半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light-emitting D1de ;LED)目前已經(jīng)廣泛地使用在光學(xué)顯示裝置、交通號(hào)志、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、通訊裝置、照明裝置與醫(yī)療器材上。如圖6所示，現(xiàn)有的LED具有一 η型半導(dǎo)體層1104、一主動(dòng)層1106與一 ρ型半導(dǎo)體層1108依序形成于一基板1102之上，部分P型半導(dǎo)體層1108與主動(dòng)層1106被移除以曝露部分η型半導(dǎo)體層1104，一 P型電極al與一 η型電極a2分別形成于ρ型半導(dǎo)體層1108與η型半導(dǎo)體層1104之上。因?yàn)棣切碗姌Oa2需要足夠的面積以利后續(xù)制作工藝進(jìn)行，例如打線，所以大部分的主動(dòng)層1106被移除，導(dǎo)致發(fā)光效率降低。
[0003]此外，上述的LED還可以進(jìn)一步地與其他元件組合連接以形成一發(fā)光裝置(light-emitting apparatus)。圖7為現(xiàn)有的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖7所示，一發(fā)光裝置1200包含一具有至少一電路1204的次載體(sub-mount) 1202 ;至少一焊料1206 (solder)位于上述次載體1202上，通過(guò)此焊料1206將上述LED1210粘結(jié)固定于次載體1202上并使LED1210的基板1212與次載體1202上的電路1204形成電連接；以及，一電連接結(jié)構(gòu)1208，以電連接LED1210的電極1214與次載體1202上的電路1204 ;其中，上述的次載體1202可以是導(dǎo)線架(lead frame)或大尺寸鑲嵌基底(mounting substrate),以便發(fā)光裝置的電路規(guī)劃并提高其散熱效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，包含:一半導(dǎo)體迭層包含一第一半導(dǎo)體層，一第二半導(dǎo)體層以及一主動(dòng)層位于第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間，其中半導(dǎo)體迭層具有一第一表面；多個(gè)凹部自第一表面穿透第一半導(dǎo)體層與主動(dòng)層，露出第二半導(dǎo)體層；一第一接觸結(jié)構(gòu)位于第一表面上，且與第一表面歐姆接觸；一第二接觸結(jié)構(gòu)位于些凹部中與第二半導(dǎo)體層歐姆接觸；一第一焊接部位于第一表面上，通過(guò)第一接觸結(jié)構(gòu)與第一半導(dǎo)體層電連結(jié)；以及一第二焊接部位于第一表面上，通過(guò)第二接觸結(jié)構(gòu)與第二半導(dǎo)體層電連接；其中，第一接觸結(jié)構(gòu)包含多個(gè)延伸電極，至少部分的第二接觸結(jié)構(gòu)位于些多個(gè)延伸電極之間。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1為依本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0006]圖2為依本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光兀件I上視圖；
[0007]圖3為依本發(fā)明第二實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件II示意圖；
[0008]圖4為依本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光兀件II上視圖；
[0009]圖5為依本發(fā)明另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0010]圖6為現(xiàn)有的LED的剖視圖；
[0011]圖7為現(xiàn)有的發(fā)光裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]符號(hào)說(shuō)明
[0013]I半導(dǎo)體迭層7縫隙
[0014]10主動(dòng)層8基板
[0015]11第一半導(dǎo)體層9粘結(jié)層
[0016]12第二半導(dǎo)體層600球泡燈
[0017]13第一表面602燈罩
[0018]14第二表面604透鏡
[0019]15凹部606承載部
[0020]15A走道608半導(dǎo)體發(fā)光元件
[0021]15B走道610發(fā)光模塊
[0022]15C走道612燈座
[0023]151偵_614散熱片
[0024]16側(cè)邊616連接部
[0025]2第二接觸結(jié)構(gòu)1102基板
[0026]3第一接觸結(jié)構(gòu)1104η型半導(dǎo)體層
[0027]31大正方形1106主動(dòng)層
[0028]32小正方形1108P型半導(dǎo)體層
[0029]43第一焊接部alP型電極
[0030]53第二焊接部a2η型電極
[0031]531連接部1200發(fā)光裝置
[0032]55透明導(dǎo)電層1202次載體
[0033]6絕緣層1204電路
[0034]61表面1206焊料
[0035]62絕緣層1208電連接結(jié)構(gòu)
[0036]63絕緣層1210LED
[0037]631孔洞
【具體實(shí)施方式】
[0038]第一實(shí)施例
[0039]圖1為依本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體發(fā)光元件I的結(jié)構(gòu)示意圖。根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的半導(dǎo)體發(fā)光元件I為一半導(dǎo)體迭層內(nèi)具有凹部的倒裝式發(fā)光二極管元件。半導(dǎo)體發(fā)光元件I包含一半導(dǎo)體迭層I具有一第一表面13及一第二表面14相對(duì)于第一表面13。半導(dǎo)體迭層I包含一第一半導(dǎo)體層11，一第二半導(dǎo)體層12及一主動(dòng)層10位于第一半導(dǎo)體層11及第二半導(dǎo)體層12之間，其中第一表面13為第一半導(dǎo)體層11的表面，第二表面14為第二半導(dǎo)體層12的表面。第一半導(dǎo)體層11和第二半導(dǎo)體層12具有不同的導(dǎo)電型態(tài)、電性、極性或依摻雜的元素以提供電子或空穴；主動(dòng)層10形成在第一半導(dǎo)體層11和第二半導(dǎo)體層12之間，主動(dòng)層10是將電能轉(zhuǎn)換成光能。通過(guò)改變半導(dǎo)體迭層I其中一層或多層的物理及化學(xué)組成，調(diào)整發(fā)出的光波長(zhǎng)。常用的材料為磷化鋁鎵銦(aluminum gallium indium phosphide, AlGaInP)系列、氮化招嫁銦(aluminum galliumindium nitride, AlGaInN)系列、氧化鋅系列(zinc oxide, ZnO)。主動(dòng)層10可為單異質(zhì)結(jié)構(gòu)(single heterostructure, SH),雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double heterostructure, DH),雙側(cè)雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(double-side double heterostructure, DDH),多層量子井結(jié)構(gòu)(mult1-quantumwell, MWQ) ο具體來(lái)說(shuō)，主動(dòng)層10可為中性、ρ型或η型電性的半導(dǎo)體。施以電流通過(guò)半導(dǎo)體迭層I時(shí)，主動(dòng)層10會(huì)發(fā)光。當(dāng)主動(dòng)層10以磷化鋁銦鎵(AlGaInP)系列的材料為基礎(chǔ)時(shí)，會(huì)發(fā)出紅、橙、黃光的琥珀色系的光；當(dāng)以氮化鋁鎵銦(AlGaInN)系列的材料為基礎(chǔ)時(shí)，會(huì)發(fā)出藍(lán)或綠光。本實(shí)施例中，半導(dǎo)體迭層I為磷化招鎵銦(aluminum gallium indiumphosphide, AlGaInP)系列的材料為基礎(chǔ)。
[0040]在第一表面13上具有一第一接觸結(jié)構(gòu)3與第一半導(dǎo)體層11歐姆接觸，一第一焊接部43形成在部分的第一接觸結(jié)構(gòu)3上，當(dāng)電流從第一焊接部43注入時(shí),可經(jīng)由第一接觸結(jié)構(gòu)3傳導(dǎo)至第一半導(dǎo)體層11的其他未被第一焊接部43所覆蓋的區(qū)域，增進(jìn)電流散布的效果。圖2為半導(dǎo)體發(fā)光元件I的上視圖，第一焊接部43位于半導(dǎo)體發(fā)光元件I的一側(cè)，第一接觸結(jié)構(gòu)3的形狀包含多條指狀電極，從第一焊接部43的下方延伸至相對(duì)于第一焊接部43的另一側(cè)，用以將電流散布至半導(dǎo)體迭層I全部的區(qū)域。第一焊接部43的材料包含鈦(Ti)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、錫(Sn)、金(Au)或其合金；第一接觸結(jié)構(gòu)3的材料包含金(Au)、鍺(Ge)、鈹(Be)或其合金。
[0041]多個(gè)凹部15形成在半導(dǎo)體迭層I中，每一個(gè)凹部15從第一半導(dǎo)體層11的第一表面13上，穿透過(guò)第一半導(dǎo)體層11以及主動(dòng)層10延伸到第二半導(dǎo)體層12中，露出位于第二半導(dǎo)體層12內(nèi)的多個(gè)表面121，多個(gè)第二接觸結(jié)構(gòu)2形成在多個(gè)凹部15中與多個(gè)表面121歐姆接觸，第二接觸結(jié)構(gòu)2與第一接觸結(jié)構(gòu)3之間最近的距離介于10 μ m?100 μ m之間。第二接觸結(jié)構(gòu)2的長(zhǎng)度較凹部15的深度來(lái)的長(zhǎng)，因此第二接觸結(jié)構(gòu)2突出于第一表面13，且第二接觸結(jié)構(gòu)2與凹部15的側(cè)壁151之間具有一絕緣層6，絕緣層6將第二接觸結(jié)構(gòu)2與側(cè)壁151隔離開(kāi)，避免第二接觸結(jié)構(gòu)2直接接觸主動(dòng)層10及第一半導(dǎo)體層11。在本實(shí)施例中，多個(gè)凹部15為多個(gè)獨(dú)立的通孔(Via Hole)的形式，如圖2第一實(shí)施例的上視圖所示，多個(gè)凹部15位于第一接觸結(jié)構(gòu)3所包含的多個(gè)延伸電極33之間，沿著延伸電極33延伸的方向排列，第二接觸結(jié)構(gòu)2包含多個(gè)導(dǎo)電柱22，每一個(gè)凹部15中皆設(shè)置一導(dǎo)電柱22，導(dǎo)電柱22與延伸電極33之間的最接近的距離介于10 μ m?100 μ m之間。絕緣層6除了填滿第二接觸結(jié)構(gòu)2與側(cè)壁151之間的縫隙外，也覆蓋部分形成在第一表面13上的第一接觸結(jié)構(gòu)3，包覆第二接觸結(jié)構(gòu)2突出于第一表面13的部分，露出第二接觸結(jié)構(gòu)2的接觸面21，絕緣層6與第二接觸結(jié)構(gòu)2的接觸面21形成一平坦