水平式發光二極體的製作方法
2023-12-04 00:15:01
專利名稱：水平式發光二極體的製作方法
技術領域：
本實用新型是有關於ー種半導體發光元件，且特別是有關於ー種具有相同水平高度的電極的水平式發光二極體。
背景技術：
發光二極體(Light-Emitting Diode, LED)主要是通過電能轉化為光能的方式發光。傳統的水平式發光二極體包括一依序由第一半導體層、發光層以及第ニ半導體層堆迭所形成的平臺狀外延堆迭結構，以及分別配置於第一半導體層上的第一電極與第二半導體層上的第二電極。當提供電能至發光二極體的第一電極與第二電極時，電流通過外延堆迭結構，且外延堆迭結構內的電子與空穴結合後釋放能量，並以光的形式發出。 然而，當進行發光二極體的封裝吋，因為平臺狀外延堆迭結構的頂面與底面具有高低差的關係，使得位於頂面(第二半導體層)的第二電極與位於底面(第一半導體層)的第一電極會因影像辨識不佳的結果而使得影像顯示出不同灰階顏色的色差，造成封裝機臺無法根據影像對發光二極體進行打線エ藝。也就是說，當水平式發光二極體的第一電極與第二電極的高度有明顯落差時，會造成後續封裝時影像辨識結果產生色差的問題，進而影響封裝作業的進行，有待改善。
實用新型內容本實用新型有關於ー種水平式發光二極體，經由增加位於第一半導體層上的第一電極的高度，使得第一電極與位於第二半導體層上的第二電極具有實質上相同的水平高度，以避免電極間的高度差而影響封裝作業的進行。根據本實用新型的一方面，提出ー種水平式發光二極體，包括一基板、一第一半導體層、一發光層、一第二半導體層、一第一電極以及一第二電極。第一半導體層位於基板上。發光層位於第一半導體層上且露出部分第一半導體層。第二半導體層位於發光層上。第一電極位於露出部分的第一半導體層上。第二電極位於第二半導體層上。第一電極與第二電極的上表面具有實質上相同的水平高度。為了對本實用新型的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉較佳實施例，並配合附圖，作詳細說明如下。
圖IA及圖IB分別繪示依照本實用新型一實施例的水平式發光二極體的結構示意圖。圖2A 2E分別繪示依照本實用新型一實施例的水平式發光二極體的製造過程的示意圖。主要元件符號說明10 :水平式發光二極體[0011]100 :基板101 :底面102 :第一半導體層104 :發光層106 :第二半導體層107 :頂面108 :平臺狀外延堆迭結構110:介電層 115:開ロ122 :第一金屬層123:第一電極124 :第二金屬層125:第二電極126 :第三金屬層128:第四金屬層130 :光阻層131:第一開ロ132:第二開ロH1、H2、H3、H4、H5 :高度S1、S2:上表面
具體實施方式
本實施例揭露的水平式發光二極體，經由增加位於第一半導體層上的第一電極的高度，使得第一電極的上表面與位於第二半導體層上的第二電極的上表面具有實質上相同的水平高度。需說明的是，「實質上相同」的用語並非限制第一電極與第二電極的水平高度一定完全相同，亦可包含第一電極與第二電極的水平高度略微不同的情況，只要在容許的範圍，且不影響封裝作業的進行的情況下，封裝機臺可根據影像辨識的結果對發光二極體進行打線エ藝即可。以下提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並非用以限縮本實用新型欲保護的範圍。圖IA及圖IB分別繪示依照本實用新型一實施例的水平式發光二極體的結構示意圖。圖2A 2E分別繪示依照本實用新型一實施例的水平式發光二極體的製造過程的示意圖。請先參照圖1A，水平式發光二極體10包括一基板100、一第一半導體層102、ー發光層104、一第二半導體層106、一第一電極123以及ー第二電極125。第一半導體層102位於基板100上。發光層104位於第一半導體層102上且露出部分第一半導體層102。第二半導體層106位於發光層104上。第一電極123位於露出部分的第一半導體層102上。第ニ電極125位於第二半導體層106上。也就是說,第一半導體層102、發光層104以及第二半導體層106依序堆迭並經由非等向性蝕刻而形成一平臺狀外延堆迭結構108，其具有一頂面107以及ー底面101,且底面101顯露出部分第一半導體層102。第一電極123與第二電極125分別位於底面101與第二半導體層106上。於本實施例中，基板100可為矽基板、氮化鎵基板、碳化矽基板、藍寶石基板或以上述基板再進行圖形化等加工的基板，但並不以此為限。第一半導體層102為N型半導體層而第二半導體層106為P型半導體層，但並不以此為限。於其他實施例中，第一半導體層102為P型半導體層而第二半導體層106為N型半導體層。第一半導體層102及ニ半導體層106是由ー III-V族化合物半導體材料所製成，III-V族化合物半導體材料例如可為氮化鎵、氮化銦鎵、神化鎵或其組合。發光層104可以是III-V族ニ元素化合物半導體(例如是神化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、磷化鎵(GaP)、氮化鎵(GaN))、III-V族多元素化合物半導體(例如是神化鋁鎵(AlGaAs)、磷神化鎵(GaAsP)、磷化鋁鎵銦(AlGaInP)、神化鋁銦鎵(AlInGaAs))或II-VI族ニ元素化合物半導體(例如是硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、硒化鋅(ZnSe))。第一電極123與第二電極125的材質可為金、招、銀、銅、鉬、鉻、錫、鎳、鉻合金、鎳合金、銅矽合金、鋁銅矽合金、鋁矽合金、金錫合金及其組合。第一電極123及第ニ電極125可各自為單層結構或多層結構。於本實施例中，第一電極123及第ニ電極125皆為多層結構，但並不以此為限，例如第IB圖所示即為第一電極123及第ニ電極125皆為單層結構的示意圖。第一電極123包含一第一金屬層122、一第二金屬層124、一第三金屬層126以及一第四金屬層128。第二電極125則包含第三金屬126以及第四金屬層128。第一金屬層122與第三金屬層124的材質可為鉻、鉻合金、鎳、鎳合金、錫或其組合,較佳為鉻。第二金屬層124與第四金屬層128的材質可為金、招、銀、銅、鉬、銅娃合金、招銅娃合金、招娃合金、金錫合金及其組合，較佳為金。在一實施例中，平臺狀外延堆迭結構108的頂面107與底面101之間的高度差(即高度Hl)大約O. 5微米 5. O微米，而本實施例經由增加位於底面101上的第一電極123的第三金屬層126及第四金屬層128的高度H2，例如約為O. 02微米 7. O微米，以使第一電極123的高度H2至少大於高度Hl。在一實施例中，第一電極123垂直於底面101的高度H2約為第二電極125垂直於頂面107的高度H3與高度Hl的總和，以使第一電極123的上表面SI與第二電極125的上表面S2具有實質上相同的水平高度。以下介紹水平式發光二極體10的製造過程。請參照圖2A，於基板100上依序形成第一半導體層102、發光層104以及第二半導體層106。接著，以非等向性蝕刻第一半導體層102、發光層104以及第二半導體層106，以形成平臺狀外延堆迭結構108於基板100上。常見的作法是以曝光顯影的方式定義一光阻開ロ(未繪示)，再以感應耦合等離子體(Inductively coupled plasma, ICP)蝕刻位於光阻開口中的第二半導體層106,並向下蝕刻發光層104及第一半導體層102，直到露出部分第一半導體層102為止。請續參圖2B，形成一介電層110於平臺狀外延堆迭結構108上，介電層110例如以化學氣相沉積法、等離子體輔助化學氣相沉積法、高密度等離子體輔助化學氣相沉積法、蒸鍍法或濺鍍法形成，其材質例如為氧化矽、氧化鈦、氧化鈮、氮化矽、氮氧化矽或上述的組合。隨後，移除部分介電層Iio以形成ー開ロ 115,並露出位於開ロ 115中的部分第一半導體層102。接著，以蒸鍍或濺鍍的方式形成一第一金屬層122於開ロ 115中以及露出的部分第一半導體層102上。再以蒸鍍或派鍍的方式形成一第二金屬層124於第一金屬層122上,如圖2C所不。在一實施例中，第二金屬層124的厚度大於第一金屬層122的厚度。第一金屬層122的材質例如為鉻,可做為第二金屬層124與第一半導體層102之間的黏著層，而第二金屬 層124的材質則為導電性較佳的金屬，例如金。第一金屬層122與第二金屬層124垂直的總高度H4約等於平臺狀外延堆迭結構108的高度Hl。請參照圖2D，形成一光阻層130，並於所欲形成第一電極123及第ニ電極125的地方移除部分光阻層130以形成一第一開ロ 131及一第二開ロ 132,且於第一開ロ 131中露出第一金屬層122及第ニ金屬層124、於第二開ロ 132中露出部分第二半導體層106。接著，以蒸鍍或濺鍍的方式形成一第三金屬層126於第一開ロ 131及一第二開ロ 132中以及光阻層130上,再以蒸鍍或派鍍的方式形成一第四金屬層128於第三金屬層126上。在ー實施例中，第四金屬層128的厚度大於第三金屬層126的厚度。第三金屬層126的材質例如為鉻，而第四金屬層128的材質為導電性較佳的金屬，例如金。隨後，例如以剝離法(liftoff)移除部分第三金屬層126與第四金屬層128，再移除光阻層130。最後，請參圖2E，只保留位於第一半導體層102上相互堆迭的第一金屬層122、第二金屬層124、第三金屬層126與第四金屬層128，以做為第一電極123，以及保留位於第二半導體層106上相互堆迭的第三金屬層126與第四金屬層128,以做為第二電極125。第一電極123的第三金屬層126與第四金屬層128垂直於底面101的總高度H5約等於第二電極125垂直於頂面107的高度H3。因此，本實施例經由上述的製作方法所製作的第一電極123與第二電極125，可使第一電極123的上表面SI與第二電極125的上表面S2具有實質上相同的水平高度。綜上所述，本實用新型的水平式發光二極體因具有相同水平高度的第一電極與第ニ電極，故於後續封裝過程中，封裝機臺可輕易地根據影像辨識的結果對水平式發光二極體進行打線エ藝，以完成水平式發光二極體的封裝作業，而不會有因電極高低差所產生的影像辨識不佳的問題。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本實用新型。本實用新型所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本實用新型的保護範圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求1.ー種水平式發光二極體，包括 一基板； 一第一半導體層，位於該基板上； 一發光層，位於該第一半導體層上且露出部分該第一半導體層； 一第二半導體層，位於該發光層上； 一第一電極，位於該露出部分的該第一半導體層上；以及 一第二電極，位於該第二半導體層上，其中該第一電極與該第二電極的上表面具有相同的水平高度。
2.如權利要求I所述的水平式發光二極體，其特徵在幹，該第一半導體層為N型半導體層，該第二半導體層為P型半導體層。
3.如權利要求I所述的水平式發光二極體，其特徵在幹，該第一半導體層為P型半導體層，該第二半導體層為N型半導體層。
4.如權利要求I所述的水平式發光二極體，其特徵在於，該第一電極及該第二電極各自為單層或多層結構。
5.ー種水平式發光二極體，包括 具有相同水平高度的一第一電極及一第二電極。
6.如權利要求5所述的水平式發光二極體，其特徵在於，更包括 一基板； 一第一半導體層，位於該基板上； 一發光層，位於該第一半導體層上且露出部分該第一半導體層；以及 一第二半導體層，位於該發光層上； 其中，該第一電極位於該露出部分的該第一半導體層上且該第二電極位於該第二半導體層上。
7.如權利要求6所述的水平式發光二極體，其特徵在於，該第一半導體層為N型半導體層，該第二半導體層為P型半導體層。
8.如權利要求6所述的水平式發光二極體，其特徵在幹，該第一半導體層為P型半導體層，該第二半導體層為N型半導體層。
9.如權利要求5所述的水平式發光二極體，其特徵在於，該第一電極及該第二電極各自為單層或多層結構。
專利摘要一種水平式發光二極體，包括一基板、一第一半導體層、一發光層、一第二半導體層、一第一電極以及一第二電極。第一半導體層位於基板上。發光層位於第一半導體層上且露出部分第一半導體層。第二半導體層位於發光層上。第一電極位於露出部分的第一半導體層上。第二電極位於第二半導體層上。第一電極與第二電極的上表面具有實質上相同的水平高度。
文檔編號H01L27/15GK202651117SQ20122031683
公開日2013年1月2日 申請日期2012年7月3日 優先權日2012年7月3日
發明者陳曉煒, 孫謝陽 申請人:西安華新聯合科技有限公司