光电元件及其制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种光电元件，尤其是涉及一种光电元件的电极设计。
【背景技术】
[0002]发光二极管(light-emitting d1de, LED)的发光原理是利用电子在η型半导体与P型半导体间移动的能量差，以光的形式将能量释放，这样的发光原理有别于白炽灯发热的发光原理，因此发光二极管被称为冷光源。此外，发光二极管具有高耐久性、寿命长、轻巧、耗电量低等优点，因此现今的照明市场对于发光二极管寄予厚望，将其视为新一代的照明工具，已逐渐取代传统光源，并且应用于各种领域，如交通号志、背光模块、路灯照明、医疗设备等。
[0003]图1A是现有的发光元件结构示意图，如图1A所示，现有的发光元件100，包含有一透明基板10、一位于透明基板10上的半导体叠层12，以及至少一电极14位于上述半导体叠层12上，其中上述的半导体叠层12由上而下至少包含一第一导电型半导体层120、一活性层122，以及一第二导电型半导体层124。
[0004]图1B是现有的发光元件电极结构示意图，如图1B所示,现有的发光元件100’，包含有一透明基板10、一位于透明基板10上的半导体叠层12，以及至少一电极14位于上述半导体叠层12上，其中电极14可包含一反射电极141及一扩散阻障层142。但因为扩散阻障层142可能无法透光，而降低了发光元件100的出光效率。
[0005]此外，上述的发光元件100还可以进一步地与其他元件组合连接以形成一发光装置(light-emitting apparatus)。图2为现有的发光装置结构示意图，如图2所示,一发光装置200包含一具有至少一电路202的次载体(sub-mount) 20 ;至少一焊料(solder) 22位于上述次载体20上，通过此焊料22将上述发光元件100黏结固定于次载体20上并使发光元件100的基板10与次载体20上的电路202形成电连接；以及，一电性连接结构24，以电性连接发光元件100的电极14与次载体20上的电路202 ;其中，上述的次载体20可以是导线架(lead frame)或大尺寸镶嵌基底(mounting substrate),以方便发光装置200的电路规划并提高其散热效果。
【发明内容】
[0006]为解决上述问题，本发明公开一光电元件，其包含:一半导体叠层，其中该半导体叠层包含一第一半导体层，一发光层位于该第一半导体层之上，及一第二半导体层位于该发光层之上；一第一电极位于该第二半导体层之上，其中该第一电极还包含一反射层；以及一绝缘层形成于该第二半导体层之上，且该第一电极与该绝缘层具有一间距。
【附图说明】
[0007]图1A-图1B为一结构图，显示一现有阵列发光二极管元件侧视结构图；
[0008]图2为一示意图，显示一现有发光装置结构示意图；
[0009]图3A-图3E为本发明实施例制造流程结构示意图；
[0010]图4A至图4C绘示出一发光模块示意图；
[0011]图5A-图5B绘示出一光源产生装置示意图；及
[0012]图6是一灯泡示意图。
【具体实施方式】
[0013]本发明揭示一种发光元件及其制造方法，为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请参照下列描述并配合图3A至图6的图示。
[0014]图3A至图3E为本发明实施例制造流程结构示意图，如图3A所示，提供一基板30，接着形成一半导体外延叠层32于此基板30之上，其中半导体外延叠层32由下而上包含一第一导电型半导体层321、一活性层322，以及一第二导电型半导体层323。
[0015]接着，形成一绝缘层34于半导体外延叠层32之上，且与第一导电型半导体层321的第一表面3211及第二导电型半导体层323的第一表面3231直接接触。之后，形成一图案化光致抗蚀剂层36于绝缘层34的第一表面34S之上,并裸露出部分的绝缘层第一表面34S。
[0016]如图3B所示，通过上述图案化光致抗蚀剂层36对绝缘层34进行一蚀刻制作工艺，将部分的绝缘层34移除，且裸露出部分的第一导电型半导体层321的第一表面3211及第二导电型半导体层323的部分第一表面3231，以形成一第一绝缘层341于第一导电型半导体层321的部分第一表面3211之上，一第二绝缘层342于第二导电型半导体层323的部分第一表面3231之上，及一第三绝缘层343于第二导电型半导体层323的部分第一表面3231之上及第一导电型半导体层321的部分第一表面3211之上。
[0017]在一实施例中，可通过图案化光致抗蚀剂层36对绝缘层34进行一侧蚀刻制作工艺，使得部分位于图案化光致抗蚀剂层36之下的绝缘层34也被蚀刻，亦即使部分上述第一绝缘层341及第二绝缘层342相对于图案化光致抗蚀剂层36具有一底切(undercut)形状。图案化光致抗蚀剂层36因此于投影于半导体外延叠层32表面的边缘会与第一绝缘层341及第二绝缘层342投影于半导体外延叠层32表面的边缘具有一间距G。在一实施例中，上述间距G可小于3 μ m。在一实施例中，上述侧蚀刻可为一湿式蚀刻。
[0018]接着,如图3C所不，以物理气相沉积同时形成一第一金属层382、一第二金属层381及一暂时金属层383。其中第一金属层382形成于第二导电型半导体层323裸露出的部分第一表面3231之上；第二金属层381形成于第一导电型半导体层321裸露出的部分第一表面3211之上；及暂时金属层383形成于图案化光致抗蚀剂层36之上，并覆盖图案化光致抗蚀剂层36的上表面。在一实施例中，上述物理气相沉积可为真空蒸镀(VacuumEvaporat1n)、灘锻(Sputtering)、电子束蒸锻(Electron Beam Evaporat1n)或离子锻(1n Plating)。
[0019]在一实施例中，因为图案化光致抗蚀剂层36具有一底切(undercut)形状，因此第一金属层382的侧壁不会与上述第一绝缘层341及第二绝缘层342的侧壁直接接触，且第二金属层381的侧壁不会与上述第一绝缘层341的侧壁直接接触。
[0020]在一实施例中，第一金属层382可为一多个叠层，且可包含一反射层，此反射层的材料可选自反射率大于90%的材料。在一实施例中第一金属层中的反射层的材料可选自铬(Cr)、钛(Ti)、镍(Ni)、钼(Pt)、铜(Cu)、金(Au)、铝(Al)、钨(W)、锡(Sn)、或银(Ag)等金属材料。
[0021]接着，如图3D所示，移除图案化光致抗蚀剂层36及其上的暂时金属层383。在一实施例中，如图3D所示，第二金属层381至第一导电型半导体层321的第一表面3211可具有一高度hl，而第一绝缘层341至第一导电型半导体层321的第一表面3211可具有一高度h2，通过本发明的上述制作工艺，第二金属层381与第一绝缘层341可具有相近的厚度或第二金属层381与第一绝缘层341的厚度差异小于I μ m。在一实施例中，第二金属层381与第一绝缘层341可具有一间距dl，且此间距dl小于3 μ m，及/或第二金属层381与第三绝缘层343可具有一间距d2，且此间距d2小于3 μ m。在一实施例中，dl与d2可具有相同值。
[0022]在另一实施例中，第一金属层382至第二导电型半导体层323的第一表面3231可具有一高度h3,而第二绝缘层342至第二导电型半导体层323的第一表面3231可具有一高度h4，通过上述实施例揭露的制作工艺，第一金属层382与第二绝缘层342可具有相近的高度或第一金属层382与第二绝缘层342的高度差异小于I μ m。在一实施例中，第一金属层382与第二绝缘层342可具有一间距d3，且此间距d3小于3 μ m，及/或第一金属层382与第三绝缘层343可具有一间距d4，且此间距d4小于3 μ m。在一实施例中，d3与d4可具有相同值。在另一实施例中，dl、d2、d3与d4可具有相同值。
[0023]最后，如图3E所不,形成一第三金属层42于第一金属层382之上,及形成一第四金属层40于第二金属层381之上以完成本发明的光电兀件300。在一实施例中，部分第四金属层40与第一导电型半导体层321的第一表面3211直接接触，或部分第三金属层42与第二导电型半导体层323的第一表面3231直接接触。在一实施例中，上述第三金属层42下方几乎不存在第二绝缘层342。在另一实例中，第三金属层42的顶部与第一半导体层321的第二表面3212具有一最短距离d6，及第四金属层40的顶部与第一半导体层321的第二表面3212具有一最短距离d5,且d6与d5的差异小于I μ m。在一实施例中，上述第三金属层42及第四金属层40于垂直基板30法线方向的投影可具有相近之面积。
[0024]在一实施例中，接续上述图3D或图3E之后，基板30可被移除并裸露出第一导电型半导体层321的部分第二表面3212以形成一薄膜式倒装(thin-film flip chip)。在一实施例中，接续上述图3D或图3E之后，通过第一金属层382及第二金属层381或第三金属层42及第四金属层40可将本发明的光电元件300连接至一载板(图未示)以形成一倒装封装(flip chip package)。在一实施例中第一金属层382、第二金属层381、第三金属层42或第四金属层40的材料包含但不限于铜(Cu)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、金(Au)、钼(Pt)、锌(Zn)、银(Ag)、钛(Ti)、镍(Ni)、铅(Pb)、钯(Pd)、锗(Ge)、铬(Cr)、镉(Cd)、钴(Co)、锰(Mn)、锑(Sb)、铋(Bi)、镓(Ga)、铊(Tl)、针(Po)、铱(Ir)、铼(Re)、铑(Rh)、锇(Os)、钨(W)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、锆(Zr)、钥(Mo)、钠(La)、银-钛(Ag-Ti)、铜-锡(Cu-Sn)、铜-锌(Cu-Zn)、铜-镉(Cu-Cd)、锡-铅-锑(Sn-Pb-Sb)、锡-铅-锌(Sn-Pb-Zn)、镍-锡(N1-Sn)、镍-钴