晶圆级发光二极管阵列的制作方法_3

文档序号:8286041阅读:来源:国知局
131、132、133 和 134 W 及下电极151、152、153和154分别独立地形成在单元区161、162、163和164中。因此,第 一下电极151暴露在第一单元区161中,并且第一半导体层111通过通孔140暴露。第二 下电极152暴露在第二单元区162中,并且第一半导体层112通过通孔140暴露。相似地, 第=下电极153和第一半导体层113暴露在第=单元区163中,第四下电极154和第一半 导体层114暴露在第四单元区164中。
[0096] 在本发明中,发光二极管是指其中分别层叠有第一半导体层111、112、113或114、 有源层121、122、123或124 W及第二半导体层131、132、133或134的结构。因此,一个发 光二极管形成在一个单元区中。当发光二极管被模制为使得第一半导体层111、112、113或 114具有n型导电性且第二半导体层131、132、133或134具有P型导电性时,形成在第二半 导体层131、132、133或134上的下电极151、152、153或154可被称为发光二极管的阳极。
[0097] 图8是示出第一层间绝缘层形成在图5至图7的结构的整个表面上并且第一半导 体层的部分和下电极暴露在每个单元区中的平面图。
[009引此外,图9至图12是沿图8的平面图中的特定线截取的剖视图。具体地,图9是 沿图8的平面图中的线B1-B2截取的剖视图,图10是沿图8的平面图中的线C1-C2截取的 剖视图,图11是沿图8的平面图中的线D1-D2截取的剖视图,图12是沿图8的平面图中的 线E1-E2截取的剖视图。
[0099] 首先,针对图5至图7的结构形成第一层间绝缘层170。此外,通过图案化的方式 暴露下电极151、152、153和154的部分W及第一半导体层111、112、113和114的在通孔下 的部分。
[0100] 例如,在第一单元区161中,两个预形成的通孔敞开使得第一半导体层111的部分 被暴露,在预形成的第二半导体层131上形成的第一下电极151的一部分暴露。在第二单 元区162中,第一半导体层112的部分通过预形成的通孔暴露,第二下电极152的一部分通 过蚀刻第一层间绝缘层170的一部分的方式暴露。在第=单元区163中,第一半导体层113 的部分通过通孔暴露,第=下电极153的一部分通过蚀刻第一层间绝缘层170的一部分的 方式暴露。在第四单元区164中,第一半导体层114的部分通过通孔暴露,第四下电极154 的一部分通过蚀刻第一层间绝缘层170的一部分的方式暴露。
[0101] 因此,在图8至图12中,第一层间绝缘层170形成在基板的整个表面上,第一半导 体层111、112、113和114的在通孔下的部分W及在第二半导体层131、132、133和134上的 下电极151、152、153和154的部分通过选择性蚀刻的方式暴露在每个单元区161、162、163 和164中。剩余区域被第一层间绝缘层170遮蔽。
[0102] 第一层间绝缘层170可由具有透光率的绝缘材料形成。例如,第一层间绝缘层可 包括Si化。
[0103] 此外,第一层间绝缘层170可具有2000A至20000A的厚度。
[0104] 如果第一层间绝缘层170的厚度小于2000A,则由于厚度小而难W保证绝缘性 质。具体地,如果第一层间绝缘层170形成在台面蚀刻区或通孔140的侧壁上,则第一层间 绝缘层170具有特定的倾斜度,从而第一层间绝缘层170的绝缘性可能被破坏。
[01化]如果第一层间绝缘层170的厚度超过20000A,则难W对第一层间绝缘层170执 行选择性蚀刻。例如,下电极和第一半导体层的部分将会暴露于通孔140中。为此,执行将 第一层间绝缘层170涂敷到整个表面的工艺和选择性蚀刻工艺。对选择性蚀刻工艺来讲执 行光致抗蚀剂的涂敷和图案化。对通过残留的光致抗蚀剂图案而敞开的区域执行蚀刻。如 果第一层间绝缘层170的厚度超过20000A,则将被用作蚀刻掩模的光致抗蚀剂图案在选 择性蚀刻第一层间绝缘层170的工艺中也可能被去除。因此,可能对不期望的部分执行蚀 亥IJ,在工艺中导致错误。
[0106] 第一层间绝缘层170可相对于通过选择性蚀刻暴露的下电极的表面具有10度至 60度的倾角(d)。
[0107] 如果第一层间绝缘层170的倾角d小于10度,则下电极的暴露表面的面积减小或 者第一层间绝缘层170的实际厚度减小。因此,存在难W保证绝缘性质的问题。目P,第一层 间绝缘层170用于使下电极与形成在其上的另一导电膜彼此电绝缘。因此,第一层间绝缘 层170应该具有足够的厚度,而出于另外电连接的目的,下电极应该暴露有特定的面积。如 果第一层间绝缘层170具有非常低的倾斜度,则应该减小下电极的暴露面积,W实现特定 厚度的第一层间绝缘层170。在意图保证暴露的下电极的面积超过预定值的情况下,厚度小 的第一层间绝缘层170的绝缘性可能由于倾斜度低而被破坏。
[0108] 如果第一层间绝缘层170的倾角(d)超过60度,则存在将要形成在第一层间绝缘 层170上的另一膜的质量可能由于倾角大而劣化的问题。
[0109] 可通过调节在对形成在下电极上的第一层间绝缘层170进行的部分蚀刻工艺中 的蚀刻的角度来实现对第一层间绝缘层170的倾角的调节。
[0110] 图13是示出上电极形成在图8至图12中示出的结构上的平面图,图14至图17 是沿图13的平面图中的特定线截取的剖视图。具体地,图14是沿图13的平面图中的线 B1-B2截取的剖视图,图15是沿图13的平面图中的线C1-C2截取的剖视图,图16是沿图 13的平面图中的线D1-D2截取的剖视图,图17是沿图13的平面图中的线E1-E2截取的剖 视图。
[0111] 参照图13,形成上电极181、182、183和184。上电极181、182、183和184形成为 四个独立的区域。例如,第一上电极181形成在第一单元区161的上方和第二单元区162 的一部分的上方。第二上电极182形成在第二单元区162的一部分和第S单元区163的一 部分的上方。第S上电极183形成在第S单元区163的一部分和第四单元区164的一部分 的上方。第四上电极184形成在第四单元区164的一部分中。因此,上电极181、182、183 和184中的每个被形成的同时遮蔽单元区中的相邻的单元区之间的空间。上电极181、182、 183和184可覆盖相邻单元区之间的不少于30%、甚至不少于50%或不少于90%的空间。 然而,由于上电极181、182、183和184彼此分隔开,因此上电极181、182、183和184覆盖发 光二极管中的相邻的发光二极管之间的小于100%的区域。上电极181、182、183和184的 全部可占据发光二极管阵列的整个面积的不少于30%、甚至不少于50%或不少于90%的 面积。然而,由于上电极181、182、183和184彼此分隔开,因此它们占据发光二极管阵列的 整个面积的小于100%的面积。上电极181、182、183和184中的每个具有板或片的形状,所 述板或片具有范围为1:3至3:1的幅宽与宽度比。此外,上电极181、182、183和184中的 至少一个具有比相应的发光二极管(单元区)的幅宽或宽度大的幅宽或宽度。
[0112] 参照图14,第一上电极181在第一单元区161中形成在第一层间绝缘层170上,并 且形成在第一半导体层111的通过通孔而敞开的部分上。另外,第一上电极181使第一下 电极151的一部分在第一单元区161中暴露,并且第一上电极181形成在第二下电极152 的在第二单元区162中暴露的一部分上。
[0113] 在第二上电极182与第一上电极181物理分离的状态下,第二上电极182在第二 单元区162中形成在第一半导体层112的通过通孔暴露的部分上。另外,第二上电极182 形成在第一层间绝缘层170上。
[0114] 在图14中,第一上电极181将第一单元区161中的第一半导体层111电连接到第 二单元区162中的第二半导体层132。尽管存在通孔,但第二单元区162中的第二下电极 152在一个单元区中完全处于电短路的状态。因此,第一单元区161中的第一半导体层111 经由第二下电极152电连接到第二单元区162中的第二半导体层132。
[0115] 在图15中,第二上电极182在第二单元区162中形成在第一半导体层112的通过 通孔暴露的部分上,并且形成为延伸至第S单元区163中的第S下电极153。
[0116] 与第二上电极182物理分离的第S上电极183在第S单元区163中也形成在第一 半导体层113的通过通孔暴露的部分上。
[0117] 在图15中,第二上电极182通过第二单元区162中的通孔电连接到第一半导体层 112的部分,并电连接到第S单元区163中的第S下电极153。因此,第二单元区162中的 第一半导体层112可维持与第S单元区163中的第二半导体层133相同的电势。
[0118] 参照图16,第S上电极183在第S单元区163中形成在第一半导体层113的通过 通孔暴露的部分上,并且形成为延伸至第四单元区164中的第四下电极154。因此,在第S 单元区163中的第一半导体层113电连接到第四单元区164中的第二半导体层134。
[0119] 与第S上电极183物理分离的第四上电极184在第四单元区164中电连接到第一 半导体层114的通过通孔暴露的部分。
[0120] 参照图17,第四上电极184在第四单元区164中形成在第一半导体层114的通过 通孔暴露的部分上。与第四上电极184物理分离的第一上电极181在第一单元区161中形 成在第一半导体层111的通过通孔暴露的部分上,并且使得第一下电极151的一部分暴露 在第一单元区161中。
[0121] 下面将总结在图13至图17中公开的内容。第一单元区161中的第一半导体层 111和第二单元区162中的第二半导体层132通过第一上电极181建立相同的电势。第二 单元区162中的第一半导体层112与第S单元区163中的第二半导体层133通过第二上电 极182建立相同的电势。第S单元区163中的第一半导体层113通过第S上电极183建立 与第四单元区164中的第二半导体层134相同的电势。第一单元区161中的电连接到第二 半导体层131的第一下电极151被暴露。
[0122] 当然,相同的电势是通过假设在上电极181、182、183和184的电阻W及上电极 181、 182、183和184与下电极151、152、153和154之间的接触电阻被忽略的状态下的理想 的电连接而建立的。因此,在实际器件的操作中,电压降有时可由作为各种金属布线的上电 极181、182、183和184与下电极151、152、153和154的电阻部分导致。
[0123] 上电极181、182、183和184可由能够与第一半导体层111、112、113和114欧姆 接触的任何材料形成。另外,任何材料都可用于上电极181、182、183和184,只要它是能够 与由金属材料制成的下电极151、152、153和154欧姆接触的材料即可。因此,上电极181、 182、 183和184作为欧姆接触层可包括金属层或诸如ITO层的导电氧化物层,金属层包括 化、化、1'1、化或八1。
[0124] 上电极181、182、183和184可包括Al、Ag、化或Pt的反射层,W朝向基板100反 射在各单元区161、162、163和164中从有源层121、122、123和124产生的光。具体地,从 各有源层121、122、123和124产生的光从下电极151、152、153和154朝向基板100反射。 另外,通过单元区161、162、163和164中的相邻的单元区之间的空间透射的光被遮蔽单元 区161
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