專利名稱：發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光結(jié)構(gòu)，且特別是涉及一種發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)及其制造方法。
背景技術(shù)：
請(qǐng)參照?qǐng)D1，其是繪示一種傳統(tǒng)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。傳統(tǒng)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100包含基板102、η型半導(dǎo)體層104、發(fā)光層106、ρ型半導(dǎo)體層108、電流阻障層110、透明導(dǎo)電層112、η型電極墊114、ρ型電極墊116、及兩個(gè)連接導(dǎo)線120與122。
在發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100中，η型半導(dǎo)體層104、發(fā)光層106與ρ型半導(dǎo)體層108依序堆疊于基板102上。此外，透明導(dǎo)電層112堆疊于ρ型半導(dǎo)體層108。ρ型電極墊116設(shè)于部分的透明導(dǎo)電層112上。而電流阻障層110則位于ρ型電極墊116正下方的ρ型半導(dǎo)體層108上，以阻障從ρ型電極墊116直接流向正下方的ρ型半導(dǎo)體層108的電流。η型半導(dǎo)體層104、發(fā)光層106、ρ型半導(dǎo)體層108、電流阻障層110與透明導(dǎo)電層112的堆疊結(jié)構(gòu)經(jīng)平臺(tái)定義，而移除部分的透明導(dǎo)電層112、ρ型半導(dǎo)體層108、發(fā)光層106與η型半導(dǎo)體層104后，形成一平臺(tái)118。η型電極墊114則位于η型半導(dǎo)體層104經(jīng)平臺(tái)定義后所暴露出的區(qū)域上。連接導(dǎo)線120與122分別將η型電極墊114與ρ型電極墊116電連接至外部電源的兩個(gè)電性電極。根據(jù)圖I所示，在傳統(tǒng)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100中，ρ型電極墊116下方的結(jié)構(gòu)依序?yàn)橥该鲗?dǎo)電層112、電流阻障層110、ρ型半導(dǎo)體層108、發(fā)光層106與η型半導(dǎo)體層104。另一方面，η型電極墊114下方的結(jié)構(gòu)僅有η型半導(dǎo)體層104。由于η型電極墊114與ρ型電極墊116下方結(jié)構(gòu)層不同，因此在打線接合(wire bonding)時(shí)，η型電極墊114與ρ型電極墊116會(huì)有色差而造成打線機(jī)臺(tái)辨識(shí)上的問題。此外，外加的不同材料層之間、以及外加材料層與外延層之間會(huì)因應(yīng)力問題而產(chǎn)生附著性問題。由于P型電極墊116下方有較多的材料層，因此這樣由應(yīng)力所產(chǎn)生的附著性問題在P型電極墊116上尤其明顯。舉例而言，P型電極墊116與透明導(dǎo)電層112之間、透明導(dǎo)電層112與電流阻障層110之間、以及電流阻障層110與ρ型半導(dǎo)體層108之間的界面，均可能因?yàn)楦街圆患讯a(chǎn)生剝離(peeling)現(xiàn)象。情況嚴(yán)重的話，ρ型電極墊116會(huì)脫落而導(dǎo)致整個(gè)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100失效。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，其可將第一電性電極墊與第二電性電極墊均設(shè)置在第一電性半導(dǎo)體層的表面上，并利用絕緣層來(lái)電性隔離第二電性電極墊下方區(qū)域與第一電性電極墊及發(fā)光區(qū)。故可大幅降低第二電極墊因材料層的應(yīng)力作用而剝離的機(jī)率。本發(fā)明的另一目的在于提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法,其第一電極墊與第二電極墊下方的結(jié)構(gòu)層相同，因此可有效避免電極墊色差問題。
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。此發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包含一絕緣基板、一發(fā)光結(jié)構(gòu)、一第一電性電極墊、一第二電性電極墊、一第二電性導(dǎo)電分支(finger)以及一第一絕緣層。發(fā)光結(jié)構(gòu)包含依序堆疊在絕緣基板上的一第一電性半導(dǎo)體層、一發(fā)光層以及一第二電性半導(dǎo)體層。其中，此發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一電極墊區(qū)、一第二電極墊區(qū)以及一發(fā)光區(qū)，且第一電性半導(dǎo)體層與第二電性半導(dǎo)體層具有不同的電性。第一電性電極墊設(shè)于第一電極墊區(qū)上。第二電性電極墊設(shè)于第二電極墊區(qū)上，其中第二電性電極墊的一底面位于第二電性半導(dǎo)體層的一上表面的下方。第二電性導(dǎo)電分支設(shè)于發(fā)光結(jié)構(gòu)上且與第二電性電極墊連接，其中第二電性導(dǎo)電分支與第二電性半導(dǎo)體層電連接。第一絕緣層隔離第二電性導(dǎo)電分支與發(fā)光區(qū)的第一電性半導(dǎo)體層和發(fā)光層。依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，上述的發(fā)光區(qū)包含由第一電性半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二電性半導(dǎo)體層形成的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。 依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的第二電性電極墊的寬度大于第二電性導(dǎo)電分支的寬度。依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，上述的第一電性電極墊與第二電性電極墊均位于第一電性半導(dǎo)體層的曝露區(qū)域上。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包含一透明導(dǎo)電層設(shè)于發(fā)光區(qū)的第二電性半導(dǎo)體層上，其中此透明導(dǎo)電層介于第二電性導(dǎo)電分支與第二電性半導(dǎo)體層之間。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第一絕緣層延伸于發(fā)光區(qū)上的第二電性導(dǎo)電分支的一部分的下方。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第一絕緣層延伸于發(fā)光區(qū)上的整個(gè)第二電性導(dǎo)電分支的下方，且部分的透明導(dǎo)電層介于第一絕緣層與第二電性導(dǎo)電分支之間。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一隔離溝槽至少位于第二電性電極墊與發(fā)光區(qū)之間，隔離溝槽貫穿發(fā)光結(jié)構(gòu)而暴露出部分的絕緣基板。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的隔離溝槽完全圍繞住第二電性電極墊。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的隔離溝槽完全圍繞住發(fā)光區(qū)與第一電性電極墊。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第一絕緣層形成于至少部分的隔離溝槽中。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第一絕緣層填入隔離溝槽的所有區(qū)域中。 依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包含一第二絕緣層。其中，此第二絕緣層填入隔離溝槽中，且第一絕緣層自第二電性半導(dǎo)體層的上表面延伸經(jīng)過發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁與第二絕緣層。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，在上述的發(fā)光區(qū)中，第二電性導(dǎo)電分支位于發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁及第二電性半導(dǎo)體層的上表面上。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第一絕緣層自第二電性半導(dǎo)體層的上表面，經(jīng)由發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁而延伸至第二電極墊區(qū)上，且第二電性電極墊完全位于第一絕緣層上。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，位于上述的第二電極墊區(qū)的第一絕緣層實(shí)質(zhì)上位于同
一平面上。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第二電性電極墊與第一電性電極墊的下方結(jié)構(gòu)相同。根據(jù)本發(fā)明的上述目的，也提出一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其包含下列步驟。形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)于一絕緣基板上。其中，此發(fā)光結(jié)構(gòu)包含依序堆疊在絕緣基板上的一第一電性半導(dǎo)體層、一發(fā)光層以及一第二電性半導(dǎo)體層。此發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一電極墊區(qū)、一第二電極墊區(qū)以及一發(fā)光區(qū)。第一電性半導(dǎo)體層與第二電性半導(dǎo)體層具有不同的電性。形成一第一絕緣層延伸在部分的發(fā)光區(qū)與部分的第二電極墊區(qū)上。形成一第一電性電極墊于第一電極墊區(qū)上。形成一第二電性電極墊于第二電極墊區(qū)上。其中，第二電性電極墊的一底面位于第二電性半導(dǎo)體層的一上表面的下方。形成一第二電性導(dǎo)電分支于發(fā)光結(jié)構(gòu)上且與第二電性電極墊連接。其中，第二電性導(dǎo)電分支與第二電性半導(dǎo)體層電連接。
依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在形成發(fā)光結(jié)構(gòu)的步驟與形成第一絕緣層的步驟之間，上述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法更包含形成一透明導(dǎo)電層于發(fā)光區(qū)的第二電性半導(dǎo)體層上。其中，透明導(dǎo)電層介于第二電性導(dǎo)電分支與第二電性半導(dǎo)體層之間。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，上述的第一絕緣層延伸于發(fā)光區(qū)上的整個(gè)第二電性導(dǎo)電分支的下方，且部分的透明導(dǎo)電層介于第一絕緣層與第二電性導(dǎo)電分支之間。依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，在形成該發(fā)光結(jié)構(gòu)的步驟與形成該第一絕緣層的步驟之間，上述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法更包含形成一隔離溝槽至少位于第二電性電極墊與發(fā)光區(qū)之間，隔離溝槽貫穿發(fā)光結(jié)構(gòu)而暴露出部分的絕緣基板。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，在形成隔離溝槽的步驟與形成第一絕緣層的步驟之間，上述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法更包含形成一第二絕緣層填入隔離溝槽中。其中，第一絕緣層自第二電性半導(dǎo)體層的上表面延伸經(jīng)過發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁與第二絕緣層。依據(jù)本發(fā)明的再一實(shí)施例，上述的第一絕緣層自第二電性半導(dǎo)體層的上表面，經(jīng)由發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁而延伸至第二電極墊區(qū)，且第二電性電極墊完全位于第一絕緣層上。


為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說明如下圖I是一種傳統(tǒng)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖2A至圖2D是本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作工藝上視圖；圖3A至圖3D是本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作工藝剖視圖；圖3E是沿著圖2D的BB’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖3F是沿著圖2D的CC’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖4A是本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖；圖4B是沿著圖4A的DD’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖5A是本發(fā)明的又一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖；圖5B是沿著圖5A的EE’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖6A是本發(fā)明的再一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖；圖6B是沿著圖6A的FF’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖；圖7A是本發(fā)明的再一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖；圖7B是沿著圖7A的GG’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。
主要元件符號(hào)說明
100:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)102:基板
104:η型半導(dǎo)體層106:發(fā)光層
108:ρ型半導(dǎo)體層110:電流阻障層
112:透明導(dǎo)電層114:η型電極墊
116:ρ型電極墊118:平臺(tái)
120:連接導(dǎo)線122:連接導(dǎo)線·
200:基板202:第一電性半導(dǎo)體層
204:發(fā)光層206:第二電性半導(dǎo)體層
208:發(fā)光結(jié)構(gòu)210:發(fā)光區(qū)
212:第二電極藝區(qū)214:第一電極藝區(qū)
216:隔離溝槽216a:隔離溝槽
218:絕緣層218a:絕緣層
218b:絕緣層218c:絕緣層
220:第一電性電極墊222:透明導(dǎo)電層
224:第二電性電極墊226:第二電性導(dǎo)電分支
228:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228a:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)
228b:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)
228d:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)230:上表面
232:底面234:絕緣層
236:孔洞
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D2A至圖2D與圖3A至圖3D，其中圖2A至圖2D是繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作工藝上視圖，圖3A至圖3D是繪示依照本發(fā)明的一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作工藝剖視圖。在本實(shí)施方式中，制作發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228 (請(qǐng)先參照?qǐng)D3D至圖3F)時(shí)，先提供基板200，以供發(fā)光結(jié)構(gòu)208的各材料層外延于其上。在一實(shí)施例中，基板200為絕緣基板，且基板200的材料可例如為藍(lán)寶石。接著，利用外延方式，例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)方式，依序在基板200的表面上形成第一電性半導(dǎo)體層202、發(fā)光層204與第二電性半導(dǎo)體層206。其中，第一電性半導(dǎo)體層202、發(fā)光層204與第二電性半導(dǎo)體層206依序堆疊而構(gòu)成發(fā)光結(jié)構(gòu)208。第一電性與第二電性為不同的電性。例如，第一電性與第二電性的其中一者為η型，另一者則為P型。在一實(shí)施例中，發(fā)光結(jié)構(gòu)208的材料可例如為氣化招鋼嫁(AlInGaN)系列材料。在一些例子中，發(fā)光層204可為多重量子阱(MQW)結(jié)構(gòu)。接下來(lái)，如圖2A與圖3A所示，利用例如蝕刻與光刻方式，對(duì)發(fā)光結(jié)構(gòu)208進(jìn)行圖案定義，以移除部分的第二電性半導(dǎo)體層206、部分的發(fā)光層204與部分的第一電性半導(dǎo)體層202，而在發(fā)光結(jié)構(gòu)208上定義出發(fā)光區(qū)210、第一電極墊區(qū)214與第二電極墊區(qū)212。其中，如圖3A所示，第一電極墊區(qū)214與第二電極墊區(qū)212上的第二電性半導(dǎo)體層206與發(fā)光層204已遭移除,而暴露出部分的第一電性半導(dǎo)體層202。亦即，第一電極墊區(qū)214與第二電極墊區(qū)212均位于第一電性半導(dǎo)體層202的曝露區(qū)域上。另一方面，發(fā)光區(qū)210則包含第二電性半導(dǎo)體層206、發(fā)光層204與第一電性半導(dǎo)體層202，而為一平臺(tái)結(jié)構(gòu)(mesastructure)。接下來(lái)，如圖3B所示，利用例如光刻與蝕刻方式，在第二電極墊區(qū)212中形成隔離溝槽216。隔離溝槽216貫穿第二電極墊區(qū)212的第一電性半導(dǎo)體層202，而暴露出下方的基板200的表面，以隔離后續(xù)設(shè)置在第二電極墊區(qū)212上的第二電性電極墊224(請(qǐng)先參照?qǐng)D2D與圖3D)與發(fā)光區(qū)210。在此實(shí)施方式中，如圖2B與圖2D所示，隔離溝槽216呈框狀·結(jié)構(gòu)，且完全圍繞住第二電極墊區(qū)212上的第二電性電極墊224。接下來(lái)，利用例如沉積方式，形成絕緣層218。如圖2C與圖3C所示，絕緣層218自第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230的一部分，沿著發(fā)光區(qū)210的側(cè)壁與隔離溝槽216的側(cè)壁和底面而延伸至部分的第二電極墊區(qū)212上。此外，在本實(shí)施方式中，如圖2C所示，絕緣層218僅橫跨在部分的發(fā)光區(qū)210與第二電極墊區(qū)212上。在一些實(shí)施例中，絕緣層218的材料可例如包含二氧化硅(SiO2)、氮化硅(SiN)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、旋涂玻璃(SOG)或高分子聚合物(polymer)。接著，如圖3D所示，可選擇性地在發(fā)光區(qū)210的第二電性半導(dǎo)體層206的部分上表面230上形成透明導(dǎo)電層222，以作為電流散布結(jié)構(gòu)。透明導(dǎo)電層222的材料可例如為氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、摻鋁的氧化鋅(AZO)、摻銦的氧化鋅(IZO)、摻鎵的氧化鋅(GZO)或氧化銦(In2O3)。然后，如圖2D與圖3D所示，利用例如蒸鍍沉積方式，分別在第一電極墊區(qū)214、第二電極墊區(qū)212與發(fā)光區(qū)210上形成第一電性電極墊220、第二電性電極墊224與第二電性導(dǎo)電分支226，而完成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228的制作。在本實(shí)施例中，第一電性電極墊220與第二電性電極墊224的形狀是以實(shí)質(zhì)上呈方形為例，然而并不以此為限。例如在其他實(shí)施例中，也可以為圓形或者其他適當(dāng)?shù)男螤睢２⑶?，為了方便后續(xù)進(jìn)行打線(wire-bonding)制作工藝，第一電性電極墊220與第二電性電極墊224均需要足夠的面積，因而第二電性電極墊224的寬度會(huì)大于與其相連接的第二電性導(dǎo)電分支226的寬度。在一些實(shí)施例中，第一電性電極墊220、第二電性電極墊224與第二電性導(dǎo)電分支226的材料可例如為鉻/鉬/金(Cr/Pt/Au)疊層或這些金屬的合金。在本實(shí)施方式中，如圖2D與圖3D所示，由于第二電性電極墊224設(shè)置在第一電性半導(dǎo)體層202上，因此第二電性電極墊224的底面232位于第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230的下方。此外，在發(fā)光區(qū)210中第二電性導(dǎo)電分支226設(shè)置在發(fā)光結(jié)構(gòu)208的第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230的上方。而且，第二電性導(dǎo)電分支226朝第二電極墊區(qū)212延伸并橫跨隔離溝槽216，而與第二電性電極墊224連接，如圖2D所示。第二電性導(dǎo)電分支226從第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230經(jīng)由發(fā)光區(qū)210的側(cè)壁，并橫跨隔離溝槽216而至與第二電性電極墊224連接的這一段延伸在絕緣層218上，且較佳地絕緣層218的投影面積大于第二電性導(dǎo)電分支226的投影面積，以避免第二電性導(dǎo)電分支226在延伸連接第二電性電極墊224的過程中與發(fā)光區(qū)210的發(fā)光層204和第一電性半導(dǎo)體層202電連接，造成短路。在本實(shí)施例中，在發(fā)光區(qū)210上方的第二電性導(dǎo)電分支226至少覆蓋住部分的透明導(dǎo)電層222。也就是說，透明導(dǎo)電層222可介于第二電性導(dǎo)電分支226與第二電性半導(dǎo)體層206之間。在本實(shí)施例中，絕緣層218與透明導(dǎo)電層222之間具有一間隙，因而位于絕緣層218及透明導(dǎo)電層222上方的第二電性導(dǎo)電分支226可經(jīng)由直接與此間隙中的第二電性半導(dǎo)體層206接觸來(lái)達(dá)到電連接，也可通過透明導(dǎo)電層222來(lái)與第二電性半導(dǎo)體層206 達(dá)到電連接。如此一來(lái)，經(jīng)由第二電性導(dǎo)電分支226而向下傳送的電流可利用透明導(dǎo)電層222予以分散，進(jìn)而可避免發(fā)光區(qū)210上的第二電性導(dǎo)電分支226的下方產(chǎn)生電流擁擠現(xiàn)象。此外，絕緣層218可延伸于發(fā)光區(qū)210上方的部分第二電性導(dǎo)電分支226的下方，以提供電流阻障的效果。請(qǐng)參照?qǐng)D3E，其是繪示沿著圖2D的BB’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。由圖3E可知，在本實(shí)施方式中，沿著圖2D的BB’剖面線的第二電極墊區(qū)212發(fā)光區(qū)210之間的隔離溝槽216并未覆蓋有絕緣層218。如圖2D所示及前述說明，絕緣層218形成于第二電性導(dǎo)電分支226下方的部分第二電性半導(dǎo)體層206上、第二電性導(dǎo)電分支226欲延伸至第二電性電極墊224所跨越的部分發(fā)光區(qū)210的側(cè)壁及部分隔離溝槽216上及上述區(qū)域的鄰近部分。請(qǐng)一并參照?qǐng)D3D至圖3F，其中圖3F是繪示沿著圖2D的CC’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。從圖3D可知，在此實(shí)施方式的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228中，發(fā)光區(qū)210上的第二電性導(dǎo)電分支226的下方結(jié)構(gòu)包含透明導(dǎo)電層222、第二電性半導(dǎo)體層206、發(fā)光層204、第一電性半導(dǎo)體層202與絕緣基板200。此外，根據(jù)圖3D與圖3F，可知發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228的第一電極墊區(qū)214與第二電極墊區(qū)212均設(shè)于第一電性半導(dǎo)體層202上，如此一來(lái)第一電性電極墊220與第二電性電極墊224均位于第一電性半導(dǎo)體層202上。因此，在發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228中，第一電性電極墊220與第二電性電極墊224的下方結(jié)構(gòu)相同，此下方結(jié)構(gòu)包含第一電性半導(dǎo)體層202與基板200。請(qǐng)參照?qǐng)D4A與圖4B，其是分別繪示依照本發(fā)明的另一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖、以及沿著圖4A的DD’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。在此實(shí)施方式中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228a的架構(gòu)大致上與上述實(shí)施方式的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228相同，二者的主要差異在于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228a的絕緣層218a填入隔離溝槽216的所有區(qū)域及其鄰近區(qū)域中，且絕緣層218a更延伸在發(fā)光區(qū)210上的整個(gè)第二電性導(dǎo)電分支226的下方。同樣地，絕緣層218a的材料可例如包含二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、二氧化鈦、旋涂玻璃或高分子聚合物。如圖4A與圖4B所示，在此發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228a中，部分的透明導(dǎo)電層222夾設(shè)在第二電性導(dǎo)電分支226與絕緣層218a之間。而透明導(dǎo)電層222的另一部分則延伸在第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230上。因此，在此實(shí)施方式中，發(fā)光區(qū)210上的第二電性導(dǎo)電分支226的下方結(jié)構(gòu)包含透明導(dǎo)電層222、絕緣層218a、第二電性半導(dǎo)體層206、發(fā)光層204、第一電性半導(dǎo)體層202與基板200。
在本實(shí)施方式中，發(fā)光區(qū)210上的第二電性導(dǎo)電分支226下方的絕緣層218a可作為電流阻障層(current blocking layer),除了可避免電流直接由第二電性導(dǎo)電分支226下方注入第二電性半導(dǎo)體層206中，更可通過透明導(dǎo)電層222來(lái)均勻分散電流后，再由透明導(dǎo)電層222將電流注入第二電性半導(dǎo)體層206。請(qǐng)參照?qǐng)D5A與圖5B，其是分別繪示依照本發(fā)明的又一 實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖、以及沿著圖5A的EE’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。在此實(shí)施方式中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228b的架構(gòu)大致上與上述實(shí)施方式的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228相同，二者的主要差異在于，不像發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228的隔離溝槽216圍繞住整個(gè)第二電性電極墊224外側(cè)，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228b的隔離溝槽216a完全圍繞住發(fā)光區(qū)210與第一電極墊區(qū)214上的第一電性電極墊220，也就是說，發(fā)光區(qū)210與第一電極墊區(qū)214上的第一電性電極墊220位于密閉的隔離溝槽216a之內(nèi)，而第二電極墊區(qū)212上的第二電性電極墊224則位于隔離溝槽216a之外。在圖5A所示的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228b中，絕緣層218形成于第二電性導(dǎo)電分支226下方的部分第二電性半導(dǎo)體層206上、第二電性導(dǎo)電分支226欲延伸至第二電性電極墊224所跨越的部分發(fā)光區(qū)210的側(cè)壁及部分隔離溝槽216a上及上述區(qū)域的鄰近部分。但在其他實(shí)施例中，絕緣層218也可填入第二電性電極墊224與發(fā)光區(qū)210相鄰的二側(cè)的隔離溝槽216a中。請(qǐng)參照?qǐng)D6A與圖6B，其是分別繪示依照本發(fā)明的再一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖、以及沿著圖6A的FF’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。在此實(shí)施方式中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c的架構(gòu)大致上與上述實(shí)施方式的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228a相同，二者的主要差異在于，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c包含兩個(gè)絕緣層218b與234，而且第二電性導(dǎo)電分支226并未填入隔離溝槽216中。在發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c中，絕緣層234填入隔離溝槽216中。在一實(shí)施例中，隔離溝槽216中較佳是填滿絕緣材料，以使第二電性導(dǎo)電分支226不需填入隔離溝槽216中。另一方面，絕緣層218b則自發(fā)光區(qū)210的第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230延伸經(jīng)過發(fā)光區(qū)210的側(cè)壁與在隔離溝槽216中的絕緣層234，以避免第二電性導(dǎo)電分支226直接將電流注入發(fā)光區(qū)210中。在一些例子中，如圖6B所示，隔離溝槽216內(nèi)的絕緣層234在填充過程中可能會(huì)產(chǎn)生孔洞(void) 236，但由于隔離溝槽216中并不填入第二電性導(dǎo)電分支226等導(dǎo)電材料，這樣的孔洞236仍然可以維持其電性絕緣的特性，因而并不會(huì)影響發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c的可靠度與效能。在本實(shí)施方式中，絕緣層218b與234的材料可相同，也可不同。在一些例子中，絕緣層218b與234的材料可例如包含二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、二氧化鈦、旋涂玻璃或高分子聚合物。在此發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c中，第二電性導(dǎo)電分支226無(wú)需填入隔離溝槽216中，因此可避免第二電性導(dǎo)電分支226因隔離溝槽216深寬比過高，制作工藝控制不佳而產(chǎn)生的斷線問題。故，本實(shí)施方式可提高發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c的穩(wěn)定度與制作工藝良率。請(qǐng)參照?qǐng)D7A與圖7B，其是分別繪示依照本發(fā)明的再一實(shí)施方式的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視圖、以及沿著圖7A的GG’剖面線所獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖視圖。在此實(shí)施方式中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228d的架構(gòu)大致上與上述實(shí)施方式的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228c相同，二者的主要差異在于，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228d并不具有隔離溝槽，且絕緣層218c延伸在整個(gè)第二電性電極墊224的下方。由圖7B可知，位于第二電極墊區(qū)212的絕緣層218c由于不需要填入隔離溝槽中，故實(shí)質(zhì)上位于同一平面上，簡(jiǎn)化了絕緣層沉積的困難度。如圖7A所示，絕緣層218c的投影面積較佳是大于第二電性電極墊224以及第二電性導(dǎo)電分支226的投影面積，以得到較佳的電流阻障效果。同樣地，絕緣層218c的材料可例如包含二氧化硅、氮化硅、氧化鋁、二氧化鈦、旋涂玻璃或高分子聚合物。在發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228d中，絕緣層218c自發(fā)光區(qū)210中的第二電性半導(dǎo)體層206的上表面230，經(jīng)由發(fā)光區(qū)210的側(cè)壁而延伸至第二電極墊區(qū)212上。此外，絕緣層218c的面積大于第二電性電極墊224，且第二電性電極墊224完全位于絕緣層218c上。如此一來(lái)，可避免第二電性電極墊224將電流直接注入第二電性電極墊224下方的第一電性半導(dǎo)體層202中，而使電流必須經(jīng)由發(fā)光區(qū)210中的第二電性導(dǎo)電分支226注入透明導(dǎo)電層222中，再通過透明導(dǎo)電層222將電流均勻注入第二電性半導(dǎo)體層206中。 由于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228d并未設(shè)置隔離溝槽，因而可以省去形成隔離溝槽的相關(guān)制作工藝成本，并且第二電性導(dǎo)電分支226無(wú)需填入隔離溝槽中，因此可避免第二電性導(dǎo)電分支226因制作工藝控制不佳而產(chǎn)生斷線問題。故，本實(shí)施方式可降低制作工藝成本，提高發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)228d的穩(wěn)定度與制作工藝良率。在上述實(shí)施方式中，第一電性電極墊與第二電性電極墊均以對(duì)角排列的方式來(lái)加以舉例說明。然而，在另一些實(shí)施方式中，第一電性電極墊與第二電性電極墊可根據(jù)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需求，而調(diào)整其在發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)上的排列位置。舉例而言，第一電性電極墊與第二電性電極墊可平行于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的一側(cè)排列。由上述本發(fā)明的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)楸景l(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可將第一電性電極墊與第二電性電極墊均設(shè)置在第一電性半導(dǎo)體層的表面上，并利用絕緣層來(lái)電性隔離第二電性電極墊下方區(qū)域與第一電性電極墊及發(fā)光區(qū)。因此，可大幅降低第二電極墊因材料層的應(yīng)力作用而剝離的機(jī)率，進(jìn)而可提升發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的可靠度與制作工藝良率。由上述本發(fā)明的實(shí)施方式可知，本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)樵诒景l(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中，第一電極墊與第二電極墊下方的結(jié)構(gòu)層相同，因此可有效避免電極墊色差問題，進(jìn)而可大幅提高發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作工藝良率。雖然結(jié)合以上實(shí)施例揭露了本發(fā)明，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何在此技術(shù)領(lǐng)域中熟悉此技術(shù)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以附上的權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包含 絕緣基板； 發(fā)光結(jié)構(gòu)，包含依序堆疊在該絕緣基板上的第一電性半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二電性半導(dǎo)體層，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)包含第一電極墊區(qū)、第二電極墊區(qū)以及發(fā)光區(qū)，且該第一電性半導(dǎo)體層與該第二電性半導(dǎo)體層具有不同的電性； 第一電性電極墊，設(shè)于該第一電極墊區(qū)上； 第二電性電極墊，設(shè)于該第二電極墊區(qū)上，其中該第二電性電極墊的一底面位于該第二電性半導(dǎo)體層的一上表面的下方； 第二電性導(dǎo)電分支，設(shè)于該發(fā)光結(jié)構(gòu)上且與該第二電性電極墊連接，其中該第二電性導(dǎo)電分支與該第二電性半導(dǎo)體層電連接；以及 第一絕緣層，隔離該第二電性導(dǎo)電分支與該發(fā)光區(qū)的該第一電性半導(dǎo)體層和該發(fā)光層。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光區(qū)包含由該第一電性半導(dǎo)體層、該發(fā)光層以及該第二電性半導(dǎo)體層形成的平臺(tái)結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第二電性電極墊的寬度大于該第二電性導(dǎo)電分支的寬度。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第一電性電極墊與該第二電性電極墊均位于該第一電性半導(dǎo)體層的曝露區(qū)域上。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，還包含透明導(dǎo)電層，設(shè)于該發(fā)光區(qū)的該第二電性半導(dǎo)體層上，其中該透明導(dǎo)電層介于該第二電性導(dǎo)電分支與該第二電性半導(dǎo)體層之間。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu),其中該第一絕緣層延伸于該發(fā)光區(qū)上的該第二電性導(dǎo)電分支的一部分的下方。
7.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu),其中該第一絕緣層延伸于該發(fā)光區(qū)上的整個(gè)該第二電性導(dǎo)電分支的下方，且部分的該透明導(dǎo)電層介于該第一絕緣層與該第二電性導(dǎo)電分支之間。
8.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一隔離溝槽至少位于該第二電性電極墊與該發(fā)光區(qū)之間，該隔離溝槽貫穿該發(fā)光結(jié)構(gòu)而暴露出部分的該絕緣基板。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該隔離溝槽完全圍繞住該第二電性電極墊。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該隔離溝槽完全圍繞住該發(fā)光區(qū)與該第一電性電極墊。
11.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第一絕緣層形成于至少部分的該隔離溝槽中。
12.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第一絕緣層填入該隔離溝槽的所有區(qū)域中。
13.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，還包含第二絕緣層，其中該第二絕緣層填入該隔離溝槽中，且該第一絕緣層自該第二電性半導(dǎo)體層的該上表面延伸經(jīng)過該發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁與該第二絕緣層。
14.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中在該發(fā)光區(qū)中，該第二電性導(dǎo)電分支位于該發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁及該第二電性半導(dǎo)體層的該上表面上。
15.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第一絕緣層自該第二電性半導(dǎo)體層的該上表面，經(jīng)由該發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁而延伸至該第二電極墊區(qū)，而位于該第二電極墊區(qū)的該第一絕緣層實(shí)質(zhì)上位于同一平面上，且該第二電性電極墊完全位于該第一絕緣層上。
16.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該第二電性電極墊與該第一電性電極墊的下方結(jié)構(gòu)相同。
17.—種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法,包含 形成一發(fā)光結(jié)構(gòu)于一絕緣基板上，其中該發(fā)光結(jié)構(gòu)包含依序堆疊在該絕緣基板上的第一電性半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及第二電性半導(dǎo)體層，該發(fā)光結(jié)構(gòu)包含第一電極墊區(qū)、第二電極墊區(qū)以及發(fā)光區(qū)，且該第一電性半導(dǎo)體層與該第二電性半導(dǎo)體層具有不同的電性； 形成一第一絕緣層延伸在部分的該發(fā)光區(qū)與部分的該第二電極墊區(qū)上； 形成一第一電性電極墊于該第一電極墊區(qū)上； 形成一第二電性電極墊于該第二電極墊區(qū)上，其中該第二電性電極墊的一底面位于該第二電性半導(dǎo)體層的一上表面的下方；以及 形成一第二電性導(dǎo)電分支于該發(fā)光結(jié)構(gòu)上且與該第二電性電極墊連接，其中該第二電性導(dǎo)電分支與該第二電性半導(dǎo)體層電連接。
18.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一電性電極墊與該第二電性電極墊均位于該第一電性半導(dǎo)體層的曝露區(qū)域上。
19.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，在形成該發(fā)光結(jié)構(gòu)的步驟與形成該第一絕緣層的步驟之間，還包含形成一透明導(dǎo)電層于該發(fā)光區(qū)的該第二電性半導(dǎo)體層上，其中該透明導(dǎo)電層介于該第二電性導(dǎo)電分支與該第二電性半導(dǎo)體層之間。
20.如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一絕緣層延伸于該發(fā)光區(qū)上的該第二電性導(dǎo)電分支的一部分的下方。
21.如權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一絕緣層延伸于該發(fā)光區(qū)上的整個(gè)該第二電性導(dǎo)電分支的下方，且部分的該透明導(dǎo)電層介于該第一絕緣層與該第二電性導(dǎo)電分支之間。
22.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，在形成該發(fā)光結(jié)構(gòu)的步驟與形成該第一絕緣層的步驟之間，還包含形成一隔離溝槽至少位于該第二電性電極墊與該發(fā)光區(qū)之間，該隔離溝槽貫穿該發(fā)光結(jié)構(gòu)而暴露出部分的該絕緣基板。
23.如權(quán)利要求22所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，在形成該隔離溝槽的步驟與形成該第一絕緣層的步驟之間，還包含形成一第二絕緣層填入該隔離溝槽中，其中該第一絕緣層自該第二電性半導(dǎo)體層的該上表面延伸經(jīng)過該發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁與該第二絕緣層。
24.如權(quán)利要求17所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其中該第一絕緣層自該第二電性半導(dǎo)體層的該上表面，經(jīng)由該發(fā)光區(qū)的一側(cè)壁而延伸至該第二電極墊區(qū)，而位于該第二電極墊區(qū)的該第一絕緣層實(shí)質(zhì)上位于同一平面上，且該第二電性電極墊完全位于該第一絕緣層上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包含絕緣基板、發(fā)光結(jié)構(gòu)、第一電性電極墊、第二電性電極墊、第二電性導(dǎo)電分支及第一絕緣層。發(fā)光結(jié)構(gòu)包含依序堆疊的第一電性半導(dǎo)體層、發(fā)光層及第二電性半導(dǎo)體層。發(fā)光結(jié)構(gòu)包含第一電極墊區(qū)、第二電極墊區(qū)及發(fā)光區(qū)。第一電性電極墊設(shè)于第一電極墊區(qū)上。第二電性電極墊設(shè)于第二電極墊區(qū)上。第二電性電極墊的底面位于第二電性半導(dǎo)體層的上表面的下方。第二電性導(dǎo)電分支設(shè)于發(fā)光結(jié)構(gòu)上且與第二電性電極墊連接。第二電性導(dǎo)電分支與第二電性半導(dǎo)體層電連接。第一絕緣層隔離第二電性導(dǎo)電分支與第一電性半導(dǎo)體層和發(fā)光層。
文檔編號(hào)H01L33/38GK102956784SQ20111034475
公開日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者余國(guó)輝, 朱長(zhǎng)信 申請(qǐng)人:奇力光電科技股份有限公司, 佛山市奇明光電有限公司