发光二极管及其制造方法_4

文档序号:8909318阅读:来源:国知局

[0122]接着,透明电极层61形成于第一发光单元SI及第二发光单元S2上。透明电极层61可由例如氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)或氧化锌的导电材料(conductivematerial)或例如Ni/Au的金属层来形成。透明电极层61连接到上半导体层59且部分配置在电流阻挡层60a上。透明电极层61可藉由剥离制程来形成,并且不限于此。或者,透明电极层61可藉由光刻及蚀刻来形成。
[0123]参照图8,绝缘保护层63经形成以覆盖第一发光单元SI及第二发光单元S2。绝缘保护层63覆盖透明电极层61和绝缘层60b。此外,绝缘保护层63可覆盖第一发光单元SI及第二发光单元S2的整个区域。绝缘保护层63可藉由化学气相沉积等等形成为例如氧化硅层或氮化硅层的绝缘材料层。
[0124]参照图9,在绝缘保护层63上形成具有开口的掩模图案70。掩模图案70的开口对应于内连线的区域。接着,利用掩模图案70作为掩模来蚀刻绝缘保护层63的一些区域。结果,在绝缘保护层63中形成开口,藉以曝露透明电极层61和绝缘层60b的一部分、以及第二发光单元S2的下半导体层55的一部分。
[0125]参照图10,利用存留在绝缘保护层63上的掩模图案70,可在掩模图案70的开口中沉积导电材料以形成内连线65。此时,可能在掩模图案70上沉积部分导电材料65a。可藉由镀敷(plating)、电子束蒸发(electron-beam evaporat1n)、或派镀(sputtering)来沉积上述导电材料。
[0126]参照图11,掩模图案70连同掩模图案70上的部分导电材料65a —起被移除。因此,最后形成使第一发光单元SI及第二发光单元S2互相电性连接的内连线65。
[0127]在此,内连线65的一端连接到第一发光单元SI的透明电极层61,且内连线65的另一端连接到第二发光单元S2的下半导体层55。此外,内连线65的一端在电流阻挡层60a的上方区域内连接到透明电极层60a。内连线65藉由绝缘层60b而与第一发光单元SI的侧表面及第二发光单元S2的侧表面隔开。此外,除了内连线65的一部分电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55以外,内连线65将配置在电流阻挡层60a及绝缘层60b的上方区域内。
[0128]在这实施例中,电流阻挡层60a和绝缘层60b藉由相同的制程来形成。因此,可利用相同的掩模图案70来形成绝缘保护层63和内连线65,因而可使用相同数目的曝光制程来制造发光二极管,同时增加电流阻挡层60a。
[0129]图12是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意剖面图。
[0130]参照图12,根据本实施例的发光二极管大致上类似于参考图4所述的发光二极管,并且还包括透明导电层62。
[0131]在根据本实施例的发光二极管中,基板51、发光单元S1、发光单元S2、缓冲层53、透明电极层61、电流阻挡层60a、绝缘层60b、绝缘保护层63及内连线65都类似于参考图4所述的实施例的发光二极管的相同元件,因此其详细说明将予以省略。
[0132]透明导电层62配置在绝缘层60b与内连线65之间。透明导电层62的线宽比绝缘层60b的线宽窄,藉以避免由于透明导电层62所造成上半导体层59与下半导体层55的短路。即,当绝缘层60b比透明导电层62厚时,绝缘层60b可避免短路。
[0133]另一方面,透明导电层62连接到第一透明电极层61,且透明导电层62可连接第一透明电极层61与第二发光单元S2。例如,透明导电层62的一端可电性连接到第二发光单元的下半导体层55。此外,当两个或更多个发光单元互相连接时,第二透明导电层62可从第二发光单元S2上的第二透明电极层61延伸。
[0134]在这实施例中,因为透明导电层62配置在内连线65与绝缘层60b之间,所以即使在不连接内连线65的情况下,电流仍可以流经透明导电层62,因而改善发光二极管的电稳定性。
[0135]图13至图16是示出根据本示范实施例的一种发光二极管的制造方法的示意剖面图。
[0136]参照图13,如同参考图5及图6所述的方法,在基板51上形成半导体堆叠结构56且藉由光刻及蚀刻来形成彼此隔开的多个发光单元S1、S2。然后,如同参考图7所述,覆盖第一发光单元SI的部分区域的电流阻挡层60a连同覆盖第一发光单元SI的侧表面的部分区域的绝缘层60b —起形成。绝缘层60b也可延伸以覆盖第二发光单元S2的下半导体层55的侧表面的一部分。
[0137]如同参考图7所述,电流阻挡层60a和绝缘层60b可藉由交替地堆叠具有不同折射率的分层(例如,S12层及T1Jl)而形成为分布式布拉格反射器。当绝缘层60b是多层形式的分布式布拉格反射器时,能够避免在绝缘层60b中形成例如针孔的缺陷,因而相较于现有技术而言,可形成较薄的绝缘层60b。
[0138]接着,在第一发光单元SI及第二发光单元S2上形成透明电极层61。如同参考图7所述,透明电极层61可由例如氧化铟锡(ITO)或氧化锌的导电材料或例如Ni/Au的金属层来形成。透明电极层61连接到上半导体层59且部分配置在电流阻挡层60a上。透明电极层61可藉由剥离制程来形成,并且不限于此。或者,透明电极层61可藉由光刻及蚀刻来形成。
[0139]在形成透明电极层61期间,也形成透明导电层62。透明导电层62可藉由相同的制程以相同于透明电极层61的材料的材料来形成。透明导电层62形成于绝缘层60b上,且透明导电层62可连接到透明电极层61。此外,透明导电层62的一端可电性连接到第二发光单元S2的下半导体层55。
[0140]参照图14,绝缘保护层63经形成以覆盖第一发光单元SI及第二发光单元S2。绝缘保护层63覆盖透明电极层61、透明导电层62及绝缘层60b。此外,绝缘保护层63可覆盖第一发光单元SI及第二发光单元S2的整个区域。绝缘保护层63可藉由化学气相沉积等等形成为例如氧化硅层或氮化硅层的绝缘材料层。
[0141]参照图15,如同参考图9所述,具有开口的掩模图案70形成于绝缘保护层63上。掩模图案70的开口对应于内连线的区域。接着,利用掩模图案70作为掩模来蚀刻绝缘保护层63的一些区域。结果,在绝缘保护层63中形成开口,藉以曝露透明电极层61和透明导电层62的一部分、以及第二发光单元S2的下半导体层55的一部分。并且,经由此开口曝露绝缘层60b的一部分。
[0142]参照图16,如同参考图10所述,利用留存在绝缘保护层63上的掩模图案70,可在掩模图案70的开口中沉积导电材料以形成内连线65。
[0143]接着,如同参考图11所述,掩模图案70连同掩模图案70上的部分导电材料65a一起移除。因此,最后形成使第一发光单元SI及第二发光单元S2互相电性连接的内连线65ο
[0144]在参考图5至图11所述的实施例中,在蚀刻绝缘保护层63期间可能损坏绝缘层60bο例如,当利用例如氟酸(fluoric acid)的蚀刻溶液来蚀刻绝缘保护层63时,蚀刻溶液可能损坏包含氧化层的绝缘层60b。因此,绝缘层60b可能无法绝缘内连线65与第一发光单元SI,因而导致短路。
[0145]相反地,在本实施例中,因为透明导电层62配置在绝缘层60b上,可保护透明导电层62底下的绝缘层60b免受蚀刻损坏。因此,能够避免内连线65所导致的短路。
[0146]在本示范实施例中,可藉由相同的制程来形成透明电极层61和透明导电层62。因此,可利用相同数目的曝光制程来制造发光二极管同时增加透明导电层62。
[0147]图17是根据本发明的一示范实施例的一种发光二极管的示意平面图,而图18是沿着图17的线B-B所截取的示意剖面图。
[0148]参照图17及图18,发光二极管包括基板51、发光单元S1、发光单元S2、透明电极层61、电流阻挡层60a、绝缘层60b、绝缘保护层63及内连线65。上述发光二极管还可包括缓冲层53。
[0149]基板51可为绝缘或导电的基板。例如,基板51可以是蓝宝石基板、氮化镓基板、碳化硅(SiC)基板、或硅基板。此外,基板51可为其上表面具有凹凸图案(未示出)的基板,例如图案化的蓝宝石基板。
[0150]在单一基板51上,第一发光单元SI和第二发光单元S2彼此隔开。每一个第一及第二发光单元S1、S2具有堆叠结构56,其包括下半导体层55、配置在下半导体层的一个区域上的上半导体层59、及插置于下半导体层与上半导体层之间的主动层57。在此,上半导体层及下半导体层可分别是P型及η型半导体层,反之亦然。
[0151]下半导体层55、主动层57、及上半导体层59的每一个可由氮化镓型的材料来形成,例如(Al,In,Ga)Ν?主动层57可由其组成能够发射想要的波长范围的光(例如,紫外线或蓝光)的材料来形成,且下半导体层55和上半导体层59可由其能带间隙比主动层57的能带间隙宽的材料来形成。
[0152]如图所示,下半导体层55和/或上半导体层59可由单层或多层形成。此外,主动层57可具有单一量子阱结构或多重量子阱结构。
[0153]每一个第一及第二发光单元S1、S2可具有倾斜侧表面,其相对于基板51的上表面的倾斜角度的范围为15°到80°。
[0154]主动层57和上半导体层59配置在下半导体层55上。下半导体层55的上表面可完全被主动层57覆盖,使得下半导体层55的侧表面可被曝露。
[0155]在图18中,部分示出第一发光单元SI和第二发光单元S2。然而,须知第一发光单元SI和第二发光单元S2具有类似或相同的结构,如图17所示。尤其,第一发光单元SI及第二发光单元S2具有相同的氮化镓型的半导体堆叠结构,且可具有相同结构的倾斜侧表面。
[0156]缓冲层53可插置于发光单元S1、S2与基板51之间。当基板51是成长基板时,缓冲层53用以解除基板51与其上所形成的下半导体层55之间的晶格失配。
[0157]透明电极层61配置在每一个发光单元S1、S2上。尤其,第一透明电极层61配置在第一发光单元SI上,而第二透明电极层61配置在第二发光单元S2上。透明电极层61可配置在上半导体层59的上表面上以连接到上半导体层59,且透明电极层61的面积可比上半导体层59的面积小。换言之,可从上半导体层59的边缘使透明电极层61凹陷。因此,在根据本实施例的发光二极管中,可避免电流聚集在透明电极层61的边缘且可避免电流沿着发光单元S1、S2的侧壁聚集。
[0158]电流阻挡层60a可在透明电极层61与每一个发光单元S1、S2之间配置于每一个发光单元S1、S2
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