发光装置及其制造方法

文档序号:1955732 发布日期:2021-12-10 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 发光装置及其制造方法 (Light emitting device and method for manufacturing the same ) 是由 黄逸儒 庄东霖 郑季豪 于 2021-06-10 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种发光装置,包括成长基板、发光元件、第一导电凸块以及第二导电凸块。发光元件设置于成长基板上,包括第一型半导体层、第二型半导体层、发光层、欧姆接触层、第一导体层以及第二导体层。发光层与第二型半导体层由凹槽贯穿。欧姆接触层设置于第一型半导体层上且位于凹槽中。欧姆接触层与第一型半导体层电性连接。第一导电层设置于第一型半导体层上且位于凹槽中。第一导电层覆盖欧姆接触层。第二导电层设置于第二型半导体层上且与第二型半导体层电性连接。一种发光装置的制造方法亦被提出。(The invention provides a light-emitting device, which comprises a growth substrate, a light-emitting element, a first conductive bump and a second conductive bump. The light emitting element is arranged on the growth substrate and comprises a first type semiconductor layer, a second type semiconductor layer, a light emitting layer, an ohmic contact layer, a first conductor layer and a second conductor layer. The light emitting layer and the second type semiconductor layer are penetrated through by the groove. The ohmic contact layer is arranged on the first type semiconductor layer and is positioned in the groove. The ohmic contact layer is electrically connected with the first type semiconductor layer. The first conductive layer is arranged on the first type semiconductor layer and is positioned in the groove. The first conductive layer covers the ohmic contact layer. The second conductive layer is disposed on the second type semiconductor layer and electrically connected to the second type semiconductor layer. A method for manufacturing a light emitting device is also provided.)

发光装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制造方法,尤其涉及一种发光装置及其制造方法。

背景技术

一般而言,发光二极管包括应用于垂直式及倒装式的发光二极管。应用于倒装式的发光二极管包括第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第一金属层、第二金属层、第一绝缘层、第一电流传导层、第二电流传导层、第二绝缘层、第一接合层及第二接合层。第一型半导体层具有第一部分及第二部分。发光层配置于第一型半导体层的第一部分上。第一型半导体层的第二部分由第一部分向外延伸而凸出于发光层的面积之外。第二型半导体层配置于发光层上。第一金属层配置于第一型半导体层的第二部分上且与第一型半导体层电性连接。第二金属层配置于第二型半导体层上且与第二型半导体层电性连接。第一绝缘层覆盖第一金属层及第二金属层,且具有分别暴露第一金属层及第二金属层的多个贯穿开口。第一电流传导层及第二电流传导层配置于第一绝缘层上且填入第一绝缘层的多个贯穿开口,以分别和第一金属层及第二金属层电性连接。第二绝缘层覆盖第一电流传导层及第二电流传导层且具有分别与第一电流传导层及第二电流传导层重叠的多个贯穿开口。第一接合层及第二接合层配置于第二绝缘层上且填入多个贯穿开口,以分别与第一电流传导层及第二电流传导层电性连接。第一接合层及第二接合层用以共晶接合至外部的电路板。然而,在设置第一金属层的过程中,第一金属层不易与第一型半导体层形成欧姆接触(ohmiccontact),进而对发光二极管的性能造成影响。

发明内容

本发明提供一种发光装置及其制造方法,具有良好的性能。

本发明的一种发光装置,包括成长基板、发光元件、第一导电凸块以及第二导电凸块。发光元件设置于成长基板上。发光元件包括第一型半导体层、第二型半导体层、发光层、欧姆接触层、第一导电层以及第二导电层。发光层位于第一型半导体层与第二型半导体层之间。发光层与第二型半导体层具有凹槽贯穿发光层与第二型半导体层。欧姆接触层设置于第一型半导体层上且位于凹槽中并与第一型半导体层电性连接。第一导电层设置于第一型半导体层上且位于凹槽中。第一导电层覆盖欧姆接触层并与欧姆接触层电性连接。第二导电层设置于第二型半导体层上且与第二型半导体层电性连接。第一导电凸块通过第一导电层与欧姆接触层与第一型半导体层电性连接。第二导电凸块通过第二导电层与第二型半导体层电性连接。

在本发明的一实施例中,上述的第一导电层与第一型半导体层直接电性连接。

在本发明的一实施例中,上述的发光元件还包括第一电流传导以及第二电流传导层。第一电流传导层设置于第一导电层上,且第一电流传导层通过第一导电层与欧姆接触层与第一型半导体层电性连接。第二电流传导层设置于第二导电层上,且第二电流传导层通过第二导电层与第二型半导体层电性连接。

在本发明的一实施例中,上述的第一导电层位于欧姆接触层与第一电流传导层之间。

在本发明的一实施例中,上述的欧姆接触层的材料包括III-V族化合物。

在本发明的一实施例中,上述的欧姆接触层的晶格常数与第一型半导体层的晶格常数不匹配。

在本发明的一实施例中,上述的发光装置还包括绝缘层堆叠、第一连接层以及第二连接层。绝缘层堆叠设置于发光元件上,包括第一绝缘层以及第二绝缘层。第二绝缘层设置于第一绝缘层上。第一连接层设置于第一绝缘层上。第一连接层通过第一导电层与第一型半导体层电性连接。第二连接层设置于第一绝缘层上。第二连接层通过第二导电层与第二型半导体层电性连接。第二绝缘层覆盖第一连接层与第二连接层。第一连接层通过第一绝缘层与第二绝缘层以与第二连接层电性隔离。

在本发明的一实施例中,上述的第一导电凸块通过第一连接层与第一导电层电性连接。第二导电凸块通过第二连接层与第二导电层电性连接。

在本发明的一实施例中,上述的发光装置还包括电性浮置的第三连接层设置于第一绝缘层上。第三连接层通过第一绝缘层与第二绝缘层以与第一连接层或第二连接层电性隔离。

在本发明的一实施例中,上述的发光装置还包括无掺杂半导体层。无掺杂半导体层位于成长基板与发光元件之间。

在本发明的一实施例中,上述的欧姆接触层包括多个开孔以及围绕多个开孔的岛状部。第一导电层填入多个开口以接触第一型半导体层。

在本发明的一实施例中,上述的所述欧姆接触层包括粗糙表面。粗糙表面包括多个微结构。

本发明的一种发光装置,包括成长基板以及发光元件。发光元件设置于成长基板上。发光元件包括第一型半导体层、第二型半导体层、发光层、欧姆接触层、第一导电层以及第二导电层。发光层位于第一型半导体层与第二型半导体层之间。发光层与第二型半导体层具有凹槽贯穿发光层与第二型半导体层。欧姆接触层设置于第一型半导体层上且位于凹槽中并与第一型半导体层电性连接。欧姆接触层具有多个指部。第一导电层设置于欧姆接触层的上表面上且位于凹槽中。第一导电层与欧姆接触层电性连接。第二导电层设置于第二型半导体层上且与第二型半导体层电性连接。

在本发明的一实施例中,上述的指部位于凹槽中,且指部与第二型半导体层之间具有间距。

在本发明的一实施例中,上述的发光元件还包括绝缘反射层设置于发光层、第二型半导体层以及第二导电层上。绝缘反射层包括多个开口。

在本发明的一实施例中,上述的发光装置还包括第一电流传导层以及第二电流传导层。第一电流传导层设置于第一导电层上。第一电流传导层通过第一导电层与欧姆接触层与第一型半导体层电性连接。第二电流传导层设置于绝缘反射层上。绝缘反射层通过多个开口电性连接至第二导电层,以与第二型半导体层电性连接。

在本发明的一实施例中,上述的发光装置还包括绝缘层堆叠、第一连接层以及第二连接层。绝缘层堆叠设置于发光元件上,包括反射层以及绝缘层设置于反射层上。第一连接层设置于反射层上。第一连接层通过第一电流传导层第一型半导体层电性连接。第二连接层设置于反射层上。第二连接层通过第二电流传导层与第二型半导体层电性连接。绝缘层覆盖第一连接层与第二连接层。

本发明的一种发光装置的制作方法,包括以下步骤。提供成长基板。形成无掺杂半导体层于成长基板上。于无掺杂半导体层上形成发光元件。形成发光元件的步骤包括以下步骤。形成第一型半导体层于无掺杂半导体层上。形成发光层于第一型半导体层上。形成第二型半导体层于发光层上。进行第一蚀刻制程,以图案化发光层与第二型半导体层。至少一个第一凹槽形成于发光层与第二型半导体层中并暴露出第一型半导体层。形成牺牲层覆盖第一型半导体层、发光层以及第二型半导体层。进行第二蚀刻制程,以图案化牺牲层。至少一个第二凹槽形成于牺牲层中。第二凹槽于成长基板上的正投影位于第一凹槽于成长基板上的正投影之中。形成欧姆接触层于第二凹槽内。移除牺牲层。形成第一导电层于欧姆接触层上并电性连接欧姆接触层。以及形成第二导电层于第二型半导体层上。形成第一电流传导层并电性连接至第一导电层。形成第二电流传导层并电性连接至第二导电层。形成第一绝缘层于发光元件上。第一绝缘层具有多个开口分别暴露出第一电流传导层与第二电流传导层。形成第一连接层、第二连接层与第三连接层于第一绝缘层上。第一连接层与第二连接层分别通过多个开口对应地电性连接至第一电流传导层与第二电流传导层。第三连接层为电性浮置。形成第二绝缘层于第一绝缘层上。第二绝缘层隔离第一连接层、第二连接层与第三连接层。第二绝缘层包括多个开口。形成第一导电凸块与第二导电凸块。第一导电凸块与第二导电凸块分别通过第二绝缘层的多个开口对应地电性连接至第一连接层与第二连接层。

在本发明的一实施例中,上述的形成发光元件的步骤中,还包括形成绝缘反射层于发光层、第二型半导体层以及第二导电层上。第二电流传导层通过绝缘反射层的多个开口电性连接至第二导电层。

在本发明的一实施例中,上述的第一凹槽具有第一宽度。第二凹槽具有第二宽度。第一宽度大于第二宽度。

基于上述,在本发明实施例的发光二极管中,由于其包括欧姆接触层电性连接至第一型半导体层,且第一导电层接触欧姆接触层,以使金属材质的第一导电层与磊晶结构的欧姆接触层在第一型半导体层上形成具有低阻抗及欧姆接触特性的结构。藉此,第一型半导体层的电性可被提升。藉此,发光装置可具有优良性能及品质。此外,发光装置的制程还可以简单并节省成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的发光装置的上视示意图。

图2A至图2N为图1的发光装置沿剖面线U-U’的制造方法的剖面示意图。

图2F为图2E的区域R1的局部放大示意图。

图2H为图2G的区域R2的局部放大示意图。

图3A至图3D为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。

图3B为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。

图4A至图4C为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。

图4A为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。

图4B为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。

图5A至图5B为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。

图5A为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。

图6A至图6F为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。

图7A至图7C为本发明再一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。

1,1A,1B,1C,1D,1E:发光装置

10:成长基板

12:无掺杂半导体层

100:发光元件

110:第一型半导体层

110’:第一型半导体材料层

120:发光层

120’:发光材料层

130:第二型半导体层

130’:第二型半导体材料层

140,140A,140B:欧姆接触层

140T:上表面

141:开孔

142:岛状部

143:微结构

151:第一导电层

152:第二导电层

161:第一电流传导层

162:第二电流传导层

171:第一连接层

172:第二连接层

173:第三连接层

181:第一导电凸块

182:第二导电凸块

190:导电件

210:牺牲层

220绝缘层堆叠

221:第一绝缘层

222第二绝缘层

230:绝缘反射层

FP:指部

R1,R2,R3,R4,R5,R6:区域

SP:间距

W1:第一宽度

W2:第二宽度

W3,W4,W5:宽度

O1,O2:凹槽

O3,O4,O5,O6,O7:开口

U-U’:剖面线

具体实施方式

现将详细地参考本发明的示范性实施例,示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能,相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。

图1为本发明一实施例的发光装置的上视示意图。图2A至图2N为图1的发光装置沿剖面线U-U’的制造方法的剖面示意图。为了附图清楚及方便说明,图1及图2A至图2N省略示出了若干元件。请先参考图1及图2N,具体而言,发光装置1是可应用为倒装式的发光二极管。发光装置1包括成长基板10、设置于成长基板10上的发光元件100以及电性连接至发光元件100的第一导电凸块181与第二导电凸块182。发光元件100包括第一型半导体层110、第二型半导体层130、位于第一型半导体层110与第二型半导体层130之间的发光层120、第一导电层151与第二导电层152。第一导电层151设置于第一型半导体层110上并与第一型半导体层110电性连接。第二导电层152设置于第二型半导体层130上并与第二型半导体层130电性连接。第一导电凸块181通过第一导电层151电性连接至第一型半导体层110。第二导电凸块182通过第二导电层152电性连接至第二型半导体层130。在本发明的一实施例中,发光装置1还包括欧姆接触层140设置于第一型半导体层110上且与第一型半导体层110电性连接。第一导电层151设置于欧姆接触层140上并电性连接欧姆接触层140。由于欧姆接触层140设置于第一型半导体层110与第一导电层151之间,因此可以解决金属材质的第一导电层151与第一型半导体层110之间不易形成欧姆接触的问题。此外,欧姆接触层140与第一导电层151可具有低阻抗(low resistance)以及欧姆接触特性,因此可以提升发光装置1的品质及性能。

请参考图1,发光装置1大致上包括成长基板110以及发光单元。发光单元例如包括第一型半导体层110、发光层120、第二型半导体层130、欧姆接触层140、第一导体层151以及第二导体层152(未示出于图1)。发光装置1还包括第一连接层171与第二连接层172。第一连接层171电性连接至第一导电层151。第二连接层172电性连接至第二导电层152。

由图1可知,第一连接层171与第二连接层172可以彼此相对设置,且彼此分离。发光层120与第二型半导体层130可具有贯穿发光层120与第二型半导体层130的凹槽O1。于俯视上,凹槽O1可以是缺口并往第一连接层171或第二连接层172的内部延伸。凹槽O1可由发光层120与第二型半导体层130的侧壁定义,且与第一连接层171或第二连接层172的侧壁隔离。

在一些实施例中,欧姆接触层140设置于凹槽O1中,且与凹槽O1的侧壁(即发光层120与第二型半导体层130的侧壁)隔离。具体来说,欧姆接触层140于成长基板110上的正投影位于凹槽O1于成长基板110上的正投影之中。欧姆接触层140与凹槽O1之间具有间距SP,间距SP具有宽度W3。在一些实施例中,宽度W3例如为1微米至30微米,但不以此为限。

由图1可知,欧姆接触层140的部分可沿着凹槽O1延伸。欧姆接触层140延伸的部分可定义为指部FP。指部FP不重叠发光层120与第二型半导体层130。在一些实施例中,指部FP的轮廓围绕发光层120与第二型半导体层130设置。在另一些实施例中,欧姆接触层140还包括连接部(未示出)连接多个指部FP,但不以此为限。

由图1可知,第一导电层151例如是共形地覆盖于欧姆接触层140上。第一导电层151的部分设置于凹槽O1中且可沿着凹槽O1延伸。第一导电层151的轮廓围绕发光层120与第二型半导体层130设置,但不以此为限。在其他实施例中,第一导电层151可以部分重叠欧姆接触层140。

在一些实施例中,第一连接层171可电性连接至第一导电层151与欧姆接触层140。第二连接层172可电性连接至第二导电层152(请参考图2N)。第一导电凸块181与第二导电凸块182分别电性连接至第一连接层171与第二连接层172。在上述的设置下,第一导电凸块181与第二导电凸块182可分别应用为发光装置1的正电极或负电极,并电性连接至外部电路元件。藉此,发光装置1可应用于可见光发光装置中、紫外光发光装置或其他合适的发光装置,不以此为限。

以下将以一实施例来简单说明发光装置1的制造流程。

请先参考图2A,提供成长基板10。成长基板170的材质例如是C-Plane、R-Plane或A-Plane之蓝宝石基板(Sapphire)或其它的透明材质。此外,晶格常数接近于第一型半导体层110之单晶化合物亦适于做为成长基板10之材质。在一些实施例中,成长基板的材质还包括碳化硅(SiC)、硅(Si)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)或氮化铝镓(AlGaN)或其他合适的材料,不以此为限。

在一实施例中,可选择性地形成无掺杂半导体层12于成长基板10上。无掺杂半导体层12的材料例如是未经掺杂(undoped)的氮化铝或氮化铝镓或其他合适的材料,但不以此为限。

接着,将发光元件的叠层形成于无掺杂半导体层12上。举例来说,无掺杂半导体层12位于成长基板10与发光元件之间。本实施例的发光元件的叠层的例如包括第一型半导体材料层110’、发光材料层120’与第二型半导体材料层130’依序成长且叠置于成长基板10上。在其他的实施例中,发光装置1可以不具有成长基板10或无掺杂半导体层12。

在一些实施例中,第一型半导体材料层110’例如是N型半导体层,包括n-AlGaN基础(n-AlGaN based)的材料或n-AlyGaN基础/n-AlxGaN基础的材料(x≠y),但不以此为限。第二型半导体材料层130’例如是P型半导体层,包括p-AlGaN基础(p-AlGaN based)的材料或p-AlGaN基础/p-GaN基础的材料,但不以此为限。

在一些实施例中,发光材料层120’可以为量子井结构(Quantum Well,QW)。在其他实施例中,发光材料层120’可以为多重量子井结构(Multiple Quantum Well,MQW),其中多重量子井结构包括以重复的方式交替设置的多个量子井层(Well)和多个量子阻障层(Barrier)。此外,发光材料层120’的组成材料包括能够发出的峰值波长落在220nm至300nm中(中紫外光)或300nm至400nm中(近紫外光)等发光波长范围的光束的化合物半导体组成。发光材料层120’的材料包括AlxGaN基础/AlyGaN基础的材料,且x≦y,但不以此为限。

在上述的设置下,本发明一实施例的发光元件例如为紫外光发光二极管。

请参考图2B,进行第一蚀刻制程,以图案化发光材料层120’与第二型半导体材料层130’,以形成发光层120与第二型半导体层130。图案化后的发光层120与第二型半导体层130具有第一凹槽O1形成于发光层120与第二型半导体层130中。第一凹槽O1可暴露出第一形半导体材料层110’或第一型半导体层110的表面。在一些实施例中,第一凹槽O1的侧壁可以为斜面,但不以此为限。接着可再进行一次蚀刻制程,以图案化第一型半导体材料层110’,以形成第一型半导体层110。第一型半导体层110位于无掺杂半导体层12的部分上,且无掺杂半导体层12的部分可被暴露。发光层120位于第一型半导体层110上,且第二型半导体层130位于发光层120上。

请参考图2C,接着形成牺牲层210覆盖第一型半导体层110、发光层120以及第二型半导体层130。在一些实施例中,牺牲层210可以设置于发光层120以及第二型半导体层130的侧壁上并覆盖第二型半导体层130的上表面。牺牲层210的材料包括有机材料或无机材料,举例来说无机材料可包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)或氮化硅(SiN),但不以此为限。

然后,进行第二蚀刻制程,以图案化牺牲层210。图案化后的牺牲层210可形成至少一个第二凹槽O2于牺牲层210中。第二凹槽O2于成长基板10上的正投影位于第一凹槽O1于成长基板10上的正投影之中。在一些实施例中,第一凹槽O1具有第一宽度W1。第一宽度W1可定义为第一凹槽O1的相对侧壁之间的最大距离。第二凹槽O2具有第二宽度W2。第二宽度W2可定义为第二凹槽O2的相对侧壁之间的最大距离。第一宽度W1大于第二宽度。在一些实施例中,第一宽度W1例如为3微米至100微米。第二宽度W2例如为1微米至100微米,但不以此为限。

请参考图2D,接着形成欧姆接触层140于第二凹槽O2内。详细来说,形成欧姆接触层140的步骤可包括对成长基板10进行加热制程,其中加热温度的范围包括100℃至1500℃,以在被牺牲层210所暴露的第一型半导体层150的表面上长晶。在一些实施例中,于上述的加热制程中,还包括掺杂硅或四价元素(例如碳)至欧姆接触层140中。欧姆接触层140为磊晶(epitaxial)结构层,其材料包括氮化镓、氮化镓铝、氮化铟镓、氮化铟镓铝。在一些实施例中,欧姆接触层140的材料包括III-V族材料的化合物,或掺杂铝或铟元素的上述材料,但不以此为限。此外,欧姆接触层140可为高浓度元素掺杂的半导体磊晶层,举例来说该欧姆接触层140掺杂高浓度的硅,掺杂后的载子浓度为1017cm-3至1020cm-3,但不以此为限。在一些实施例中,欧姆接触层140可为单晶结构(monocrystalline)、非晶结构(amorphous)或多晶结构(polycrystalline),本发明不予以限制。

请参考图2E及图2F。图2F为图2E的区域R1的局部放大示意图。移除牺牲层210。于移除牺牲层210的步骤后,欧姆接触层140可位于第一凹槽O1中且不接触发光层120与第二型半导体层130。欧姆接触层140与第一凹槽O1的侧壁之间具有间距SP。间距SP具有宽度W3。在一些实施例中,宽度W3小于第一宽度W1,而间距SP的宽度例如是1微米至50微米,但并不以此为限。藉此,欧姆接触层140于生长基板10上的正投影部分地重叠第一型半导体层110于生长基板10上的正投影,第一型半导体层110的部分表面可被暴露出。

在一些实施例中,欧姆接触层140于剖面的形状可为梯形。欧姆接触层140的上表面140T可为平整的表面,但不以此为限。此外,设置于第一凹槽O1中的欧姆接触层140可以为指部FP,且设置于发光层120与第二型半导体层130的周围或环绕发光层120与第二型半导体层130,但不以此为限。指部FP与发光层120或第二型半导体层130之间具有间距SP。

请参考图2G及图2H。图2H为图2G的区域R2的局部放大示意图。形成第一导电层151于欧姆接触层140的上表面140T上。在一些实施例中,第一导电层151例如与欧姆接触层140为共形。举例来说第一导电层151覆盖于欧姆接触层140上,且第一导电层151于成长基板10上的正投影的轮廓与欧姆接触层140于成长基板10上的正投影的轮廓相似。第一导电层151于成长基板10上的正投影可位于欧姆接触层140于成长基板10上的正投影之外,但不以此为限。在一些实施例中,第一导电层151于成长基板10上的正投影可位于欧姆接触层140于成长基板10上的正投影之内。

由图2G及图2H可知,第一导电层151可完全覆盖欧姆接触层140并直接接触第一型半导体层110,如此一来,第一导电层151可以直接电性连接至第一型半导体层110。第一导电层151于生长基板10上的正投影部分地重叠第一型半导体层110于生长基板10上的正投影。第一型半导体层110的部分表面可被暴露出。此外,第一导电层151与发光层120及第二型半导体层130隔离。

在一些实施例中,第一导电层151例如为单层金属或多层金属的叠层,但不以此为限。第一导电层151的材料包括铬(Cr)、钛(Ti)、铝(Al)、铝合金(Alloy Al)、铝铜合金(Alloy Al/Cu)、银(Ag)、镍(Ni)、钯(Pd)、铂(Pt)、金(Au)或其组合或其组合。

值得注意的是,金属材质不易在第一型半导体层110上直接形成欧姆接触。在本发明的一实施例中,欧姆接触层140与第一型半导体层110为异质结构(heterostructure)。欧姆接触层140的晶格常数与第一型半导体层110的晶格常数不匹配。因此,欧姆接触层140的磊晶结构于形成在第一型半导体层110的表面上后,可将金属材料的第一导电层151形成在欧姆接触层140上以完成将欧姆接触结构设置于第一型半导体层110上的制程。在上述的设置下,第一导电层151与欧姆接触层140可在第一型半导体层110上形成具有低阻抗及欧姆接触特性的结构。藉此,第一型半导体层110的电性可被提升。发光装置1可具有优良性能及品质。此外,发光装置1的制程还可以简单化并节省成本。

请参考图2I,接着形成第二导电层152于第二型半导体130上。第二导电层152与第二型半导体130电性连接。在一些实施例中,第二导电层152于成长基板10上的正投影位于第二型半导体130于成长基板10上的正投影之内,但不以此为限。在另一些实施例中,第二导电层152的轮廓可与第二型半导体130的轮廓相似或切齐。

在一些实施例中,第二导电层152的材料与结构与第一导电层151相似,包括金属或金属合金的叠层。在另一些实施例中,第二导电层152的材料还包括氧化铟锡(indiumtin oxide,ITO)、氧化锌(ZnO)、氧化铝锌(AlZnO)或氧化镓锌(GaZnO)或其他合适的透明导电材料。如此一来,可以增加发光元件100的出光面积。此外,第二导电层152可与第二型半导体层130具有低阻抗及欧姆接触的特性。

在一些实施例中,第二导电层152的厚度例如是0埃至500A,但不以此为限。第二导电层152的厚度可以小于第一导电层151的厚度,但不以此为限。

至此,大致完成发光元件100的制作。以下将继续说明发光装置1的制作。

请参考图2J,然后形成第一电流传导层161与第二电流传导层162。第一电流传导层161形成于第一导电层151上并电性连接至第一导电层151。第一导电层151位于欧姆接触层140与第一电流传导层161之间。第一电流传导层161通过第一导电层151与欧姆接触层140以电性连接至第一型半导体层110。第二电流传导层162形成于第二导电层152上并电性连接至第二导电层152。第二电流传导层162通过第二导电层152以电性连接至第二型半导体层130。在一些实施例中,第一电流传导层161于成长基板10上的正投影重叠第一导电层151于成长基板10上的正投影。第二电流传导层162于成长基板10上的正投影重叠第二导电层152于成长基板10上的正投影。在一些实施例中,第一电流传导层161的厚度大于第一导电层151的厚度,但不以此为限。第二电流传导层162的厚度大于第二导电层152的厚度,但不以此为限。

在一些实施例中,第一电流传导层161与第二电流传导层162的材料与结构与第一导电层151相似,包括金属或金属合金的叠层,故于此不再赘述。在另一实施例中,也可以在形成第一导电层151与第二导电层152的同一步骤中,形成第一电流传导层161与第二电流传导层162。在又一些实施例中,也可以不设置电流传导层而直接以导电层取代。

请参考图2K,接着形成绝缘层堆叠220(示出于图2M中)于发光元件100上。绝缘层堆叠220包括第一绝缘层211以及第二绝缘层212。详细说明如下。

在形成第一电流传导层161与第二电流传导层162的步骤之后,形成第一绝缘层211于发光元件100上。具体来说,第一绝缘层211覆盖于无掺杂半导体层12、第一型半导体层110、发光层120、第二型半导体层130、欧姆接触层140、第一导电层151、第二导电层152、第一电流传导层161与第二电流传导层162上。第一绝缘层221的材料包括单层或多层的绝缘材料或由多层具有不同折射率的绝缘材料交互堆叠的结构,其中不同折射率的绝缘材料的堆叠结构例如包括二氧化硅与二氧化钛(SiO2/TiO2)的堆叠结构或二氧化硅与五氧化二钽(SiO2/Ta2O5)的堆叠结构。

在一些实施例中,第一绝缘层221可以是反射层。举例来说,第一绝缘层221可包括由多层具不同的折射率的绝缘层相互堆叠而成的布拉格反射层(distributed Braggreflector,DBR)。

在一未示出的实施例中,第一绝缘层221可包括上绝缘层与下绝缘层以及位于上绝缘层与下绝缘层之间的布拉格反射层。在上述的实施例中,上绝缘层与下绝缘层的材质以及厚度都可以调整布拉格反射层的反射波长范围。因此,布拉格反射层采用厚度上变化的上绝缘层与下绝缘层,可让布拉格反射层具有较广的反射波长范围而合适应用于需要广波长范围的发光效果的终端产品中。不过,上述材质与发光装置的应用方式仅是举例说明之用,实际上布拉格反射层采用其他材质制作时,可以依据其呈现的反射波长范围来调整应用方式。在上述的设置下,第一绝缘层221是反射层时,可将发光单元100的发光层120所发出的光束往成长基板10的方向集中反射,以提升发光装置1的出光效果以及出光率。

由图2K可知,可对第一绝缘层221进行图案化形成多个开口O3及开口O4于第一绝缘层221中。开口O3及开口O4分别暴露出第一电流传导层161与第二电流传导层162。

请参考图2L,接着形成第一连接层171、第二连接层172以及第三连接层173于第一绝缘层211上。第一连接层171、第二连接层172以及第三连接层173的材料与第一导电层151的材料相似,故于此不再赘述。第一连接层171通过开口O3电性连接至第一电流传导层161。第一连接层171通过第一电流传导层161、第一导电层151及欧姆接触层140以与第一型半导体层110电性连接。第二连接层172通过开口O4电性连接至第二电流传导层162。第二连接层172通过第二电流传导层162及第二导电层152以与第二型半导体层130电性连接。在一些实施例中,第三电流传导层173不与发光元件100电性连接而采电性浮置设置于第一绝缘层221上。在上述的设置下,第三电流传导层173可应用为测试接垫,用于在制程中对发光装置1进行电性测试。

请参考图2M,然后形成第二绝缘层222于第一绝缘层221上。第二绝缘层222覆盖第一连接层171、第二连接层172与第三连接层173。藉此,包含第一绝缘层221与第二绝缘层222的绝缘层堆叠220可用于隔离第一连接层171、第二连接层172与第三连接层173。第二绝缘层222设置于第一绝缘层221(即:反射层)上。第二绝缘层222的材料包括二氧化硅(SiO2)、二氧化钛(TiO2)或其他合适的材料,但不以此为限。

由图2M可知,可对第二绝缘层222进行图案化,以使第二绝缘层222具有多个开口O5与开口O6。开口O5对应重叠第一连接层171并暴露出第一连接层171。开口O6对应重叠第二连接层172并暴露出第二连接层172。

请参考图2N,接着形成第一导电凸块181与第二导电凸块182。第一导电凸块181与第二导电凸块182分别通过第二绝缘层222的开口O5与开口O6对应地电性连接至第一连接层171与第二连接层172。具体来说,第一导电凸块181对应并重叠开口O5设置。第二导电凸块182对应并重叠开口O6设置。在上述的设置下,第一导电凸块181可通过第一连接层171及第一电流传导层161以与第一导电层151电性连接,并与欧姆接触层140及第一型半导体层110电性连接。第二导电凸块182可通过第二连接层172及第二电流传导层162以与第二导电层152电性连接,并与第二型半导体层130电性连接。藉此,第一导电凸块181可以做为发光装置1的负极(以第一型半导体层为N型半导体层为例),而第二导电凸块182可以做为发光装置1的正极(以第二型半导体层为P型半导体层为例)。

在一些实施例中,第一导电凸块181与第二导电凸块182可为导电接垫、导电柱或导电球。第一导电凸块181与第二导电凸块182包括焊料或金属。举例来说,第一导电凸块181与第二导电凸块182的材料包括金(Au)、锡(Sn)、金锡合金、锡合金、锡银铜合金或其组合,但不以此为限。

简言之,在本发明一实施例的发光装置1中,由于发光单元100包括欧姆接触层140电性连接至第一型半导体层110,且第一导电层151共形地覆盖欧姆接触层140,以使金属材质的第一导电层151与磊晶结构的欧姆接触层140在第一型半导体层110上形成具有低阻抗及欧姆接触特性的结构。藉此,第一型半导体层110的电性可被提升。此外,第一绝缘层221可将发光单元100的发光层120所发出的光束集中反射,以提升发光装置1的出光效果以及出光率。藉此,发光装置1可具有优良性能及品质。此外,发光装置1的制程还可以简单并节省成本。

在此必须说明的是,下述实施例沿用前述实施例的元件标号与部分内容,其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件,并且省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参考前述实施例,下述实施例不再重复赘述。

图3A至图3D为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。图3B为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。为了附图清楚及方便说明,图3A至图3D省略示出了若干元件。本实施例的发光装置1A类似于图2A至图2N的发光装置1,其主要的差异例如是在于:欧姆接触层140A包括多个开孔141以及围绕多个开孔141的岛状部142。

由图3A及图3B可知,欧姆接触层140A的岛状部142可与第一型半导体层110电性连接,且开孔141可在垂直成长基板10的方向上延伸。开孔141可以暴露出第一型半导体层110的部分。在一些实施例中,相较于图2F的欧姆接触层140,本实施例的欧姆接触层140A的加热制程时间可被缩短,或温度可被提升或降低,导致欧姆接触层140A的磊晶结构较为粗糙。藉此,欧姆接触层140A的接触面积可被提升。

请参考图3C与图3D,接着形成第一导电层151于欧姆接触层140A上。第一导电层151填入开口141以接触第一型半导体层110。接着,再依序地形成第一电流传导层161、第二电流传导层162、第一连结层171、第二连接层172、第三连接层173、第一导电凸块181、第二导电凸块182与绝缘层堆叠220,以完成发光装置1A的设置。在上述的设置下,第一导电层151与欧姆接触层140A的接触面积可以提升,因此可进一步降低阻抗。此外,第一导电层151与欧姆接触层140A的结合力可被提升。另外,由于欧姆接触层140A具有多个开孔141,因此可提升开口率以增加出光效果。藉此,可以提升发光元件100A与发光装置1A的性能以及结构品质。

图4A至图4C为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。图4A为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。图4B为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。为了附图清楚及方便说明,图4A至图4C省略示出了若干元件。本实施例的发光装置1B类似于图2A至图2N的发光装置1,其主要的差异例如是在于:欧姆接触层140B具有粗糙表面。具体来说,欧姆接触层140B的上表面140T为粗糙表面,且粗糙表面包括多个微结构143。微结构143例如为在表面上的缺陷、凹洞或凹凸不平结构。微结构143可由上表面140T往第一型半导体层110延伸。微结构143可以贯穿或不贯穿欧姆接触层140B。在上述的设置下,微结构143可以增加欧姆接触层140B的接触面积。

请参考图4B与图4C,接着形成第一导电层151共形地覆盖欧姆接触层140B。然后依序地形成第一电流传导层161、第二电流传导层162、第一连结层171、第二连接层172、第三连接层173、第一导电凸块181、第二导电凸块182与绝缘层堆叠220,以完成发光装置1B的设置。在上述的设置下,第一导电层151与欧姆接触层140B的接触面积可以提升,因此可进一步降低阻抗。此外,第一导电层151与欧姆接触层140A的结合力可被提升。因此,可以提升发光装置1B的性能以及结构品质。

图5A至图5B为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。图5A为本发明另一实施例的欧姆接触层的局部放大示意图。为了附图清楚及方便说明,图5A至图5B省略示出了若干元件。本实施例的发光装置1C类似于图2A至图2N的发光装置1,其主要的差异例如是在于:第一导电层151设置于欧姆接触层140上,且第一导电层151于成长基板10上的正投影位于欧姆接触层140于成长基板10上的正投影之内。在一些实施例中,欧姆接触层140具有宽度W4,且第一导电层151具有宽度W5。宽度W4大于宽度W5。在一些实施例中,宽度W4例如为3微米至100微米。宽度W5例如为1微米至100微米,但不以此为限。在上述的设置下,第一导电层151不直接接触第一型半导体层110。

接着依序地形成第一电流传导层161、第二电流传导层162、第一连结层171、第二连接层172、第三连接层173、第一导电凸块181、第二导电凸块182与绝缘层堆叠220,以完成发光装置1C的设置。在上述的设置下,发光装置1C具有良好的性能以及结构品质。

图6A至图6F为本发明另一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。为了附图清楚及方便说明,图6A至图6F省略示出了若干元件。本实施例的发光装置1D类似于图2A至图2N的发光装置1,其主要的差异例如是在于:发光装置1D还包括绝缘反射层230。详细来说,于形成发光元件100的步骤中,还包括在形成第二导电层152的步骤之后,形成绝缘反射层230于发光层120、第二型半导体层130以及第二导电层152上。

接着,在绝缘反射层230中形成多个开口O7。开口O7对应重叠第二导电层152,以暴露出第二导电层152。在一些实施例中,绝缘反射层230的材料包括单层或多层绝缘材料、或由多个具有不同折射率的绝缘材料层交互堆叠的结构,后者例如是布拉格反射层(distributed Bragg reflector,DBR),不同折射率的绝缘材料层交互堆叠结构例如包括二氧化硅与二氧化钛(SiO2/TiO2)的堆叠结构、或二氧化硅、五氧化二钽(SiO2/Ta2O5)的堆叠结构、或二氧化硅与氟化镁(SiO2/MgF2)的堆叠结构。

在一未示出的实施例中,绝缘反射层230可包括上绝缘层与下绝缘层以及位于上绝缘层与下绝缘层之间的布拉格反射层。

在另一未示出的实施例中,绝缘反射层230可包括上绝缘层与下绝缘层以及位于上绝缘层与下绝缘层之间的金属反射镜。上述金属反射镜的材料例如是铝、银或铝铜合金,但不以此为限。

在上述的设置下绝缘反射层230可将发光单元100的发光层120所发出的光束往成长基板10的方向集中反射,以提升发光装置1D的出光效果以及出光率。

请参考图6B与图6C,接着形成第一电流传导层161于第一导电层151上,并形成第二电流传导层161于绝缘反射层230上。绝缘反射层230通过开口O7电性连接至第二导电层152,以与第二型半导体层130电性连接。

然后,形成第一绝缘层221于发光元件100上并覆盖绝缘反射层230。第一绝缘层221可为反射层。第一绝缘层221可为单层的反射绝缘材料或包括由多个不同折射率的绝缘材料交互堆叠的结构。第一绝缘层221可为布拉格反射层。在其一些实施例中,第一绝缘层221可包括上绝缘层、下绝缘层及位于上绝缘层与下绝缘层之间的布拉格反射层,但不以此为限。在上述的设置下,发光层120所发出的光束可往成长基板10的方向集中反射,以提升发光装置1D的出光效果以及出光率。

在一些实施例中,第一绝缘层221还包括开口O3及开口O4。开口O3及开口O4分别暴露出第一电流传导层161与第二电流传导层162。

请参考图6D,接着形成第一连接层171、第二连接层172以及第三连接层173于第一绝缘层211上。第一连接层171通过开口O3电性连接至第一电流传导层161。第二连接层172通过开口O4电性连接至第二电流传导层162。在一些实施例中,第三电流传导层173不与发光元件100电性连接而采电性浮置设置于第一绝缘层221上。第三电流传导层173可应用为测试接垫,用于在制程中对发光装置1D进行电性测试。

请参考图6E,然后形成第二绝缘层222于第一绝缘层221上。第二绝缘层222覆盖第一连接层171、第二连接层172与第三连接层173。藉此,第一连接层171、第二连接层172与第三连接层173可通过第一绝缘层221与第二绝缘层222以彼此隔离。

在一些实施例中,第二绝缘层222具有多个开口O5与开口O6。开口O5对应重叠第一连接层171并暴露出第一连接层171。开口O6对应重叠第二连接层172并暴露出第二连接层172。

请参考图6F,接着形成第一导电凸块181与第二导电凸块182。第一导电凸块181与第二导电凸块182分别通过第二绝缘层222的开口O5与开口O6对应地电性连接至第一连接层171与第二连接层172。第一导电凸块181与第二导电凸块182可为导电接垫、导电柱或导电球。

在上述的设置下,发光装置1D可通过绝缘反射层230以进一步地提升将发光层120所发出的光束集中,以提升发光效果与品质。此外,发光装置1D还具有良好的性能以及结构品质。

图7A至图7C为本发明再一实施例的发光装置的制造方法的剖面示意图。为了附图清楚及方便说明,图7A至图7C省略示出了若干元件。本实施例的发光装置1E类似于图6A至图6F的发光装置1D,其主要的差异例如是在于:发光装置1E还包括多个导电件190设置于第二导电层152上。导电件190的材料与第一导电层151的材料相似,故于此不再赘述。

任一个导电件190于成长基板10上的正投影重叠第二导电层152于成长基板10上的正投影。在一些实施例中,导电件190于成长基板10上的正投影位于第二导电层152于成长基板10上的正投影之中。在另一些实施例中,导电件190于成长基板10上的正投影面积小于第一导电层151于成长基板10上的正投影面积。

在一些实施例中,绝缘反射层230设置于第二型半导体层130与第二导电层152上。绝缘反射层230具有多个开口O7。开口O7对应重叠导电件190,以暴露出导电件190。

请参考图7B与图7C,接着形成第一电流传导层161于第一导电层151上,并形成第二电流传导层161于绝缘反射层230上。绝缘反射层230通过开口O7电性连接至导电件190,以与第二型半导体层130电性连接。

接着依序地形成第一连结层171、第二连接层172、第三连接层173、第一导电凸块181、第二导电凸块182与绝缘层堆叠220,以完成发光装置1E的设置。在上述的设置下,发光装置1E可通过导电件190以进一步降低第二导电层152与第二电流传导层162的阻抗。发光装置1E具有良好性能以及结构品质。

综上所述,在本发明一实施例的发光装置中,由于其包括欧姆接触层电性连接至第一型半导体层,且第一导电层接触欧姆接触层,以使金属材质的第一导电层与磊晶结构的欧姆接触层在第一型半导体层上形成具有低阻抗及欧姆接触特性的结构。藉此,第一型半导体层的电性可被提升。此外,第一绝缘层或绝缘反射层可将发光单元的发光层所发出的光束集中反射,以提升发光装置的出光效果以及出光率。藉此,发光装置可具有优良性能及品质。此外,发光装置的制程还可以简单并节省成本。

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