TWI538265B - 發光元件及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光元件及其製造方法
本發明關於一種發光元件及其製造方法，特別是關於一種可透過應用基底剝離製程(substrate lift-off process)而製造的發光元件及其製造方法。
發光二極體指具有半導體之p-n接面並透過電子-孔洞再結合(recombination)而發光之半導體元件。此類發光二極體使用在廣泛的應用中，例如顯示裝置(display devices)、背光(backlights)等等。此外，相較於現存的電燈炮或日光燈，發光二極體具有較低的功率消耗及較長之壽命的優點，故作為電燈泡及日光燈的替代品，發光二極體之應用，已發展至一般的照明裝置。
近年來，已製造出直接連接至交流電源而能持續發光之交流發光二極體(AC light emitting diode)。使用直接連接至高壓交流電源的交流發光二極體的一例揭露於Sakai等人所發表的PCT公開第W/O 004/023568(A1)號，其標題為”具有發光單元之發光元件”。
依據PCT公開第W/O專利合作條約第2004/023568(A1)字號，發光二極體單元元件二維地在絕緣基底如藍寶石基底上串聯而形成發光二極體陣列。此類發光二極體陣列彼此互相連接，藉此提供可以在高電壓下運作的發光二極體陣列。此外，此類發光二極體陣列為在藍寶石基底上以互相反向並聯的方式相接。藉此提供可以交流電源供應器運作之單一晶片發光元件。
由於交流發光二極體(AC-LED)包含在基底上之發光單元，例如，在藍寶石基底上，具有發光單元結構限制及光萃取效率提升的限制。為了解決此些問題，一種透過基底剝離製程製造交流發光二極體的方法在韓國專利第10-0599012字號，標題為“利用熱導基底之發光二極體及其製造方法”中揭露。
圖1~圖4為繪示製造發光元件之傳統方法的剖面圖。
參照圖1，半導體層包含形成在犠牲基底21上形成的緩衝層23、N型半導體層25、主動層27及P型半導體層29。此外，在半導體層上形成第一金屬層31，而第二金屬層53形成在與犠牲基底21區隔的基底51上。第一金屬層31可包含反射金屬層。第二金屬層53黏合至第一金屬層31，使得基底51黏合至半導體層的上部部分。
參照圖2，在黏合基底51後，使用雷射剝離製程(laser lift-off process)移除犠牲基底21。此外，在移除犠牲基底21後，移除殘留的緩衝層23，並暴露N型半導體層25的表面。
參照圖3，N型半導體層25、主動層27、P型半導體層 29及金屬層31、金屬層53經受使用微影(photolithography)與蝕刻技術以形成各自分隔的金屬樣板40與位在金屬樣板40上的發光單元30。每一個發光單元30包含經圖案成形的P型半導體層29a、主動層27a、及N型半導體層25a。
參照4所示，形成金屬線57以將發光單元30的上表面電性連接至與其相鄰的金屬樣板40。金屬線57將發光單元30彼此互相連接以形成發光單元之串聯陣列。為將金屬導線57連接至發光單元，可在N型半導體層25a上形成電極墊55，電極墊55也可在金屬樣板40上形成。可形成兩個以上之串聯陣列，並互相以反向並聯方式連接，藉此提供能以交流電源驅動之發光二極體。
如此，傳統方法可透過適當選擇基底51可改善發光元件的散熱，並可透過N型半導體層25a的表面處理提高光萃取效率。此外，由於第一金屬層31包含反射光線用之反射金屬層，將發光單元30之光線導向基底51，藉此更改善了照明效率。
然而，這樣的傳統方法可能在進行N型半導體層25、主動層27、P型半導體層29及金屬層31、金屬層53的圖案成形期間，因金屬蝕刻副產物黏著至發光單元30的側壁上而造成N型半導體層25a及P型半導體層29a之短路。此外，在蝕刻N型半導體層25、主動層27、P型半導體層29時，第一金屬層31a暴露且可能被電漿破壞。當第一金屬層31a包含如銀或鋁之反射金屬層，這樣的蝕刻破壞更加嚴重。由電漿造成對金屬層31a表面的破壞使得導線57之間或電極墊與金屬層之間接觸不良，因此造成元件 故障。
在傳統方法中，第一金屬層31可包含反射金屬層而因此反射由發光單元30被導引向基底的光。然而，在發光單元30之間的空間中的反射金屬層經常因蝕刻或氧化而受損，因而破壞其反射率。此外，由於基底51在金屬樣板40之間區域上暴露，光可被基底51吸收，因而造成光的損失。
再者，由於導線57連接至N型半導體層25a之上表面(即發光表面)，故由主動層27a產生的光可被導線57及/或在發光表面的電極墊55所吸收，因而造成光的損失。
本發明之示範性實施例提供一種在高電壓下運作的發光元件，其能避免因金屬蝕刻副產物而造成在發光單元中的短路，及此發光元件的製造方法。
進一步的本發明之示範性實施例提供一種發光元件，其能降低在發光單元之間的空間中，導引向基底的光之折損，及此發光元件的製造方法。
進一步的本發明之示範性實施例提供一種發光元件，其能降低由發光表面射出的光之折損，以改善整體照明效率，及此發光元件的製造方法。
進一步的本發明之示範性實施例提供一種發光元件，其能協助電流在發光單元中散佈，及此發光元件的製造方法。
以下提出本發明的附加特徵將在以下說明中提出，部分可從說明中顯而易知，或者可從實行本發明中瞭解。
本發明的一示範性實施例揭露一種發光元件。此發光元件包含：基底、第一發光單元及第二發光單元與連接層。每一個第一發光單元及第二發光單元包含第一導電型上半導體層、主動層、第二導電型下半導體層及透過第二導電型下半導體層及主動層形成的孔洞，以暴露第一導電型上半導體層。連接層位在第一發光單元及第二發光單元與基底之間，並將第一發光單元與第二發光單元彼此電性連接。孔洞可分別位在第一發光單元及第二發光單元的中央區域，而連接層可將第一發光單元的第二導電型下半導體層電性連接至暴露在第二發光單元的孔洞中的第一導電型上半導體層。
由於連接層位在基底及發光單元之間，其可避免由連接層所造成的光損失。此外，由於孔洞位在發光單元的中央區域上，連接層可連接至第一導電型上半導體層的中央區域上，藉此使電流能散佈至發光單元的廣域。
此外，每一個第一發光單元及第二發光單元可包含暴露第一導電型上半導體的單一孔洞，但並不限於此。或者，每一個第一發光單元及第二發光單元可包含多個孔洞。
此發光元件可更包含將發光單元相互隔離開的隔離溝，及介於隔離溝與連接層之間的絕緣層。在蝕刻半導體層以形成隔離溝時，絕緣層防止連接層被暴露，使得連接層可防止蝕刻造成 的損壞。
絕緣層可包含分佈布拉格反射器(distributed Bragg reflector,DBR)，因此，能夠反射由發光單元之間的區域導引向基底的光線，藉此進一步提升照明效率。
隔離溝可透過第一導電型上半導體層、主動層及第二導電型下半導體層而形成。意即，隔離溝可藉由蝕刻半導體層，包含第一導電型上半導體層、主動層及第二導電型下半導體層而形成，藉此簡化形成發光單元之製程。
此發光元件可更包含覆蓋在孔洞側壁的絕緣層。絕緣層避免連接層造成第一導電型上半導體層與第二導電型下半導體層的短路。此外，絕緣層可包含分佈布拉格反射器。
因此，可避免在發光單元中產生的光被孔洞中的連接層吸收而損失。
在一些實施例中，此發光元件可更包含歐姆接觸層，其接觸每一個發光單元的第二導電型下半導體層。在此，當連接層被連接至第一發光單元的歐姆接觸層時，連接層與第二發光單元的歐姆接觸層絕緣。在一些實施例中，絕緣層可介在第二發光單元的歐姆接觸層與連接層之間，使得連接層可透過絕緣層而與歐姆接觸層絕緣。
此外，分佈布拉格反射器可介在歐姆接觸層及第二導電型下半導體層之間。在此，分佈布拉格反射器可包含通孔，透過通孔，歐姆接觸層可連接至第二導電型下半導體層。
隔離層可介在連接層及基底之間。隔離絕緣層防止因將黏合的金屬與連接層隔離所引起的短路。
本發明的另一示範性實施例揭露一種另一本揭露之實施範例論及發光元件。此，發光元件包含：基底、第一發光單元、第一連接層及第二連接層。第一發光單元包含第一導電型上半導體層、主動層、第二導電型下半導體層、以及透過第二導電型下半導體層與主動層而形成成的孔洞以及曝暴露第一導電型上半導體層的孔洞的主動層。，第一連接層電路上透過孔洞電性連接至到第一導電型上半導體層，而第二連接層電性連接至第二導電型下半導體層。孔洞可位在發光單元的中央區域上，而第一連接層可與第二導電型下半導體層電性絕緣。如此，第一連接層及第二連接層為配置在發光單元及基底之間以避免光損耗，而第二連接層連接至發光單元的中央區域以協助電流在發光單元中散佈。
第一發光單元可包含多個暴露第一導電型上半導體層的孔洞。
絕緣層可在孔洞的側壁上形成。絕緣層避免第二連接層引起第一導電型上半導體層及第二導電型下半導體層的短路。隔離層可包含分佈布拉格反射器，藉此避免在第一發光單元中所產生的光自第二連接層損失。
在一些實施例中，發光單元可更包含歐姆接觸層，其接觸第二導電型下半導體層。第二連接層可連接至歐姆接觸層。此外，歐姆接觸層可包含反射金屬層，以在第一發光單元中產生的 光導向基底時，將在第一發光單元所產生的光往上反射。
此外，絕緣層可介在第一連接層及歐姆接觸層之間。因此，第一連接層可透過絕緣層而與歐姆接觸層絕緣。絕緣層可包含分佈布拉格反射器。
此發光元件可更包含第二發光單元，此第二發光單元包含第一導電型上半導體層、主動層及第二導電型下半導體層，且第二連接層可電性連接至第二發光單元的第一導電型上半導體層。
在一些實施例中，第二發光單元可包含透過第二導電型下半導體層及主動層所形成以暴露第一導電型上半導體層之孔洞，且第二連接層可透過孔洞電性連接至第二發光單元的第一導電型上半導體層。
第一發光單元及第二發光單元可藉隔離溝互相隔離，且絕緣層可介在隔離溝及第二連接層之間。絕緣層可包含分佈布拉格反射器。
如此，本發明的示範性實施例提供高電壓下操運作之發光元件，其可藉由避免金屬蝕刻副產物的產生而避免在發光單元中之短路。此外，此發光元件使用包含分佈布拉格反射器之絕緣層以將光導引至基底，藉此提高照明效率。
此外，連接層接在發光單元被埋在發光元件之中，因此避免自表面的發射光自連接層損失。此外，發光單元在其中的中央區域以孔洞形成，透過其連接層連接至第一導電型上半導體層 以協助在發光單元中的電流散佈。
應理解前述一般說明及以下的詳細說明為示範性及解釋性的，意為如所聲明之權力範圍提供進一步解釋。
21、121‧‧‧犠牲基底
23‧‧‧緩衝層
25、25a、125‧‧‧半導體層
27、27a、127‧‧‧主動層
29、29a、129‧‧‧半導體層
30‧‧‧發光單元
31、31a、53、53a‧‧‧金屬層
40‧‧‧金屬樣板
51、151‧‧‧基底
55‧‧‧電極墊
130‧‧‧半導體堆疊
130a‧‧‧孔洞
131‧‧‧歐姆接觸層
133‧‧‧絕緣層
135‧‧‧連接層
137‧‧‧隔離絕緣層
139‧‧‧黏著層
141‧‧‧黏合金屬層
161‧‧‧隔離溝
R‧‧‧表面
S1、S2‧‧‧發光單元
包含所附圖式以提供對本發明的進一步理解，其併入並構成本說明書的一部分，繪示本發明之實施例、且與說明書一併用以解釋本發明的原理。
圖1~圖4為繪示製造發光元件的傳統方法的剖面圖。
圖5為根據本發明之一實施例的發光元件的平面示意圖。
圖6為沿著圖5中之A-A線所繪示的剖面圖。
圖7~圖12為根據本發明之一實施例繪示的製造發光元件之方法。
圖13為根據本發明之另一實施例的發光元件的剖面圖。
以下參照所附圖式對本發明進行更完整之說明，其中示出本發明之示範性實施例。然而，本發明可實施在不同形式中，而不應被理解為限制於在此提出之示範性實施例。而是提供這些示範性實施例使本揭露內容完整並能完全將本發明之範疇傳達給所屬技術領域中具有通常知識者。在圖式中，為使圖式清楚，可誇大各層及各區域之尺寸及相對尺寸。在圖式中類似標號代表類似元件。
應理解當述及一元件如層、薄膜、區域或基底為"在另一元件之上"時，其可直接在另一元件上，或者其間亦可存在其他元件。相對而言，當一元件被指為"直接在另一元件之上"時，兩者之間無其他元件。
圖5為根據本發明之一實施例的發光元件的平面示意圖，而圖6為圖5中沿著線A-A的剖面圖。
參照圖5及圖6，此發光元件包含基底151、第一發光單元S1及第二發光單元S2、隔離溝161及連接層135。此外，發光元件可包含孔洞130a、歐姆接觸層131，絕緣層133、隔離絕緣層137，黏著層139及黏合金屬層141。在一些實施例中，發光元件可更包含保護絕緣層。
基底151是由成長基底中區分出來以成長化合物半導體，且為附加至已長成之化合物半導體的基底。基底151可為藍寶石基底，但不限於此。或者，基底151可為不同類的絕緣或導電性基底。尤其，當使用藍寶石基底作為半導體生長基底時，較佳為以藍寶石基底的基底151，並與成長基底具有相同熱膨脹係數。
藉由隔離溝161，發光單元S1與發光單元S2互相絕緣。每一個發光單元S1與發光單元S2包含半導體堆疊130，其包含第一導電型上半導體層125、主動層127及第二導電型下半導體層129。主動層127介在第一導電型上半導體層125及第二導電型下半導體層129間。每一個發光單元S1與發光單元S2包含透過第 二導電型下半導體層129與主動層127而形成以暴露第一導電型上半導體層125的主動層127的孔洞130a。孔洞130a分別位在發光單元S1與發光單元S2的中央區域。每一個發光單元S1與發光單元S2可包含單一孔洞130a，但不限於此。或者，每一個發光單元S1與發光單元S2可包含多個孔洞130a。
主動層127及上下半導體層125、129可由以第三族金屬氮化物(III-N based)類的化合物半導體形成，例如氮化鋁、氮化鎵、氮化銦半導體等。每一個上半導體層125與下半導體層129可為單層或多層。在一些實施例中，上半導體層125及/或下半導體層129可包含接觸層及覆蓋層。在其他實施例中，上半導體層125及/或下半導體層129可更包含超晶格層(super lattice layer)。主動層127可具有單一或多重量子井結構。在一些實施例中，第一導電型為N型，而第二導電型為P型。因為上半導體層125可由具有相對低電阻值的N型半導體層組成，其可能形成相對厚之上半導體層125。據此，粗化的表面R可容易地形成在上半導體層125的上表面上，藉此提高了在主動層127中產生的光的萃取效率。
透過第一導電型上半導體層125、主動層127及第二導電型下半導體層129形成隔離溝161，使得隔離溝161之內壁可由半導體堆疊130形成。由於所有的隔離溝161可形成同樣的深度，製造隔離溝161的蝕刻製程可穩定進行。
連接層135位在發光單元S1與發光單元S2與基底151 之間以將發光單元S1與發光單元S2彼此電性連接。兩個連接層135連接至發光單元S1或發光單元S2，且分別電性連接至發光單元S1與發光單元S2的第一導電型上半導體層125及第二導電型下半導體層129。此外，每一個連接層135將相鄰之發光單元彼此電性連接。例如，連接層135將第一發光單元S1的第二導電型下半導體層129電性連接至第二發光單元S2的第一導電型下半導體層125。在此，連接層135可電性連接至暴露在第二發光單元之孔洞130a中的第一導電型上半導體層。
如此而言，多個發光單元可透過連接層135彼此串聯以形成發光單元之串聯陣列，藉此提供能在高電壓下運作之發光元件。此外，可提供多個串聯陣列並以反向並聯的方式互相連接，藉此提供能以交流電源運作之交流發光元件。
歐姆接觸層131可接觸第二導電型下半導體層129。歐姆接觸層131為形成在大部分的第二導電型下半導體層129上，以協助電流在發光單元S1與發光單元S2中散佈。歐姆接觸層131可包含反射金屬層，因此可反射由發光單元S1、S2導引向基底51的光。在此，電性連接至第一發光單元S1之第二導電型下半導體層129的連接層135可連接至歐姆接觸層131。當連接層135電性連接到第二發光單元S2的第一導電型上半導體層125時，連接層135與第二導電型下半導體層129與第二發光單元S2的歐姆接觸層131絕緣。
絕緣層133介在隔離溝161及連接層135之間，以避免 連接層135暴露在外。因此，儘管藉由蝕刻的方式形成隔離溝161，仍可保護連接層不被蝕刻破壞。
絕緣層133位在孔洞130a之側壁以避免連接層135引起上半導體層125與下半導體層127之短路。此外，絕緣層133介在歐姆接觸層131及連接層135之間，以將歐姆接觸層131及連接層135彼此絕緣。
在本實施例中，在孔洞130a上的絕緣層、避免蝕刻損壞的絕緣層及在歐姆接觸層131上的絕緣層可由單一絕緣層133形成並可包含分佈布拉格反射器。或者，這些絕緣層可透過不同製程形成。
黏合金屬141可介在發光單元S1、發光單元S2與基底151之間。黏合金屬141可由金屬材料例如金/錫來形成，以黏合基底151與發光單元S1及發光單元S2。此外，隔離絕緣層137可介在發光單元S1及發光單元S2與黏合金屬141之間，以將連接層與黏合金屬141電性絕緣。在一些實施例中，黏合層139例如鉻/金，可在隔離絕緣層137下形成，以提高黏合金屬141之黏著力。
第一導電型上半導體層125可包含粗化表面R(Roughened surface)。此外，保護絕緣層(未繪示)可覆蓋發光單元S1及發光單元S2以保護發光單元。保護絕緣層可填充隔離溝161。
圖7到圖12為繪示依據本發明之一實施例的製造發光元 件的方法的剖面圖。
參照圖7，在犠牲基底121上形成化合物半導體層之半導體堆疊130。犠牲基底121可為藍寶石基底，但不限於此。或者，犠牲氧化基底121可為不均勻基底。化合物半導體層可包含第一導電型半導體層125、第二導電型半導體層129及介在第一導電型半導體層125及第二導電型半導體層129間之主動層127。第一導電型半導體層125位在更靠近犠牲基底121處。每一個第一導電型半導體層125及第二導電型半導體層129可為單層或多層。此外，主動層127可具有單一或多重量子井結構。
這些化合物半導體層緩衝層23、半導體層25及主動層27可以第三族金屬氮化物類(III-N based)的化合物半導體，藉金屬有機化學氣相沈積法(Metal organic chemical vapor deposition,MOCVD)或分子束磊晶成長法(Molecular beam epitaxy,MBE)而形成在犠牲基底121上。
緩衝層(未繪示)可在形成化合物半導體層之前形成。使用緩衝層以減輕在犠牲基底121與化合物半導體層間晶體失配(lattice mismatch)，並可為氮化鎵類材料如氮化鎵或氮化鋁。
形成孔洞130a以在半導體堆疊130圖案化時暴露出第一導電型半導體層125。孔洞130a在發光單元的中央區域形成，以將連接層連接到第一導電型半導體層125。主動層127之側表面及第二導電型半導體層129暴露在孔洞130a之內壁上。
為了形成孔洞130，化合物半導體層經微影與蝕刻處理進 行圖案化，其類似台面蝕刻製程技術(mesa etching process)。然而，儘管孔洞130a在本發明之實施例中彼此分隔，通常進行台面蝕刻製程以提供網狀(mesa shape)以將發光單元的第二導電型半導體層129相互隔離。據此，可減少在區域中的孔洞130a，使絕緣層及黏合金屬層易於平坦化，使得基底151能穩定附著至半導體層。
參照圖8，歐姆接觸層131可形成在第二導電型半導體層129上。歐姆接觸層131可與第二導電型下半導體層129形成歐姆接觸。歐姆接觸層131在各個發光單元上形成，且具有暴露每一個孔洞130a之開口。歐姆接觸層131可包含反射金屬層。在一些實施例中，歐姆接觸層131可包含障壁層(barrier layer)以保護反射金屬層。
在覆蓋歐姆接觸層131的一部分時可形成絕緣層133以覆蓋孔洞130a之側壁。絕緣層133覆蓋位在發光單元間之區域的第二導電型半導體層129。覆蓋孔洞130a的側壁之絕緣層、在歐姆接觸層131上的絕緣層、及位在發光單元間的絕緣層可以相同材料及製程形成。或者，這些絕緣層可由不同製程形成。
絕緣層133可由以下材料形成，例如：二氧化矽、氮化矽、氧化鎂、氧化鉭、二氧化鈦或聚合物，並可包含分佈布拉格反射器。
參照圖9，連接層135形成在絕緣層133上。每一個連接層135將暴露在孔洞130a中的第一導電型半導體層125電性連接 至相鄰發光單元區域中的第二導電型半導體層129。電性連接至第二導電型半導體層129的連接層135可連接到歐姆接觸層131。在此，較佳為連接層135與歐姆接觸層131及第二導電型半導體129在一些區域中絕緣。為此，絕緣層133介於連接層135及歐姆接觸層131之間。
參照圖10，在其上形成有連接層135的犠牲基底121整體表面上實質地形成隔離絕緣層137。隔離絕緣層137覆蓋連接層135及絕緣層133。隔離絕緣層137可以氧化矽薄膜(silicon oxide film)、氮化矽薄膜(silicon nitride film)或類似材料形成。此外，隔離絕緣層137可為具有定期於其中形成二氧化矽(SiO2)或二氧化鈦(TiO2)之分佈布拉格反射器。在隔離絕緣層137上可形成黏著層139，且在黏著層139上可形成黏合金屬141。然後，基底151可黏合至黏合金屬141。黏合金屬141可由例如金、錫(重量比80：20wt%)而形成。基底151可具有與犠牲基底121相同的熱膨脹係數。在一些實施例中，可以藍寶石基底形成基底151，但不限於此。
參照圖11，接下來移除犠牲基底121，並暴露第一導電型半導體層125。犠牲基底121可透過雷射剝離(laser lift-off,LLO)或其他機械或化學技術移除。在此，也可以移除緩衝層以暴露出第一導電型半導體層125。
參照圖12，形成隔離溝161以將半導體堆疊分隔為發光單元S1及發光單元S2。將半導體堆疊130蝕刻直到絕緣層133 暴露而形成隔離溝161。在此，絕緣層133避免連接層135被暴露出來。隔離溝161之側壁由半導體堆疊130形成，且第一導電型半導體層125、主動層127與第二導電型半導體層129之側表面暴露在隔離溝中。在第一導電型半導體層125上使用提高光輔助化學蝕刻法(photo-enhanced chemical,PEC)或類似方法而可形成粗化表面R。
然後，保護絕緣層(未繪示)及電極墊(未繪示)形成在第一導電半導體層125上，而基底151被區分為發光元件單元，各自包含發光單元S1與發光單元S2，由此提供單一晶片發光元件。
圖13為根據本發明之另一實施例的發光元件之剖面圖。
參照圖13，根據本實施例之發光元件具有參照圖5與圖6所敘述的發光元件之相似結構。然而，在本實施例中，在形成歐姆接觸層171之前形成分佈布拉格反射器170。
分佈布拉格反射器170介在歐姆接觸層171與第二導電型下半導體層129之間。分佈布拉格反射器170可覆蓋在孔洞130a中的側壁，並介在隔離溝161及連接層175之間。
分佈布拉格反射器170可包含介在歐姆接觸層171及第二導電型下半導體層129之間的通孔170a，且歐姆接觸層171可透過通孔170a連接至第二導電型下半導體層。
絕緣層173形成在歐姆接觸層171上的一些區域，並使連接層175與歐姆接觸層171電性絕緣。
在本實施例中，分佈布拉格反射器170形成在孔洞130a的側壁上、在歐姆接觸層171及第二導電型下半導體層129間之區域上、及在介於隔離溝161與連接層175間之區域上，因此改善在發光單元S1及發光單元S2中產生的光之反射，因此改善照明效率。
雖本發明已參照一些實施例結合所附圖式說明，對所屬領域中具通常知識者而言，可在不偏離本發明之精神及範圍下進行其他不同之修正與更改。因此，應理解提供此些實施例僅為說明用以提供本發明之完整揭露，並使所屬領域中具通常知識者本發明徹底理解本發明。因此，本發明之修正及變動若落入後附所主張之權利範圍及其等效範圍內，本發明涵蓋之。
151‧‧‧基底
130‧‧‧半導體堆疊
130a‧‧‧孔洞
131‧‧‧歐姆接觸層
135‧‧‧連接層
S1、S2‧‧‧發光單元

Claims (19)

  1. 一種發光元件，包括：發光單元，設置在基底上，所述發光單元包括：第一導電型上半導體層，包括粗化上表面以及相對下表面；第二導電型下半導體層；以及主動層，設置於所述第一導電型上半導體層與所述第二導電型下半導體層之間，其中，所述發光單元包括孔洞，所述孔洞透過所述第二導電型下半導體層與所述主動層而延伸，且暴露出所述第一導電型上半導體層的所述相對下表面的一部分；反射金屬層，設置在所述第二導電型下半導體層的下表面上；絕緣層，設置在所述反射金屬層以及所述孔洞的側壁上，其中所述絕緣層包括分佈布拉格反射器；連接層，設置在所述絕緣層上，且接觸所述第一導電型上半導體層的所述相對下表面的經暴露的所述部分；隔離絕緣層，設置在所述連接層上；黏著層，設置在所述隔離絕緣層上；以及黏合金屬層，設置於所述黏著層與所述基底之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中所述連接層將所述第一導電型上半導體層連接至相鄰的發光單元的第二導電型下半導體層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中所述半導體堆疊為平截頭角錐形。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中所述發光單元包括多個所述孔洞。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的發光元件，其中所述連接層透過每一個所述孔洞而連接至所述第一導電型上半導體層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，更包括：多個所述發光單元；以及多個所述連接層，以使所述發光單元串聯。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的發光元件，其中所述連接層透過所述絕緣層的通孔，而接觸所述發光單元的所述第二導電型下半導體層的邊緣區域。
  8. 如申請專利範圍第6項所述的發光元件，其中所述連接層透過所述絕緣層的通孔，而接觸所述發光單元的所述第一導電型上半導體層，其中所述絕緣層設置於所述發光單元的所述孔洞中。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中所述反射金屬層、所述絕緣層、所述連接層、所述隔離絕緣層、所述黏著層以及所述黏合金屬層完全地填充於所述發光單元與所述基底之間的空間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中所述連接層包括平截頭圓錐形突出，該平截頭圓錐形突出透過所述孔洞而延伸，且接觸所述第一導電型上半導體層。
  11. 一種發光元件，包括：發光單元，具有平截頭角錐形且設置在基底上，所述發光單元包括：第一導電型上半導體層，包括粗化上表面及相對下表面；第二導電型下半導體層；以及主動層，設置於所述第一導電型上半導體層與所述第二導電型下半導體層之間，其中，所述發光單元包括具有平截頭角錐形的孔洞，所述孔洞透過所述第二導電型下半導體層及所述主動層而延伸，且暴露出所述第一導電型上半導體層的所述相對下表面的一部分；分佈布拉格反射器，設置在所述第二導電型下半導體層的下表面上以及所述孔洞的側壁；反射金屬層，設置在所述分佈布拉格反射器上；絕緣層，設置在所述反射金屬層上；連接層，設置在所述絕緣層上，且接觸所述第一導電型上半導體層的所述相對下表面的經暴露的所述部分；隔離絕緣層，設置在所述連接層上；黏著層，設置在所述隔離絕緣層上；以及黏合金屬層，設置於所述黏著層與所述基底之間。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的發光元件，其中所述反射金屬層透過所述分佈布拉格反射器的通孔而延伸，以與所述第二導電型下半導體層平行地連接。
  13. 如申請專利範圍第11項所述的發光元件，更包括多個所述發光單元，其中所述絕緣層包括：通孔，以暴露出部分的所述反射金屬層；以及通孔，以暴露出所述發光單元的所述孔洞。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的發光元件，更包括多個所述連接層，其中所述連接層各自接觸所述反射金屬層的經暴露的所述部分中的一者與一個所述第一導電型上半導體層的經暴露的所述部分中的一者，以使所述發光單元串聯。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的發光元件，其中所述發光單元各自包括多個所述孔洞。
  16. 如申請專利範圍第11項所述的發光元件，其中所述孔洞設置在所述發光單元的中央部分。
  17. 如申請專利範圍第11項所述的發光元件，其中所述發光單元包括多個所述孔洞。
  18. 如申請專利範圍第11項所述的發光元件，其中：所述孔洞為平截頭圓錐形；並且所述發光單元為平截頭角錐形。
  19. 一種發光元件，包括：多個發光單元，設置在基底上，每一所述發光單元包括：第一導電型上半導體層，包括粗化上表面以及相對下表 面；第二導電型下半導體層；以及主動層，設置於所述第一導電型上半導體層與所述第二導電型下半導體層之間，其中，所述發光單元包括孔洞，所述孔洞透過所述第二導電型下半導體層與所述主動層而延伸，且暴露出所述第一導電型上半導體層的所述相對下表面的一部分；反射金屬層，設置在所述第二導電型下半導體層的下表面上；絕緣層，設置在所述反射金屬層以及所述孔洞的側壁上；連接層，設置在所述絕緣層上，且接觸所述第一導電型上半導體層的所述相對下表面的經暴露的所述部分，其中所述連接層將所述第一導電型上半導體層連接至相鄰的發光單元的第二導電型下半導體層，以使所述多個發光單元串聯；隔離絕緣層，設置在所述連接層上；黏著層，設置在所述隔離絕緣層上；以及黏合金屬層，設置於所述黏著層與所述基底之間。
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