發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)。根據(jù)實施例的LED包括：基底；半導(dǎo)體堆疊件，布置在基底上，包括p型半導(dǎo)體層、有源層和n型半導(dǎo)體層；第一金屬層，設(shè)置在基底和半導(dǎo)體堆疊件之間，第一金屬層與半導(dǎo)體堆疊件歐姆接觸；第一電極焊盤，布置在半導(dǎo)體堆疊件上；電極延伸件，從第一電極焊盤延伸，包括與n型半導(dǎo)體層接觸的接觸區(qū)；第一絕緣層，設(shè)置在基底和半導(dǎo)體堆疊件之間，覆蓋p型半導(dǎo)體層的在電極延伸件的接觸區(qū)下方的第一區(qū)域；第二絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體堆疊件，其中，基底包括包含W和Mo中的至少一種的第二金屬層以及分別布置在第二金屬層的第一表面和第二表面上的第三金屬層，第三金屬層的熱膨脹系數(shù)比第二金屬層的熱膨脹系數(shù)高。
【專利說明】發(fā)光二極管
[0001 ] 本申請是申請日為2011年5月18日、申請?zhí)枮?01110140245.0、題為“高效發(fā)光二極管”的專利申請的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的示例性實施例涉及一種發(fā)光二極管(LED)，更具體地說，涉及一種使用基底分離工藝來去除生長基底的基于GaN的高效LED。
【背景技術(shù)】
[0003]通常，由于諸如氮化鎵(GaN)和氮化鋁(AlN)的III族元素氮化物具有良好的熱穩(wěn)定性和直接躍迀型的能帶結(jié)構(gòu)，所以近來它們作為可見區(qū)和紫外區(qū)的發(fā)光二極管(LED)的材料而受到關(guān)注。具體地說，已經(jīng)在各種應(yīng)用(例如，大尺寸全彩平板顯示器、交通燈、室內(nèi)照明器、高密度光源、高分辨率輸出系統(tǒng)和光通訊)中使用利用氮化銦鎵(InGaN)的藍光發(fā)射器件和綠光發(fā)射器件。
[0004]由于會難以形成能夠使III族元素氮化物半導(dǎo)體層在其上生長的均質(zhì)基底，所以III族元素氮化物層可通過例如金屬有機化學(xué)氣相沉積(MOCVD)或分子束外延(MBE)的工藝生長在具有與氮化物半導(dǎo)體層相似的晶體結(jié)構(gòu)的異質(zhì)基底上。具有六方晶系結(jié)構(gòu)的藍寶石基底可被用作異質(zhì)基底。然而，由于藍寶石為非導(dǎo)電體，所以使用藍寶石基底的LED的結(jié)構(gòu)會受到限制。因此，近來已經(jīng)開發(fā)了這樣的技術(shù)，即，在諸如藍寶石基底的異質(zhì)基底上生長諸如氮化物半導(dǎo)體層的外延層，將支撐基底結(jié)合到外延層上，然后利用激光剝離技術(shù)等分離異質(zhì)基底，從而制造出高效垂直LED(例如，參見由Sano等人提交的第6，744，071號美國專利)。
[0005]通常，，垂直LED與傳統(tǒng)的水平LED相比由于P型半導(dǎo)體層位于垂直LED的下部的結(jié)構(gòu)而可具有優(yōu)良的電流擴展性能，并且垂直LED通過應(yīng)用導(dǎo)熱性高于藍寶石基底的導(dǎo)熱性的支撐基底而可具有優(yōu)良的散熱性能。另外，朝向支撐基底發(fā)射的光能夠通過在支撐基底和P型半導(dǎo)體層之間設(shè)置反射金屬層而被反射，并且可通過光增強化學(xué)(PEC)蝕刻等對N面進行各向異性蝕刻而在η型半導(dǎo)體層上形成粗糙表面，從而可顯著地提高向上的光提取效率。
[000?] 然而，由于外延層的總厚度(大約4μηι)與發(fā)光面積(例如，350μηιΧ350μηι或Imm2)相比會非常薄，所以會非常難以實現(xiàn)電流擴展。為了解決這種問題，促進η型層中的電流擴展的技術(shù)涉及使用從η型電極焊盤延伸的電極延伸件，或者可通過在P型電極的對應(yīng)于η型電極焊盤的位置處設(shè)置絕緣材料來防止電流從η型電極焊盤直接流向P型電極。然而，在防止電流從η型電極焊盤朝η型電極焊盤正下方的部分集中方面會存在限制。另外，在將電流均勻地擴展在整個寬的發(fā)光區(qū)域方面會存在限制。
[0007]具體地說，電流集中會在LED的局部區(qū)域(S卩，電流集中的區(qū)域)中累積疲勞，因此，會在該區(qū)域中形成漏電流路徑。為此，在電極焊盤正下方的區(qū)域中的電流集中會妨礙將具有垂直結(jié)構(gòu)的LED用作用于需要高可靠性的照明的LED。具體地說，在照明使用的高亮度LED的情況下，微小的電流集中會使LED的發(fā)光效率劣化，并且會對LED的壽命產(chǎn)生不良影響。
[0008]同時，在相對高的溫度下執(zhí)行用于制造垂直LED的工藝，例如，在生長基底上生長外延層的工藝或?qū)⒅位捉Y(jié)合到外延層的工藝。生長基底、外延層和支撐基底可具有彼此不同的熱膨脹系數(shù)。因此，在高溫下完成該工藝之后，應(yīng)力作用于相對薄的外延層，從而引起殘余應(yīng)力。雖然可通過激光剝離工藝來分離生長基底，但是由于殘余應(yīng)力而容易在外延層中產(chǎn)生諸如裂紋的物理損壞。此外，在激光剝離工藝中，由于發(fā)射激光束導(dǎo)致激波會被傳輸?shù)酵庋訉樱虼藭p壞外延層。
[0009]另外，由于生長基底和外延層之間的熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致外延層的表面會不平坦并且會具有局部凹陷或凸起部分。因此，當(dāng)支撐基底被結(jié)合到外延層時，會在外延層和支撐基底之間形成微氣泡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的示例性實施例提供一種具有改善了的電流擴展性能的高效發(fā)光二極管(LED)及其制造方法。
[0011]本發(fā)明的不例性實施例還提供一種具有提尚了的光提取效率的尚效LED及其制造方法。
[0012]本發(fā)明的示例性實施例還提供一種能夠減少外延層在制造工藝期間的損壞的高效LED及其制造方法。
[0013]將在下面的描述中闡述本發(fā)明的附加特征，這些特征將通過描述而部分地清楚，或者可通過實踐本發(fā)明而了解。
[0014]本發(fā)明的示例性實施例公開了一種有機發(fā)光二極管，所述有機發(fā)光二極管包括:基底;半導(dǎo)體堆疊件，布置在基底上，半導(dǎo)體堆疊件包括P型半導(dǎo)體層、有源層和η型半導(dǎo)體層;第一金屬層，設(shè)置在基底和半導(dǎo)體堆疊件之間，第一金屬層與半導(dǎo)體堆疊件歐姆接觸；第一電極焊盤，布置在半導(dǎo)體堆疊件上；電極延伸件，從第一電極焊盤延伸，電極延伸件具有與η型半導(dǎo)體層接觸的接觸區(qū)；第一絕緣層，設(shè)置在基底和半導(dǎo)體堆疊件之間，第一絕緣層覆蓋P型半導(dǎo)體層的在電極延伸件的接觸區(qū)下方的第一區(qū)域;第二絕緣層，設(shè)置在第一電極焊盤和半導(dǎo)體堆疊件之間。
[0015]應(yīng)該理解的是，上述一般描述和下面的詳細描述是示例性和解釋性的，并意圖提供對請求保護的本發(fā)明的進一步解釋。
【附圖說明】
[0016]包括附圖來提供對本發(fā)明的進一步理解，附圖包含在本說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施例并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的高效發(fā)光二極管(LED)的剖視圖。
[0018]圖2是示出圖1中示出的高效LED的頂表面的平面圖。
[0019]圖3中的(a)和(b)是比較根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的電流流動與根據(jù)對比示例的電流流動的視圖。
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的高效LED的剖視圖。
[0021]圖5和圖6是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的可用作反射結(jié)構(gòu)的分布式布拉格反射器(DBR)的視圖。
[0022]圖7是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的LED的示意性布局。
[0023 ]圖8是沿圖7中的線A-A截取的剖視圖。
[0024]圖9是沿圖7中的線B-B截取的剖視圖。
[0025 ]圖1O是沿圖7中的線C-C截取的剖視圖。
[0026]圖11、圖12、圖13、圖14和圖15是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造LED的方法的剖視圖，圖11、圖12、圖13、圖14和圖15均對應(yīng)于沿圖中7的線A-A截取的剖視圖。
[0027]圖16是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的LED的示意性布局。
[0028]圖17是沿圖16中的線A-A截取的剖視圖。
[0029 ]圖18是沿圖16中的線B-B截取的剖視圖。
[0030]圖19是沿圖16中的線C-C截取的剖視圖。
[0031 ]圖20、圖21和圖22是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造LED的方法的剖視圖，圖20、圖21和圖22均對應(yīng)于沿圖16中的線A-A截取的剖視圖。
[0032]圖23是示出反射金屬層的邊緣部分的掃描電系顯微鏡(SEM)剖面照片，以示出可在垂直LED的制造工藝中導(dǎo)致的問題。
[°033 ]圖24是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的LED的示意性布局。
[0034]圖25是沿圖24中的線A-A截取的剖視圖。
[0035]圖26是沿圖24中的線B-B截取的剖視圖。
[0036]圖27是沿圖24中的線C-C截取的剖視圖。
[0037]圖28、圖29、圖30和圖31是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造LED的方法的剖視圖，圖28、圖29、圖30和圖31均對應(yīng)于沿圖24中的線A-A截取的剖視圖。
【具體實施方式】
[0038]在下文中，將參照附圖詳細地描述本發(fā)明的示例性實施例。僅以示出的目的提供下面的實施例，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠充分地理解本發(fā)明的精神。因此，本發(fā)明不限于下面的實施例，而是可以以其他形式實施。在附圖中，為了便于示出，可夸大元件的寬度、長度和厚度等。相同的標號在說明書和附圖中始終指示相同的元件。
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的高效發(fā)光二極管(LED)的剖視圖。
[0040]如圖1所示，根據(jù)本示例性實施例的高效LED包括:支撐基底41，半導(dǎo)體堆疊件30，設(shè)置在支撐基底41上；中間層，設(shè)置在半導(dǎo)體堆疊件30和支撐基底41之間。中間層可包括用于歐姆接觸、光反射以及支撐基底41和半導(dǎo)體堆疊件30之間的結(jié)合的多層金屬層(例如，如圖1中所示的31、35和43)。
[0041]支撐基底41與用于生長化合物半導(dǎo)體層的生長基底(未示出)不同，支撐基底41是附著到在生長基底上生長的化合物半導(dǎo)體層的二次基底。生長基底可以是適于生長III族氮化物半導(dǎo)體的藍寶石基底。在當(dāng)前示例性實施例中，如果另一藍寶石基底被用作支撐基底41，則生長基底和支撐基底41具有相同的熱膨脹系數(shù)，從而可防止晶片在結(jié)合支撐基底41和去除生長基底時彎曲。
[0042]半導(dǎo)體堆疊件30設(shè)置在支撐基底41上，并且包括有源層27和分別設(shè)置在有源層27的兩側(cè)的P型化合物半導(dǎo)體層29和η型化合物半導(dǎo)體層25。與傳統(tǒng)的垂直LED相似，在半導(dǎo)體堆疊件30中，p型化合物半導(dǎo)體層29定位成比η型化合物半導(dǎo)體層25更接近支撐基底41。在本示例性實施例中，半導(dǎo)體堆疊件30位于支撐基底41的部分區(qū)域上，P型結(jié)合焊盤70可設(shè)置在支撐基底41的其上沒有半導(dǎo)體堆疊件30的其他區(qū)域上。由于支撐基底41是絕緣的，所以導(dǎo)電中間層的一部分沿半導(dǎo)體堆疊件30的橫向延伸，使得中間層的延伸部分能夠連接到P型結(jié)合焊盤70。
[0043]P型化合物半導(dǎo)體層29、有源層27和η型化合物半導(dǎo)體層25可由基于III族元素-N的化合物半導(dǎo)體(例如，(Al ,Ga，Ιη)Ν半導(dǎo)體)形成。η型化合物半導(dǎo)體層25和P型化合物半導(dǎo)體層29中的每個可具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。例如，η型化合物半導(dǎo)體層25和/或P型化合物半導(dǎo)體層29可包括接觸層和覆蓋層，并且還可包括超晶格層。另外，有源層27可具有單個或多個量子阱結(jié)構(gòu)。具有相對小的比電阻的η型化合物半導(dǎo)體層25位于支撐基底41的相對側(cè)，從而可以在η型化合物半導(dǎo)體層25的頂表面上容易地形成粗糙的或有紋理的表面。粗糙的或有紋理的表面可提高有源層27中產(chǎn)生的光的提取效率。如果支撐基底41不由諸如藍寶石的絕緣基底形成，而是由金屬或?qū)щ姲雽?dǎo)體形成，則P型結(jié)合焊盤70可形成在支撐基底41的底表面上。
[0044]同時，P歐姆電極31可位于支撐基底41和半導(dǎo)體堆疊件30之間，以與P型化合物半導(dǎo)體層29歐姆接觸。η電極焊盤51位于半導(dǎo)體堆疊件30上，并且電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸。η電極焊盤51和電極延伸件51a可與η型化合物半導(dǎo)體層25歐姆接觸。高效LED還包括順序地設(shè)置在P歐姆電極31和支撐基底41之間的阻擋金屬層35和結(jié)合金屬43。阻擋金屬層35與P歐姆電極31接觸，結(jié)合金屬43分別在其上側(cè)和下側(cè)與阻擋金屬層35和支撐基底41接觸。
[0045]在本示例性實施例中，結(jié)合金屬43用于將半導(dǎo)體堆疊件30結(jié)合到支撐基底41。這時，可通過將位于半導(dǎo)體堆疊件30上的結(jié)合金屬層結(jié)合到位于支撐基底41上的另一結(jié)合金屬層來形成結(jié)合金屬43，支撐基底41和半導(dǎo)體堆疊件30通過結(jié)合金屬層的共熔結(jié)合而彼此附著ο結(jié)合金屬43可包括Au-Sn合金。
[0046]在本示例性實施例中，P歐姆電極31可以是包含諸如Ag的反射金屬的歐姆反射金屬層，P歐姆電極31中的位于與P歐姆電極31相同高度的部分區(qū)域成為溝槽區(qū)312。為了便于理解，在圖1中用虛線標出溝槽區(qū)312。將在下面描述的溝槽區(qū)312位于接近P型化合物半導(dǎo)體層29的角落處，以對應(yīng)于在η型化合物半導(dǎo)體層25上的η型電極焊盤51的位置。在本示例性實施例中，溝槽區(qū)312由位于其下方的阻擋金屬層35填充。阻擋金屬層35由例如不與P型化合物半導(dǎo)體層29進行良好歐姆接觸的金屬(例如Ni)形成，因此，可在溝槽區(qū)312中限制電流流動。
[0047]鍵合線W可連接到η電極焊盤51，電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸。
[0048]圖2是示出圖1中示出的器件的頂表面的平面圖。
[0049]參照圖2，η電極焊盤51與η型化合物半導(dǎo)體層25的中心區(qū)分隔開并接近η型化合物半導(dǎo)體層25的角落。因此，η型化合物半導(dǎo)體層25上的發(fā)光區(qū)可以最低限度地被鍵合線W覆蓋。電極延伸件51a從η電極焊盤51線性地延伸。更具體地說，電極延伸件51a可包括從η電極焊盤51開始并回到η電極焊盤51的閉環(huán)式外電極圖案512，以及均具有分別連接到外電極圖案512的兩個不同位置的兩端的多個內(nèi)電極圖案514。
[0050]參照回圖1，如上所述，η電極焊盤51位于與沒有P歐姆電極31的溝槽區(qū)312相對的區(qū)域(即，直接在溝槽區(qū)312上方的區(qū)域)中。電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸至p歐姆電極31的上部。因此，在η型化合物半導(dǎo)體層25上的η電極焊盤51和P型化合物半導(dǎo)體層29下的直接位于η電極焊盤51下方的溝槽區(qū)312之間的電流的路徑基本被阻擋。因此，經(jīng)過η型化合物半導(dǎo)體層25上的電極延伸件51a的電流會增大，并且電極延伸件5 Ia和P歐姆電極31之間的電流也增大。因此，可以更有效地擴展電流。在本示例性實施例中，只要η型化合物半導(dǎo)體層25的頂表面沒有被電極延伸件51a過多地覆蓋，通過適當(dāng)?shù)乜刂齐姌O延伸件51a的圖案，可提高電流的擴展效率。電極延伸件51a過多地覆蓋η型化合物半導(dǎo)體層25會導(dǎo)致發(fā)光效率降低。
[0051]圖3中的(a)和(b)是基于是否形成溝槽區(qū)312來比較電極延伸件51a對提高電流擴展的貢獻程度的差異的視圖。圖3中的(a)和(b)示出了與未形成溝槽區(qū)的情況(見圖3中的(b))相比，在形成溝槽區(qū)312的情況(見圖3中的(a))下提高了電極延伸件51a和P歐姆電極31之間的電流擴展(沿箭頭方向示出)。
[0052]圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的高效LED的剖視圖。
[0053]參照圖4，根據(jù)本示例性實施例的高效LED與參照圖1描述的LED相似，但是包括被構(gòu)造為填充溝槽區(qū)312并與P型化合物半導(dǎo)體層29接觸的分布式布拉格反射器的絕緣層22(在下文中，稱作“絕緣DBR”)。絕緣DBR 22和被設(shè)置為圍繞絕緣DBR 22的p歐姆電極31 (即，歐姆反射金屬層)一起與位于半導(dǎo)體堆疊件30下部的P型化合物半導(dǎo)體層29接觸。
[0054]可通過交替地堆疊從3丨辦隊、11亦、了&辦和他辦中選擇的高折射率層和低折射率層的至少兩層來形成絕緣DBR 22?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)交替地堆疊的高折射率層和低折射率層的光學(xué)厚度來使特定波長光的反射率最大化。這時，絕緣DBR 22中的層可具有相同的光學(xué)厚度，以增大特定波長的光(例如，在有源層27中產(chǎn)生的光)的反射率?？蛇x地，可通過堆疊反射波長彼此不同的多個DBR來形成絕緣DBR 22，以提高相對寬的波長區(qū)內(nèi)的光的反射率?？赏ㄟ^高折射率層和低折射率層的光學(xué)厚度來控制每個絕緣DBR 22的反射波長。
[0055]在特定波長的光的反射的方面，絕緣DBR22可包括通過沿豎直方向重復(fù)地堆疊一個高折射率層和一個低折射率層形成的單個DBR。然而，如果上述LED是應(yīng)用到發(fā)射白光的LED封裝件的白光LED，則絕緣DBR 22可具有包括兩個或更多個絕緣DBR部分的結(jié)構(gòu)，從而提高了發(fā)光效率。在下文中，將描述可應(yīng)用于上述LED的絕緣DBR 22的其他示例，其中，兩個或更多個絕緣DBR部分被構(gòu)造為堆疊，以適于反射兩個或更多個不同波長的光。
[0056]參照圖5，絕緣DBR 22包括第一絕緣DBR部分222和第二絕緣DBR部分224。
[0057]通過重復(fù)多對第一材料層222a和第二材料層222b來形成第一絕緣DBR部分222，通過重復(fù)多對第三材料層224a和第四材料層224b來形成第二絕緣DBR部分224。第一絕緣DBR部分222中的成對的第一材料層222a和第二材料層222b對紅色波長區(qū)或綠色波長區(qū)中的光(例如，波長為550nm或630nm的光)的反射率可以比對藍色波長區(qū)中的光的反射率相對高，第二絕緣DBR部分224中的成對的第三材料層224a和第四材料層224b可對藍色波長區(qū)中的光(例如，波長為460nm的光)的反射率可以比對紅色波長區(qū)或綠色波長區(qū)中的光的反射率相對高。雖然第一絕緣DBR部分222中的材料層222a和222b的光學(xué)厚度大于第二絕緣DBR部分224中的材料層224a和224b的光學(xué)厚度，但是本發(fā)明不限于此。即，第二絕緣DBR部分中的材料層的光學(xué)厚度可大于第一絕緣DBR部分中的材料層的光學(xué)厚度。
[0058]第一材料層222a可具有與第三材料層224a的材料相同的材料(S卩，相同的折射率)，第二材料層222b可具有與第四材料層224b的材料相同的材料(S卩，相同的折射率)。例如，第一材料層222a和第三材料層224a可由Ti02(折射率η:大約2.5)形成，第二材料層222b和第四材料層224b可由S12 (折射率η:大約1.5)形成。
[0059]同時，第一材料層222a的光學(xué)厚度與第二材料層222b的光學(xué)厚度基本成整數(shù)倍的關(guān)系，優(yōu)選地，它們的光學(xué)厚度彼此基本相同。第三材料層224a的光學(xué)厚度與第四材料層224b的光學(xué)厚度基本成整數(shù)倍的關(guān)系，它們的光學(xué)厚度可以彼此基本相同。
[0060]第一材料層222a的光學(xué)厚度可大于第三材料層224a的光學(xué)厚度，第二材料層222b的光學(xué)厚度可大于第四材料層224b的光學(xué)厚度?？赏ㄟ^調(diào)節(jié)每個材料層的折射率和/或?qū)嶋H厚度來調(diào)節(jié)第一材料層222a、第二材料層222b、第三材料層224a和第四材料層224b的光學(xué)厚度。
[0061 ]根據(jù)本示例性實施例，提供了第一絕緣DBR部分222和第二絕緣DBR部分224被構(gòu)造為彼此堆疊的絕緣DBR 22，第一絕緣DBR部分222具有對長波長可見光的相對較高的反射率，第二絕緣DBR部分224具有對短波長可見光的相對較高的反射率。通過第一絕緣DBR部分222和第二絕緣DBR部分224的組合，絕緣DBR 22可在可見光區(qū)中的整個寬的波長帶中具有高反射率。
[0062]由于單個DBR相對于特定波長范圍內(nèi)的光具有高反射率而對在其他波長范圍內(nèi)的光具有低反射率，所以在提高發(fā)射白光的LED封裝件的光提取效率方面會存在限制。然而，由于如圖5中所示的包括兩個或更多個DBR部分的絕緣DBR 22不僅相對于藍色波長區(qū)中的光具有高反射率，而且相對于綠色波長區(qū)和紅色波長區(qū)中的光具有高反射率，所以可提高LED封裝件的光效率。
[0063]此外，與第二絕緣DBR部分224被設(shè)置為比第一絕緣DBR部分222更接近半導(dǎo)體堆疊件30時相比，當(dāng)?shù)谝唤^緣DBR部分222被設(shè)置為比第二絕緣DBR部分224更接近半導(dǎo)體堆疊件30時，絕緣DBR 22中的光損失會減小。
[0064]在本示例性實施例中，已經(jīng)描述了兩個反射器，S卩，第一絕緣DBR部分222和第二絕緣DBR部分224，然而可使用更多個DBR。相對于較長波長的光具有較高反射率的DBR可被設(shè)置為相對接近于半導(dǎo)體堆疊件30。
[0065]在本示例性實施例中，第一絕緣DBR部分222中的第一材料層222a的厚度可以彼此不同，第一絕緣DBR部分222中的第二材料層222b的厚度可以彼此不同。第二絕緣DBR部分224中的第三材料層224a的厚度可以彼此不同，第二絕緣DBR部分224中的第四材料層224b的厚度可以彼此不同。
[0066]雖然已經(jīng)在本示例性實施例中描述了材料層222a、222b、224a和224b由S12或T12形成，但是本發(fā)明不限于此。材料層可由其他材料層形成，例如由Si3N4、化合物半導(dǎo)體等形成。第一材料層222a和第二材料層222b的折射率之間的差可大于0.5，第三材料層224a和第四材料層224b的折射率之間的差可大于0.5。
[0067]第一絕緣DBR部分222中的第一材料層和第二材料層的對數(shù)以及第二絕緣DBR部分224中的第三材料層和第四材料層的對數(shù)越多，反射率會提高得越多。這些對的總數(shù)可以至少是20對。
[0068]圖6是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的絕緣DBR22的剖視圖。在根據(jù)本示例性實施例的絕緣DBR 22中，多對第一材料層222a和第二材料層222b與多對第三材料層224a和第三材料層224b彼此混合。即，至少一對第三材料層224a和第四材料層224b設(shè)置在多對第一材料層222a和第二材料層222b之間，至少一對第一材料層222a和第二材料層222b設(shè)置在多對第三材料層224a和第四材料層224b之間。這里，第一材料層222a、第二材料層222b、第三材料層224a和第四材料層224b的光學(xué)厚度被控制為對可見光區(qū)中的整個寬的波長帶的光具有尚反射率。
[0069]圖7是根據(jù)本發(fā)明示意性實施例的LED的示意性布局。圖8、圖9和圖10分別是沿圖7中的線A-A、B-B和C-C截取的剖視圖。在圖7中，用虛線標出位于半導(dǎo)體堆疊件30下方的反射金屬層31和下絕緣層33。
[0070]參照圖7至圖10，LED包括支撐基底41、半導(dǎo)體堆疊件30、反射金屬層31、下絕緣層33、阻擋金屬層35、上絕緣層47、n電極焊盤51和電極延伸件Sla13LED還可包括結(jié)合金屬43。
[0071]支撐基底41區(qū)別于用于生長化合物半導(dǎo)體層的生長基底(未示出)，支撐基底41是附著到預(yù)先生長的化合物半導(dǎo)體層的二次基底。雖然支撐基底41可以是導(dǎo)電基底(例如，金屬性基底)或者半導(dǎo)體基底，但是本發(fā)明不限于此。即，支撐基底41可以是例如藍寶石基底的絕緣基底。
[0072]半導(dǎo)體堆疊件30位于支撐基底41上，并且包括P型化合物半導(dǎo)體層29、有源層27和η型化合物半導(dǎo)體層25。在半導(dǎo)體堆疊件30中，與傳統(tǒng)的垂直LED相似，P型化合物半導(dǎo)體層29定位為與η型化合物半導(dǎo)體層25相比更接近支撐基底41。半導(dǎo)體堆疊件30可位于支撐基底41的部分區(qū)域上。即，支撐基底41具有比半導(dǎo)體堆疊件30相對更寬的面積，半導(dǎo)體堆疊件30位于由支撐基底41的邊緣所圍繞的區(qū)域中。
[0073]由于η型化合物半導(dǎo)體層25、有源層27和P型化合物半導(dǎo)體層29與參照圖1描述的η型化合物半導(dǎo)體層25、有源層27和P型化合物半導(dǎo)體層29相同，所以將省略對它們的詳細描述。
[0074]P電極位于P型化合物半導(dǎo)體層29和支撐基底41之間，并且可包括反射金屬層31和阻擋金屬層35。反射金屬層31在半導(dǎo)體堆疊件30和支撐基底41之間與P型化合物半導(dǎo)體層29進行歐姆接觸。反射金屬層31可包括由例如Ag制成的反射層。反射金屬層31可定位為被限制在半導(dǎo)體堆疊件30的區(qū)域下方。如圖7所示，反射金屬層31可由多個板形成，其中，在板之間形成溝槽。半導(dǎo)體堆疊件30通過溝槽暴露。
[0075]下絕緣層33位于反射金屬層31和支撐基底41之間并覆蓋反射金屬層31。下絕緣層33覆蓋反射金屬層31(例如，所述多個板)的側(cè)表面和邊緣，并具有開口，通過所述開口暴露反射金屬層31。下絕緣層33可形成為具有由氧化硅或氮化硅制成的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，并且可以是通過重復(fù)堆疊折射率彼此不同的絕緣層(例如Si02/Ti02或Si02/Nb205)獲得的DBR。下絕緣層33能夠防止反射金屬層31暴露到外部。下絕緣層33也可位于半導(dǎo)體堆疊件30的側(cè)表面下方，從能能夠防止通過半導(dǎo)體堆疊件30的側(cè)表面的漏電流。
[0076]阻擋金屬層35在下絕緣層33下方覆蓋下絕緣層33，阻擋金屬層35通過下絕緣層33的開口連接到反射金屬層31。阻擋金屬層35通過防止金屬性材料(例如Ag)從反射金屬層31擴散來保護反射金屬層31。阻擋金屬層35可包括例如Ni層。阻擋金屬層35可位于支撐基底41的整個表面上方。
[0077]支撐基底41可借助于結(jié)合金屬43結(jié)合到阻擋金屬層35上。可利用共熔結(jié)合由例如Au-Sn形成結(jié)合金屬43。可選地，支撐基底41可利用例如鍍覆技術(shù)形成在阻擋金屬層35上。如果支撐基底41是導(dǎo)電基底，則支撐基底41可執(zhí)行p電極焊盤的功能。可選地，如果支撐基底41是絕緣基底，則可在位于支撐基底41上的阻擋金屬層35上形成P電極焊盤。
[0078]同時，半導(dǎo)體堆疊件30的頂表面(S卩，η型化合物半導(dǎo)體層25的表面)可以既具有粗糙表面又具有平坦表面。如圖8至圖10中所示，η電極焊盤51和電極延伸件51a位于平坦表面上。如這些附圖所示，η電極焊盤51和電極延伸件51a定位為被限制在平坦表面上，并且可以比平坦表面窄。因此，可防止η電極焊盤51或者電極延伸件51a由于在半導(dǎo)體堆疊件30中產(chǎn)生的下陷(undercut)等而剝離，從而提高其了可靠性。粗糙表面也可位于平坦表面下方。即，粗糙表面可以位于η電極焊盤51和電極延伸件51a下方。
[0079]同時，]1電極焊盤51位于半導(dǎo)體堆疊件30上，電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸。多個η電極焊盤51可位于半導(dǎo)體堆疊件30上，電極延伸件5 Ia可分別從η電極焊盤51延伸。電極延伸件51a電連接到半導(dǎo)體堆疊件30，并可與η型化合物半導(dǎo)體層25直接接觸。
[0080]η電極焊盤51也可位于反射金屬層31中的溝槽區(qū)的上方。即，與P型化合物半導(dǎo)體層29歐姆接觸的反射金屬層31可以不位于η電極焊盤51下方，而是下絕緣層33位于η電極焊盤51下方。此外，電極延伸件51a還可位于反射金屬層31中的溝槽區(qū)上方。如圖7所示，在由多個板組成的反射金屬層31中，電極延伸件51a可位于這些板之間的區(qū)域上方。反射金屬層31中的溝槽區(qū)(S卩，所述多個板之間的區(qū)域)的寬度可以比電極延伸件51a寬。因此，可防止電流流動從電極延伸件51a朝向在電極延伸件51a正下方的部分集中。
[0081]同時，上絕緣層47設(shè)置在η電極焊盤51和半導(dǎo)體堆疊件30之間。上絕緣層47可防止電流從η電極焊盤51直接流入到半導(dǎo)體堆疊件30中。具體地說，上絕緣層47可防止電流集中在η電極焊盤51正下方的部分上。上絕緣層47覆蓋粗糙表面。上絕緣層47可具有沿粗糙表面形成的不平坦表面。上絕緣層47的不平坦表面可具有凸起形狀。上絕緣層477的不平坦表面可減少可能在上絕緣層47的上表面上產(chǎn)生的全內(nèi)反射。
[0082]上絕緣層47可覆蓋半導(dǎo)體堆疊件30的側(cè)表面，以保護半導(dǎo)體堆疊件30免受外部環(huán)境影響。另外，上絕緣層47可具有開口，半導(dǎo)體堆疊件30通過所述開口暴露，電極延伸件5Ia可位于開口中以與半導(dǎo)體堆疊件30接觸。
[0083]圖11至圖15是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造LED的方法的剖視圖。這里，每幅剖視圖對應(yīng)于沿圖7中的線A-A截取的剖視圖。
[0084]參照圖11，在生長基底21上形成包括η型半導(dǎo)體層25、有源層27和P型半導(dǎo)體層29的半導(dǎo)體堆疊件30。雖然生長基底21可以是藍寶石基底，但是本發(fā)明不限于此。即，生長基底21可以是另一異質(zhì)基底，例如，娃基底?？蓪ⅵ切桶雽?dǎo)體層25和P型半導(dǎo)體層29中的每個形成為具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)?？蓪⒂性磳?7形成為具有單個或多個量子阱結(jié)構(gòu)。
[0085]可由基于III族元素-N的化合物半導(dǎo)體來形成半導(dǎo)體層，并且可通過諸如MOCVD或MBE的工藝在生長基底21上生長半導(dǎo)體層。
[0086]同時，在形成化合物半導(dǎo)體層之前，可形成緩沖層(未示出)。采用緩沖層來減少生長基底21和化合物半導(dǎo)體層之間的晶格失配，緩沖層可以是基于III族元素-N(例如GaN或AlN)的材料層。
[0087]參照圖12，在半導(dǎo)體堆疊件30上形成反射金屬層31。反射金屬層31具有溝槽，通過所述溝槽暴露半導(dǎo)體堆疊件20。例如，可由多個板形成反射金屬層31，并且可在所述多個板之間形成溝槽(見圖7)。
[0088]然后，形成下絕緣層33以覆蓋反射金屬層31。下絕緣層33填充反射金屬層31中的溝槽，并覆蓋反射金屬層31的側(cè)表面和邊緣。下絕緣層33具有開口，通過所述開口暴露反射金屬層31。下絕緣層33可由氧化硅或氮化硅形成，并且可形成為通過交替地堆疊折射率彼此不同的絕緣層而獲得的DBR。
[0089]在下絕緣層33上形成阻擋金屬層35?？赏ㄟ^填充形成在下絕緣層33中的開口使阻擋金屬層35與反射金屬層31接觸。
[0090]參照圖13，使支撐基底41附著到阻擋金屬層35上。支撐基底41可與半導(dǎo)體堆疊件30分離地形成，然后借助于結(jié)合金屬43結(jié)合到阻擋金屬層35上?？蛇x地，可通過鍍覆技術(shù)在阻擋金屬層35上形成支撐基底41。
[0091]然后，通過去除生長基底21來暴露半導(dǎo)體堆疊件30中的η型半導(dǎo)體層25的表面?？衫眉す鈩冸x(LLO)技術(shù)來去除生長基底21。
[0092]參照圖14，在暴露的η型半導(dǎo)體層25上形成掩模圖案45。掩模圖案45僅覆蓋η型半導(dǎo)體層25的對應(yīng)于反射金屬層31的溝槽的區(qū)域，并暴露η型半導(dǎo)體層25的其他區(qū)域。具體地說，掩模圖案45覆蓋η型半導(dǎo)體層25的隨后將要形成有η電極焊盤51和電極延伸件51a的區(qū)域。掩模圖案45可由諸如光致抗蝕劑的聚合物形成。
[0093]然后，使用掩模圖案45作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻η型半導(dǎo)體層25的表面，從而在η型半導(dǎo)體層25上形成粗糙表面R。然后，去除掩模圖案45。11型半導(dǎo)體層25的其上設(shè)置有掩模圖案45的部分表面保持為平坦表面。
[0094]同時，通過使半導(dǎo)體堆疊件30圖案化來形成芯片分離區(qū)，并暴露下絕緣層33?？稍谛纬纱植诒砻鍾之前或之后形成芯片分離區(qū)。
[0095]參照圖15，在其上形成有粗糙表面R的η型半導(dǎo)體層25上形成上絕緣層47。上絕緣層47沿粗糙表面R形成，以具有對應(yīng)于粗糙表面R的不平坦表面。上絕緣層47覆蓋其上將要形成η電極焊盤51的平坦表面。上絕緣層47可覆蓋半導(dǎo)體堆疊件30的暴露于芯片分離區(qū)的側(cè)表面。上絕緣層47具有開口 47a，用來暴露其中將要形成電極延伸件51a的區(qū)域的平坦表面。
[0096]然后，在上絕緣層47上形成η電極焊盤51，在開口 47a中形成電極延伸件51a。電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸并電連接到半導(dǎo)體堆疊件30。
[0097]然后，沿芯片分離區(qū)將支撐基底分為單獨的芯片，從而完成LED的制造(見圖8)。
[0098]圖16是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的LED的示意性布局。圖17、圖18和圖19是分別沿圖16中的線Α-Α、Β-Β和C-C截取的剖視圖。在圖16中，用虛線標出位于半導(dǎo)體堆疊件30下方的反射金屬層31和下絕緣層33。
[0099]參照圖16至圖19，該LED與參照圖7至圖10描述的LED相似，但不同之處在于該LED包括具有特定的材料和結(jié)構(gòu)的支撐基底60。
[0100]在本示例性實施例中，支撐基底60是附著到預(yù)先生長的化合物半導(dǎo)體層的二次基底，并可以是諸如金屬性基底的導(dǎo)電基底。
[0101 ]支撐基底60包括:第一金屬層64，位于支撐基底60的中部;第二金屬層62和66，彼此對稱地設(shè)置在第一金屬層64的上部和下部。第一金屬層64可包含例如鎢(W)或鉬(Mo)中的至少一種。第二金屬層62和66由熱膨脹系數(shù)高于第一金屬層64的熱膨脹系數(shù)的材料制成，例如可包含銅(Cu)。粘合層63形成在第一金屬層64和第二金屬層62之間，粘合層65形成在第一金屬層64和第二金屬層66之間。另外，粘合層61形成在結(jié)合金屬43和第二金屬層62之間。這些粘合層61、63和65可包括N1、T1、Cr和Pt中的至少一種。下結(jié)合金屬68可借助于粘合層67形成在位于第一金屬層64的下方的第二金屬層66的底表面上。下結(jié)合金屬68具有與設(shè)置在支撐基底60和半導(dǎo)體堆疊件30之間的結(jié)合金屬43對稱的結(jié)構(gòu)。下結(jié)合金屬68可由與結(jié)合金屬43的材料相同的材料形成，并可由例如Au或Au-Sn(80wt % /20wt % )制成。下結(jié)合金屬68可被用于將支撐基底60附著到電子電路或印刷電路板(PCB)。
[0102]在本示例性實施例中，支撐基底60具有包括第一金屬層64以及彼此對稱地形成在第一金屬層64的頂表面和底表面上的第二金屬層62和66的結(jié)構(gòu)。與構(gòu)成第二金屬層62和66的材料(例如Cu)相比，構(gòu)成第一金屬層64的材料(例如W或Mo)具有相對較低的熱膨脹系數(shù)和相對較高的硬度。第一金屬層64的厚度被形成為大于第二金屬層62和66的厚度。因此，與第一金屬層分別形成在第二金屬層的頂表面和底表面上的結(jié)構(gòu)相比，可形成該結(jié)構(gòu)的相反結(jié)構(gòu)，即，第二金屬層62和66分別形成在第一金屬層64的頂表面和底表面上的結(jié)構(gòu)?？梢赃m當(dāng)?shù)乜刂频谝唤饘賹?4的厚度以及第二金屬層62和66的厚度，使得支撐基底60可具有與生長基底和半導(dǎo)體堆疊件30的熱膨脹系數(shù)相似的熱膨脹系數(shù)。
[0103]支撐基底60可與半導(dǎo)體堆疊件30分離地形成，然后通過結(jié)合金屬43結(jié)合到阻擋金屬層35 ο結(jié)合金屬43可利用共恪結(jié)合由例如Au或Au-Sn (80wt % /20wt % )形成?？蛇x地，支撐基底60可通過鍍覆或沉積技術(shù)形成在阻擋金屬層35上。例如，可利用使用整流器使金屬沉淀的電鍍法或者利用使用還原劑使金屬沉淀的非電鍍法來鍍覆支撐基底60。可選地，可利用諸如熱沉積、電子束蒸發(fā)、濺射或化學(xué)氣相沉積(CVD)的方法來沉積支撐基底60。
[0104]圖20至圖22是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造LED的方法的剖視圖。這里，每幅剖視圖對應(yīng)于沿圖16中的線A-A截取的剖視圖。
[0105]參照圖20，如參照圖10所描述的，首先在生長基底21上形成包括η型半導(dǎo)體層25、有源層27和P型半導(dǎo)體層29的半導(dǎo)體堆疊件30。然后，如參照圖10所描述的，在半導(dǎo)體堆疊件30上形成反射金屬層31、下絕緣層33和阻擋金屬層35。
[Ο?Ο?]然后，將支撐基底60附著在阻擋金屬層35上。支撐基底60可與半導(dǎo)體堆疊件30分離地形成，然后借助于結(jié)合金屬43結(jié)合到阻擋金屬層35上。
[0107]如參照圖16至圖19所描述的，支撐基底60包括:第一金屬層64，位于支撐基底60的中部;第二金屬層62和66，彼此對稱地設(shè)置在第一金屬層64的上部和下部。第一金屬層64可包括例如鎢(W)或鉬(Mo)中的至少一種。第二金屬層62和66由熱膨脹系數(shù)高于第一金屬層64的熱膨脹系數(shù)的材料制成，例如可包含銅(Cu)。在第一金屬層64和第二金屬層62之間形成粘合層63，并且在第一金屬層64和第二金屬層66之間形成粘合層65。另外，在結(jié)合金屬43和第二金屬層62之間形成粘合層61。這些粘合層61、63和65可包括N1、T1、Cr和Pt中的至少一種。可借助于粘合層67在第二金屬層66的底表面上形成下結(jié)合金屬68。可將下結(jié)合金屬68用于將支撐基底60附著到電子電路或PCB。
[0108]在本示例性實施例中，支撐基底60具有包括第一金屬層64以及彼此對稱地形成在第一金屬層64的頂表面和底表面上的第二金屬層62和66的結(jié)構(gòu)。與構(gòu)成第二金屬層62和66的材料(例如Cu)相比，構(gòu)成第一金屬層64的材料(例如W或Mo)具有相對較低的熱膨脹系數(shù)和相對較高的硬度。將第一金屬層64的厚度形成為大于第二金屬層62和66的厚度?？梢赃m當(dāng)?shù)乜刂频谝唤饘賹?4的厚度以及第二金屬層62和66的厚度，使得支撐基底60可具有與生長基底和半導(dǎo)體堆疊件30的熱膨脹系數(shù)相似的熱膨脹系數(shù)。
[0109]通過支撐基底60的上述結(jié)構(gòu)，通過用于執(zhí)行支撐基底60的結(jié)合的加熱工藝或其后續(xù)工藝可有效地減少會由于生長基底21、半導(dǎo)體堆疊件30和支撐基底60之間的熱膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致的應(yīng)力，因而可防止化合物半導(dǎo)體層的損壞和彎曲。
[0110]需要高溫氣氛來執(zhí)行支撐基底60的結(jié)合，可將壓力施加到支撐基底60，從而可以容易地執(zhí)行支撐基底60的結(jié)合。可僅在結(jié)合工藝期間借助于設(shè)置在高溫室上部的施壓板來施加壓力，并可在結(jié)合完成之后去除施壓板。
[0111]可選地，可通過在其兩側(cè)用于夾持支撐基底60和生長基底21的夾持件來施加壓力。因此，可在高溫氣氛下與室分離地施加壓力。因此，在結(jié)合支撐基底60之后，即使在常溫下也能夠保持壓力。
[0112]打磨工藝或LLO工藝可用作在結(jié)合支撐基底60之后去除生長基底的工藝。在這種情況下，為了減小會由于熱膨脹系數(shù)的差異而導(dǎo)致的彎曲，可將安裝有生長基底21的夾持件加熱至特定溫度，在該溫度下能夠減小彎曲。為了防止支撐基底60和半導(dǎo)體堆疊件由于可由分離生長基底21的工藝中產(chǎn)生的氣體以及在LLO工藝中發(fā)射的激光束導(dǎo)致的碰撞而受損，可在用于夾持生長基底21和支撐基底60的夾持件保持為安裝的狀態(tài)下執(zhí)行LLO工藝。
[0113]可選地，可利用例如鍍覆技術(shù)在阻擋金屬層35上形成支撐基底60。
[0114]在形成支撐基底60之后，去除生長基底21，從而暴露半導(dǎo)體堆疊件40中的η型化合物半導(dǎo)體層25的表面?？赏ㄟ^LLO工藝通過將激光通過生長基底21輻射并分離生長基底21來去除生長基底21。這時，激光的能量被選擇為小于生長基底21的能帶隙且大于緩沖層(未示出)的能帶隙。
[0115]參照圖21，如參照圖14所描述的，在暴露的η型半導(dǎo)體層25上形成掩模圖案45，通過利用掩模圖案45作為蝕刻掩模對η型半導(dǎo)體層25的表面進行各向異性蝕刻而在η型半導(dǎo)體層25上形成粗糙表面R。然后，去除掩模圖案45。
[0116]同時，通過使半導(dǎo)體堆疊件30圖案化來形成芯片分離區(qū)，并且暴露下絕緣層33。芯片分離區(qū)可在形成粗糙表面R之前或之后形成。
[0117]參照圖22，如參照圖15所描述的，在其上形成有粗糙表面R的η型半導(dǎo)體層25上形成上絕緣層47。然后，在上絕緣層47上形成η電極焊盤51，在開口 47a中形成電極延伸件。電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸，并電連接到半導(dǎo)體堆疊件30。然后，沿芯片分離區(qū)將支撐基底60分為單獨的芯片，從而完成LED的制造(見圖17)。
[0118]圖23是示出反射金屬層的邊緣部分的掃描電子顯微鏡(SEM)剖面照片，用于示出可在垂直LED中導(dǎo)致的問題。
[0119]參照圖23，反射金屬層31形成在P型半導(dǎo)體層29上，反射金屬層31的邊緣被絕緣層33覆蓋。絕緣層33被圖案化為具有溝槽(未示出)，通過所述溝槽暴露反射金屬層31。阻擋金屬層35形成在絕緣層33和被溝槽暴露的反射金屬層31上。然后，結(jié)合金屬43形成在阻擋金屬層35上，支撐基底(未示出)附著在阻擋金屬層35上并且結(jié)合金屬43置于支撐基底和阻擋金屬層35之間。反射金屬層31包括銀(Ag)，絕緣層33由S12形成。通過重復(fù)地堆疊Pt、N1、T1、W或它們的合金形成阻擋金屬層35。
[0120]如圖23所示，在反射金屬層31的邊緣附近的絕緣層33和阻擋金屬層35中產(chǎn)生裂紋。應(yīng)該理解的是，即使在不使用絕緣層33時(S卩，即使在阻擋金屬層35直接形成在反射金屬層31上時)，也會產(chǎn)生這種裂紋。裂紋形成為在反射金屬層31的附近相對較寬。裂紋距離反射金屬層31越遠，裂紋越窄。裂紋幾乎在阻擋金屬層35的整個厚度中相連。
[0121]由于反射金屬層31的熱膨脹系數(shù)比絕緣層33和阻擋金屬層35的熱膨脹系數(shù)相對要大，所以會形成裂紋。即，由于在執(zhí)行加熱工藝時，反射金屬層31比絕緣層33和阻擋金屬層35膨脹得相對要多，所以應(yīng)力集中在反射金屬層31的邊緣上，因此，在接近反射金屬層31的絕緣層33中產(chǎn)生裂紋，使得裂紋會被傳遞至阻擋金屬層35。
[0122]由于產(chǎn)生裂紋，所以反射金屬層31的電學(xué)特性在反射金屬層31的邊緣附近發(fā)生變化，另外，在反射金屬層31和P型半導(dǎo)體層29之間出現(xiàn)諸如界面剝離的問題，從而使反射金屬層31的歐姆特性劣化。由于在P型半導(dǎo)體層29的表面上產(chǎn)生裂紋，所以會劣化LED的可靠性。
[0123]因此，將在下面描述能夠防止反射金屬層暴露于LED的外部并防止由于在反射金屬層的邊緣附近產(chǎn)生的裂紋而使反射金屬層的電學(xué)特性和可靠性劣化的LED。
[0124]圖24是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的LED的示意性布局。圖25、圖26和圖27分別是沿圖24中的線A-A、B-B和C-C截取的剖視圖。在圖24中，用虛線標出位于半導(dǎo)體堆疊件30下方的反射金屬層133和保護層131中的溝槽131a。
[0125]參照圖24至圖27，該LED與參照圖7至圖10描述的LED相似，但不同之處涉及保護層131、反射金屬層133和阻擋金屬層135。在下文中，為了避免羅嗦，將省略對與圖7至圖10的組件相同的組件的描述，將僅詳細描述區(qū)別。
[0126]保護層131位于半導(dǎo)體堆疊件30和支撐基底41之間并且具有溝槽131a，通過溝槽131a暴露半導(dǎo)體堆疊件30(例如，P型化合物半導(dǎo)體層29)。保護層131可具有暴露半導(dǎo)體堆疊件30的多個槽131 a。如這些附圖中所示，溝槽131 a的側(cè)壁可以是傾斜的。因此，溝槽13 Ia的傾斜的側(cè)壁能夠防止或減少在反射金屬層133和阻擋金屬層135中產(chǎn)生裂紋。
[0127]保護層131延伸至半導(dǎo)體堆疊件30的外部并位于半導(dǎo)體堆疊件30的側(cè)表面的下方，從而能夠防止反射金屬層133的上表面暴露于半導(dǎo)體堆疊件30。
[0128]保護層131可以是由氧化硅或氮化硅制成的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，保護層131可以是通過重復(fù)地堆疊折射率彼此不同的絕緣層(例如，Si02/Ti02或Si02/Nb205)而獲得的DBR?？蛇x地，保護層131可以是與半導(dǎo)體堆疊件30(例如，P型化合物半導(dǎo)體層29)肖特基接觸的金屬層，例如，由Ti制成的金屬層。
[0129]反射金屬層133位于保護層131和支撐基底41之間，并通過填充保護層131的溝槽131a與半導(dǎo)體堆疊件30(例如，P型化合物半導(dǎo)體層29)歐姆接觸。反射金屬層133可包括由例如Ag制成的反射層。反射金屬層133的側(cè)表面或邊緣133a位于保護層131下方。即，反射金屬層133的邊緣位于保護層131和支撐基底41之間。如圖24中所示，反射金屬層133的邊緣133a可位于半導(dǎo)體堆疊件30的邊緣和支撐基底41的邊緣之間。即，半導(dǎo)體堆疊件30定位成被限制在由反射金屬層133的邊緣133a圍繞的區(qū)域的上部區(qū)域中。
[0130]同時，阻擋金屬層135位于反射金屬層133和支撐基底41之間，并覆蓋反射金屬層133的邊緣，以圍繞反射金屬層133。即，反射金屬層133的側(cè)表面和底表面被阻擋金屬層135覆蓋。阻擋金屬層135防止反射金屬層133中的金屬性材料(例如，Ag)的移動，并防止反射金屬層133的側(cè)表面暴露于外部。阻擋金屬層135可包括例如Pt、N1、T1、W或它們的合金。阻擋金屬層可位于支撐基底41的整個表面上。
[0131]同時，]1電極焊盤51位于半導(dǎo)體堆疊件30上，電極延伸件51a從η電極焊盤51延伸。多個η電極焊盤51可位于半導(dǎo)體堆疊件30上，電極延伸件5 Ia可分別從多個η電極焊盤51延伸。電極延伸件51a電連接到半導(dǎo)體堆疊件30，并且可以與η型化合物半導(dǎo)體層25直接接觸。
[0132]η電極焊盤51也可位于保護層131的區(qū)域上方。即，直接在η電極焊盤51下方的反射金屬層133不與P型化合物半導(dǎo)體層29歐姆接觸，而保護層131直接位于η電極焊盤51下方而不是反射金屬層133直接位于η電極焊盤51下方。電極延伸件51a也可位于保護層131的區(qū)域上方。因此，能夠防止電流流動從電極延伸件51a朝向電極延伸件51a正下方的部分集中。
[0133]圖28至圖31是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的制造LED的方法的剖視圖。這里，每幅剖視圖對應(yīng)于沿圖24中的線A-A截取的剖視圖。
[0134]參照圖28，如參照圖11所描述的，首先在生長基底21上形成包括η型半導(dǎo)體層25、有源層27和P型半導(dǎo)體層29的半導(dǎo)體堆疊件30。在半導(dǎo)體堆疊件30上形成保護層131。保護層131具有溝槽(見圖24的131a)，通過所述溝槽暴露半導(dǎo)體堆疊件30?？蓪喜?31a的側(cè)壁形成為傾斜的。保護層131可由氧化硅層或氮化硅層形成，并且可以是通過交替地堆疊其折射率彼此不同的絕緣層獲得的DBR。可選地，保護層131可以是與半導(dǎo)體堆疊件30(例如，P型化合物半導(dǎo)體層29)肖特基接觸的金屬層。
[0135]在保護層131上形成反射金屬層133。反射金屬層133覆蓋保護層131，并通過填充保護層131的溝槽使反射金屬層133與半導(dǎo)體堆疊件30歐姆接觸。反射金屬層133包括反射金屬，例如，Ag。同時，反射金屬層133的邊緣位于保護層131上?？梢栽诿總€單個LED的區(qū)域上以連續(xù)板的形狀形成反射金屬層133。
[0136]然后，在反射金屬層133上形成阻擋金屬層135。阻擋金屬層135覆蓋反射金屬層133的頂表面和反射金屬層133的邊緣133a，以圍繞反射金屬層133。
[0137]參照圖29，如參照圖13所描述的，將支撐基底41附著在阻擋金屬層135上。然后，通過去除生長基底21來暴露η型半導(dǎo)體層25。
[0138]參照圖30，在暴露的η型半導(dǎo)體層25上形成掩模圖案45。掩模圖案45覆蓋η型半導(dǎo)體層25的在保護層131的區(qū)域上方的區(qū)域，并暴露η型半導(dǎo)體層25的其他區(qū)域。具體地說，掩模圖案45覆蓋η型半導(dǎo)體層25的隨后將要形成有η電極焊盤和電極延伸件的區(qū)域。掩模圖案45可由例如光致抗蝕劑的聚合物形成。
[0139]然后，通過利用掩模圖案45作為蝕刻掩模各向異性地蝕刻η型半導(dǎo)體層25的表面，在η型半導(dǎo)體層25上形成粗糙表面R。然后，去除掩模圖案45。11型半導(dǎo)體層25的其上設(shè)置有掩模圖案45的表面保持為平坦表面。
[0140]同時，通過圖案化半導(dǎo)體堆疊件30來形成芯片分離區(qū)，并暴露保護層131。芯片分離區(qū)可在形成粗糙表面R之前或之后形成。反射金屬層133的邊緣位于暴露于芯片分離區(qū)的保護層131的下方。因此，可通過保護層131防止反射金屬層133暴露于外部。
[0141]參照圖31，如參照圖15所描述的，在其上形成有粗糙表面R的η型半導(dǎo)體層25上形成上絕緣層47。上絕緣層47具有暴露平坦表面的將要形成電極延伸件51a的區(qū)域的開口47a0
[0142]然后，在上絕緣層47上形成η電極焊盤51，在開口 47a中形成電極延伸件。電極延伸件從η電極焊盤51延伸，并電連接到半導(dǎo)體堆疊件30。
[0143]然后，沿芯片分離區(qū)將支撐基底41分為單獨的芯片，從而完成LED的制造(見圖25)。這時，保護層131、阻擋金屬層135和支撐基底41可與支撐基底一起分開，因此，它們的側(cè)表面可以彼此平行。同時，反射金屬層位于被分開后的支撐基底的邊緣圍繞的區(qū)域中，因此，反射金屬層133未暴露于外部而是埋在LED中。
[0144]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種LED，其中，上絕緣層設(shè)置在第一電極焊盤和半導(dǎo)體堆疊件之間，從而提高了電流擴展性能。另外，上絕緣層被構(gòu)造為具有沿半導(dǎo)體堆疊件的粗糙表面形成的不平坦表面，從而提高了 LED的光提取效率。另外，在電極延伸件下方的P型化合物半導(dǎo)體層的表面被絕緣層覆蓋，從而可防止電流從電極延伸件沿豎直方向集中。
[0145]雖然已經(jīng)結(jié)合附圖和示例性實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于此，本發(fā)明由權(quán)利要求限定。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的由權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下，可以對其進行各種修改和改變。
【主權(quán)項】
1.一種發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括: 基底； 半導(dǎo)體堆疊件，布置在基底上，半導(dǎo)體堆疊件包括P型半導(dǎo)體層、有源層和η型半導(dǎo)體層； 第一金屬層，設(shè)置在基底和半導(dǎo)體堆疊件之間，第一金屬層與半導(dǎo)體堆疊件歐姆接觸； 第一電極焊盤，布置在半導(dǎo)體堆疊件上； 電極延伸件，從第一電極焊盤延伸，電極延伸件包括與η型半導(dǎo)體層接觸的接觸區(qū)； 第一絕緣層，設(shè)置在基底和半導(dǎo)體堆疊件之間，第一絕緣層覆蓋P型半導(dǎo)體層的在電極延伸件的接觸區(qū)下方的第一區(qū)域； 第二絕緣層，覆蓋半導(dǎo)體堆疊件， 其中，基底包括: 第二金屬層，包含W和Mo中的至少一種； 第三金屬層，分別布置在第二金屬層的第一表面和第二表面上，第三金屬層的熱膨脹系數(shù)比第二金屬層的熱膨脹系數(shù)高。
【文檔編號】H01L33/46GK105895770SQ201610286085
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2011年5月18日
【發(fā)明人】金多慧, 李俊熙, 柳宗均, 金彰淵, 林弘澈
【申請人】首爾偉傲世有限公司