多實施例涵蓋於以下請求項中。
100...LED晶粒
102...n型接合墊
104...p型接合墊
106...間隙
108...n型接觸件
109...n型邊緣接觸件
110...p型接觸件
200...結構/LED結構
202...電性絕緣區域
204...n型層
206...發光層
208...p型層
210...導電反射層
212...介電層
300...結構
312...n型接觸層
314...第二介電層
602...溝道
900...結構
902...半絕緣層
904...n型層
906...發光層
908...p型層
910...導電反射層
912...介電層
914...P型墊金屬
916...電性絕緣區域
1202...溝道
圖1圖解說明為LED晶粒之一晶圓之部分的一LED晶粒的平面圖;
圖2圖解說明圖1之LED晶粒的橫截面,其中一第一結構具有一介電層;
圖3圖解說明圖1之LED晶粒的橫截面,其中一第二結構具有兩個介電層;
圖4係形成具有圖2或圖3之結構的圖1之LED的一方法的流程圖;
圖5至圖8圖解說明形成具有圖2或圖3之結構的圖1之LED晶粒的程序;
圖9圖解說明圖1之LED晶粒的一橫截面,其中一第三結構具有一半絕緣磊晶層;
圖10係形成具有圖9之結構的圖1之LED的一方法的流程圖;
圖11至圖14圖解說明形成具有圖9之結構的圖1之LED晶粒的程序,所有該等程序係根據本發明之實施例安排。
100...LED晶粒
102...n型接合墊
104...p型接合墊
106...間隙
108...n型接觸件
109...n型邊緣接觸件
110...p型接觸件

Claims (16)

  1. 一種用於製造一發光二極體(LED)結構的方法,該方法包括:藉由在一生長(growth)晶圓上磊晶地生長一第一導電類型層、在該第一導電類型層上之一發光層及在該發光層上之一第二導電類型層而形成LED層;沿著晶粒邊緣形成溝道,以使該等晶粒邊緣處之該第一導電類型層曝露,該等溝道至少部分到達該第一導電類型層中,該等溝道形成LED晶粒之台式(mesa)結構;藉由在該等晶粒邊緣處形成電性絕緣區域,而使該等晶粒邊緣處的曝露之該第一導電類型層的區域電性絕緣;及在該等LED晶粒上形成第一導電類型及第二導電類型接合墊(bond layer)層,該等第一導電類型及第二導電類型接合墊層在該等單粒化切道(singulation streets)上延伸,該等第一導電類型及第二導電類型接合墊層分別電性耦合於該等第一導電類型及第二導電類型層。
  2. 如請求項1之方法,其中使該等晶粒邊緣處的該曝露之第一導電類型層的該等區域電性絕緣包括:將離子植入該等晶粒邊緣處之該曝露之第一導電類型層的該等區域中以形成該等電性絕緣區域。
  3. 如請求項1之方法,該方法進一步包括:在形成該等LED層之前在該生長基板上磊晶地生長一半絕緣層,其中: 該等LED層係形成於該半絕緣層上;沿著該等晶粒邊緣形成溝道以使該等晶粒邊緣處之該第一導電類型層曝露包括:執行至少部分深至該第一導電類型層中之該等LED層的一第一蝕刻及執行深至該半絕緣磊晶層之該等LED層的一第二蝕刻;及使該等晶粒邊緣處的該曝露之第一導電類型層之該等區域電性絕緣包括:在該等LED層上形成一介電層,其中該等電性絕緣區域包括該等晶粒邊緣處的該經曝露之第一導電類型層之該等區域上的該介電層。
  4. 如請求項1之方法,該方法進一步包括:將該等LED晶粒安裝至一基座晶圓上之基座;將該生長晶圓自LED晶粒移除;及沿著該等單粒化切道單粒化該等LED晶粒,其中在單粒化期間該第一導電類型接合墊層及該第二導電類型接合墊層係分別劃分成該等LED晶粒之第一導電類型接合墊及第二導電類型接合墊,該等第一導電類型接合墊及該等第二導電類型接合墊係分別電性耦合至該第一導電類型層及該第二導電類型層。
  5. 如請求項4之方法,其中在單粒化期間不與該第一導電類型層接觸下將該等第二導電類型接合墊之一或多個部分變形成該等電性絕緣區域。
  6. 如請求項4之方法,其中藉由間隙及一下伏介電層使該第一導電類型接合墊及該等第二導電類型接合墊電性絕緣,且每一LED晶粒之該第一導電類型接合墊及該等第 二導電類型接合墊覆蓋面向一基座之該LED晶粒之一表面的至少85%。
  7. 如請求項4之方法,該方法進一步包括:在該等LED層上形成一第一介電層,其中該第一導電類型接合墊層及該第二導電類型接合墊層係形成於該介電層上。
  8. 如請求項4之方法,該方法進一步包括:在該等LED層上形成一第一介電層;在該第一介電層上形成互連,該等互連係電性耦合至該第一導電類型層及該第二導電類型層;及在該第一介電層及該等互連上形成一第二介電層,其中藉由該等互連將該第一導電類型接合層及該第二導電類型接合層電性耦合至該第一導電類型層及該第二導電類型層。
  9. 一種發光二極體(LED)晶粒,其包括:LED層,其等包括一第一導電類型層、該第一導電類型層上之一發光層及該發光層上之一第二導電類型層;一或多個電性絕緣區域,與該第一導電類型層橫向相鄰(laterally adjacent)且沿著一或多個晶粒邊緣;一第一導電類型接合墊電性耦合於該第一導電類型層,該第一導電類型接合墊延伸至該等晶粒邊緣;及一或多個第二導電類型接合墊電性耦合於該第二導電類型層,該等第二導電類型接合墊延伸至該等晶粒邊緣,並在該電性絕緣區域區域之上(over)。
  10. 如請求項9之LED晶粒,其中該等電性絕緣區域包括該第一導電類型層之離子植入區域。
  11. 如請求項9之LED晶粒,其中該等電性絕緣區域包括一電阻性生長之磊晶層。
  12. 如請求項9之LED晶粒,其進一步包括:一半絕緣層,其中該等LED層係形成於該半絕緣層上;該等晶粒邊緣處曝露之該第一導電類型層的區域,該等區域深至該半絕緣磊晶層;及該等LED層上之一介電層,其中該等電性絕緣區域包括暴露於該等晶粒邊緣處的該第一導電類型層之該等區域上的該介電層。
  13. 如請求項9之LED晶粒,其中該等第二導電類型接合墊變形成該等電性絕緣區域,該等電性絕緣區域防止該第二導電類型接合墊與該第一導電類型層接觸。
  14. 如請求項9之LED晶粒,其中藉由間隙及一下伏介電層使該第一導電類型接合墊及該等第二導電類型接合墊電性絕緣,且該第一導電類型接合墊及該等第二導電類型接合墊覆蓋面向一基座之該LED晶粒之一表面的至少85%。
  15. 如請求項9之LED晶粒,其進一步包括:在該等LED層上之一介電層,其中該第一導電類型接合墊層及該第二導電類型接合墊層係形成於該介電層上。
  16. 如請求項9之LED晶粒,其中該LED結構進一步包括:該等LED層上之一第一介電層;該第一介電層上之互連,該等互連係電性耦合至該第一導電類型層及該第二導電類型層;及該第一介電層及該等互連上之一第二介電層,其中藉由該等互連將該第一導電類型接合層及該第二導電類型接合層電性耦合至該第一導電類型層及該第二導電類型層。
TW099114093A 2009-05-06 2010-05-03 接觸墊經電性絕緣延伸至晶粒邊緣 TWI523257B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/436,442 US7977132B2 (en) 2009-05-06 2009-05-06 Extension of contact pads to the die edge via electrical isolation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201104916A TW201104916A (en) 2011-02-01
TWI523257B true TWI523257B (zh) 2016-02-21

Family

ID=42465400

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW099114093A TWI523257B (zh) 2009-05-06 2010-05-03 接觸墊經電性絕緣延伸至晶粒邊緣

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7977132B2 (zh)
EP (1) EP2427923B1 (zh)
JP (1) JP5616960B2 (zh)
KR (1) KR101705389B1 (zh)
CN (1) CN102422447B (zh)
RU (1) RU2523777C2 (zh)
TW (1) TWI523257B (zh)
WO (1) WO2010128415A1 (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8471282B2 (en) * 2010-06-07 2013-06-25 Koninklijke Philips Electronics N.V. Passivation for a semiconductor light emitting device
EP3361517B1 (en) * 2011-09-16 2021-06-23 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode
US9847372B2 (en) * 2011-12-01 2017-12-19 Micron Technology, Inc. Solid state transducer devices with separately controlled regions, and associated systems and methods
KR102222861B1 (ko) * 2013-07-18 2021-03-04 루미리즈 홀딩 비.브이. 고반사성 플립칩 led 다이
EP3072166B1 (en) 2013-11-19 2021-03-24 Lumileds LLC A solid state light emitting device and its method of manufacturing
US11024611B1 (en) * 2017-06-09 2021-06-01 Goertek, Inc. Micro-LED array transfer method, manufacturing method and display device

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59155981A (ja) * 1983-02-25 1984-09-05 Nec Corp 埋め込み型半導体レーザ素子の製造方法
JPH0396928A (ja) * 1989-09-11 1991-04-22 Hitachi Ltd 半導体光増幅装置
JPH08330623A (ja) * 1995-05-29 1996-12-13 Oki Electric Ind Co Ltd 発光ダイオードアレイおよびその製造方法
JPH10294493A (ja) * 1997-02-21 1998-11-04 Toshiba Corp 半導体発光デバイス
US6281524B1 (en) * 1997-02-21 2001-08-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light-emitting device
JPH11330548A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Showa Denko Kk Iii−v族窒化物半導体発光素子及びその製造方法
JP3531475B2 (ja) * 1998-05-22 2004-05-31 日亜化学工業株式会社 フリップチップ型光半導体素子
JP4411695B2 (ja) * 1999-07-28 2010-02-10 日亜化学工業株式会社 窒化物半導体発光素子
JP2001196631A (ja) * 1999-10-29 2001-07-19 Nichia Chem Ind Ltd 窒化ガリウム系化合物半導体素子とその製造方法
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
US6958498B2 (en) * 2002-09-27 2005-10-25 Emcore Corporation Optimized contact design for flip-chip LED
RU2231171C1 (ru) * 2003-04-30 2004-06-20 Закрытое акционерное общество "Инновационная фирма "ТЕТИС" Светоизлучающий диод
KR100568269B1 (ko) * 2003-06-23 2006-04-05 삼성전기주식회사 플립-칩 본딩용 질화갈륨계 발광 다이오드 및 그 제조방법
JP4330476B2 (ja) * 2004-03-29 2009-09-16 スタンレー電気株式会社 半導体発光素子
JP4121536B2 (ja) * 2004-09-27 2008-07-23 松下電器産業株式会社 半導体発光素子、その製造方法及びその実装方法、並びに発光装置
US7736945B2 (en) * 2005-06-09 2010-06-15 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED assembly having maximum metal support for laser lift-off of growth substrate
JP5016808B2 (ja) 2005-11-08 2012-09-05 ローム株式会社 窒化物半導体発光素子及び窒化物半導体発光素子製造方法
EP1966833A1 (en) 2005-12-19 2008-09-10 Showa Denko K.K. Flip-chip type semiconductor light-emitting device, method for manufacturing flip-chip type semiconductor light-emitting device, printed circuit board for flip-chip type semiconductor light-emitting device, mounting structure for flip-chip type semiconductor light-emitting device-and light-emitting diode lamp
JP2007329464A (ja) * 2006-05-09 2007-12-20 Mitsubishi Chemicals Corp 半導体発光素子
KR20090119862A (ko) * 2007-01-22 2009-11-20 크리 엘이디 라이팅 솔루션즈, 인크. 고장 내성 발광기, 고장 내성 발광기를 포함하는 시스템 및 고장 내성 발광기를 제조하는 방법
CN102779918B (zh) 2007-02-01 2015-09-02 日亚化学工业株式会社 半导体发光元件
DE102007019775A1 (de) 2007-04-26 2008-10-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement
DE102007046743A1 (de) 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Bauelement sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
EP2427923A1 (en) 2012-03-14
JP5616960B2 (ja) 2014-10-29
RU2523777C2 (ru) 2014-07-20
WO2010128415A1 (en) 2010-11-11
RU2011149475A (ru) 2013-06-20
KR20120017443A (ko) 2012-02-28
US20100283080A1 (en) 2010-11-11
EP2427923B1 (en) 2019-06-12
TW201104916A (en) 2011-02-01
US7977132B2 (en) 2011-07-12
JP2012526378A (ja) 2012-10-25
KR101705389B1 (ko) 2017-02-22
CN102422447A (zh) 2012-04-18
CN102422447B (zh) 2018-08-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240266476A1 (en) Light-emitting element
TWI528577B (zh) 用於半導體發光裝置的接點
US20110018013A1 (en) Thin-film flip-chip series connected leds
JP5887069B2 (ja) 電流閉じ込め構造および粗面処理を有するled
KR20120107874A (ko) 발광 다이오드 패키지 및 그의 제조 방법
JP2005217406A (ja) 電流拡散層を含む半導体発光装置
TW201511330A (zh) 分離形成於基板晶圓上之發光裝置之方法
KR20130120615A (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지
TWI523257B (zh) 接觸墊經電性絕緣延伸至晶粒邊緣
JP6470677B2 (ja) 封止された半導体発光デバイス
TW201539800A (zh) 波長轉換的半導體發光裝置
KR100774196B1 (ko) 수직형 발광 소자 제조방법
KR102145891B1 (ko) 발광 장치를 위한 측면 상호접속부
KR100710394B1 (ko) 수직형 발광 소자의 제조방법
TWI630648B (zh) 分離半導體裝置之晶圓的方法
KR102350784B1 (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템