專利名稱：點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)一種發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode；LED)及其制造方法，特別是有關(guān)一種具有晶面外觀改良的點(diǎn)光源發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管為一種能自然放射出不同波長(zhǎng)的光線的p-n接面二極管。由于發(fā)光二極管具有低耗電量、低發(fā)熱量、使用壽命長(zhǎng)、耐撞擊、體積小、反應(yīng)速度快以及可發(fā)出穩(wěn)定波長(zhǎng)的色光等良好光電特性，因此常應(yīng)用于家電、儀表的指示燈、光電產(chǎn)品的應(yīng)用光源以及光電通訊領(lǐng)域。
由于發(fā)光二極管的可靠性要高，光耦合進(jìn)入纖維的比率大，因此已成為光纖通訊中重要的主動(dòng)元件(active component)。為增加發(fā)光二極管的光耦合進(jìn)入光纖的百分比，需要選擇發(fā)光角度小的產(chǎn)品，一般而言點(diǎn)光源發(fā)光二極管耦合效率比大面型光源來(lái)得好。然而，傳統(tǒng)的發(fā)光二極管的打線區(qū)常位于晶粒中央，嚴(yán)重干擾光形，大幅降低發(fā)光二極管與光纖的耦合效率。
為解決此一問(wèn)題，在發(fā)光二極管的光出射端外加一透鏡以集中出射光成為圓形光點(diǎn)的點(diǎn)光源。然而外加透鏡必須增加額外制程步驟，并不符成本效益。
另外，美國(guó)專利第6,063,643號(hào)揭示一種將發(fā)光二極管局部電流集中，以增加亮度并集中出射光的方法。在此專利案中，首先，蝕刻發(fā)光二極管形成一光出射區(qū)。再利用可選擇性氧化的磊晶層以及環(huán)繞于光出射區(qū)的電極，將電流導(dǎo)入發(fā)光區(qū)，借此除了可以增加發(fā)光二極管的出射亮度，且避免干擾光形。然而，使用此一方法必須提供用可選擇性氧化的磊晶材質(zhì)層，例如，砷化鋁鎵(AlGaAs)或砷化鋁(AlAs)，而且進(jìn)行選擇性氧化制程會(huì)增加制程復(fù)雜性，大幅增加制程成本。
日本未審定申請(qǐng)案第Heisei 2-174272號(hào)揭示另一種將發(fā)光二極管局部電流集中，以增加亮度并集中出射光的方法。首先，蝕刻發(fā)光二極管形成一發(fā)光區(qū)。再利用金屬離子布植與擴(kuò)散制程、蝕刻制程以及形成環(huán)繞于光出射區(qū)的電極，將電流導(dǎo)入發(fā)光區(qū)，借此除了可以增加發(fā)光二極管的出射亮度，且避免干擾光形。然而，使用離子布植與擴(kuò)散制程必須在高溫中進(jìn)行，可能會(huì)造成發(fā)光二極管的磊晶層的劣化，進(jìn)而影響光元件的效能。
因此有需要提供一種制程單純，且可以提高點(diǎn)光源發(fā)光二極管亮度并集中射光的晶體表面結(jié)構(gòu)以及其制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制程單純，且亮度高并集中的點(diǎn)光源發(fā)光二極管以及其制造方法，以克服傳統(tǒng)發(fā)光二極管使用于光纖通訊元件所衍生的光耦合效率低的問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明一方面提供一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，至少包括一基板；位于基板上的磊晶結(jié)構(gòu)；位于磊晶結(jié)構(gòu)上的第一電極層與第二電極層；位于磊晶結(jié)構(gòu)之上，且與第一電極層相連接的絕緣層；位于第一電極層上方的接觸層；位于絕緣層上方的連接橋；以及位于絕緣層上方并與連接橋相連，且不與第一電極層相連的打線層；而且此一連接橋的寬度小于接觸層直徑的二分之一。
借助以上所述的結(jié)構(gòu)，可以將發(fā)光二極管局部電流集中，借以增加亮度并集中出射光，提供一亮度高且光形良好的點(diǎn)光源。
根據(jù)本發(fā)明另一方面提供一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，首先提供一基板；接著于基板之上形成一磊晶結(jié)構(gòu)；位于磊晶結(jié)構(gòu)之上形成第一電極層；形成一絕緣層，使絕緣層緊鄰于磊晶結(jié)構(gòu)以及第一電極層；形成一金屬層，使緊金屬層鄰于第一電極層以及絕緣層；形成第二電極之后圖案化金屬層，在金屬層內(nèi)形成一接觸層圖案以及一連接橋圖案；對(duì)磊晶結(jié)構(gòu)進(jìn)行平臺(tái)蝕刻(Mesa Etch)，使得位于圖案下方的磊晶結(jié)構(gòu)層余留下來(lái)，沉積并圖案化一鈍化層，以形成打線層，而完成發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明是使用傳統(tǒng)的制程方法，在不增加制程復(fù)雜度以及反應(yīng)溫度的條件之下，克服發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)因?yàn)榇蚓€而影響光形的問(wèn)題，透過(guò)以上所述的制程步驟可以提供亮度高、光耦合效率強(qiáng)的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。


以下將配合相關(guān)的圖示具體說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例，以可以清楚理解本發(fā)明的目的、特點(diǎn)和。必須強(qiáng)調(diào)的是，所有圖示都未依照比例繪示。事實(shí)上為了描述方便，不同圖示都有可能被任意放大或縮小。
圖1a是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所繪示的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)剖面圖，其中第一電極層與第二電極層位于基板的相同一側(cè)。
圖1b是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的圖案化的磊晶結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖1c是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)剖面圖，其中第一電極層與第二電極層各自位于該基板的相反兩側(cè)。
圖1d是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的接觸層、打線層以及連接橋的俯視圖。
圖1e是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的點(diǎn)光源發(fā)光二極管晶面結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖2a至圖2h是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所繪示的形成點(diǎn)光源發(fā)光二極管的制程結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)以及其制造方法，適用于光纖通訊元件，具有亮度高、光耦合效率強(qiáng)以及制程單純等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，無(wú)需使用復(fù)雜制程即可將出射光集中，得到預(yù)期形狀的點(diǎn)光源。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種光纖通訊元件的點(diǎn)光源發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)，此一點(diǎn)光源發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)至少包括基板、磊晶結(jié)構(gòu)、第一電極層與第二電極層、絕緣層、接觸層、連接橋以及打線層。
請(qǐng)參照?qǐng)D1a，圖1a是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的點(diǎn)光源發(fā)光二極管剖面示意圖。在第一實(shí)施例的中，磊晶結(jié)構(gòu)102是磊晶生成于基板100之上，其中基板100的材質(zhì)較佳為n型砷化鎵；而磊晶結(jié)構(gòu)102的材質(zhì)為III-V族的半導(dǎo)體材質(zhì)，例如磷化鎵、砷化鋁鎵(Ga1-xAlxAs)、氮化鎵以及磷砷化鎵(GaAs1-yPy)、硫硒化鋅(ZnS1-zSez)、磷化鋁鎵銦(AlGaInP)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)、硫硒化鎂鋅(MgZnSSe)或其他由III-V族所組成的半導(dǎo)體材質(zhì)，而較佳為磷化鋁鎵銦、砷化鋁鎵，氮化鋁銦鎵以及硫硒化鎂鋅。磊晶結(jié)構(gòu)102中至少包括緩沖層(buffer layer)101、n型局限層(cladding layer)103、主動(dòng)層(active layer)105以及p型局限層107。在本實(shí)施例中，緩沖層101的材質(zhì)較佳可例如為n型砷化鎵，n型局限層103的材質(zhì)較佳為寬能隙n型磷化鋁鎵銦，主動(dòng)層105的材質(zhì)較佳為窄能隙單層或多重量子井磷化鋁鎵銦，p型局限層107的材質(zhì)較佳為寬能隙p型磷化鋁鎵銦。
磊晶結(jié)構(gòu)102具有一圖案，至少包括一發(fā)光區(qū)L。請(qǐng)參照?qǐng)D1b，圖1b是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的圖案化的磊晶結(jié)構(gòu)102的俯視圖。發(fā)光區(qū)L的形狀包括圓形、環(huán)形、多邊形十字形或其他圖案。在本發(fā)明的第一實(shí)施例的中，發(fā)光區(qū)L是為一圓形。在本發(fā)明的中，磊晶結(jié)構(gòu)102的圖案是位于光出射端的局限層中。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，圖案可以位于n型局限層中，或位于p型局限層中。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，圖案是位于n型局限層中。
第一電極層104與第二電極層106位于磊晶結(jié)構(gòu)102之上，且彼此并不直接接觸。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一電極層104與第二電極層106可以位于基板100的相同一側(cè)(請(qǐng)參照?qǐng)D1a)。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，第一電極層104與第二電極層106各自位于基板100的相反兩側(cè)(請(qǐng)參照?qǐng)D1c)。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，第一電極層104與第二電極層106各自位于基板100的相反兩側(cè)。在本發(fā)明中，第一電極層104為一圖案化層，位于磊晶結(jié)構(gòu)的光出射表面的發(fā)光區(qū)L上，與發(fā)光區(qū)L直接接觸。第一電極層104形狀包括圓形、環(huán)形、多邊形、十字形或其他圖案。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，第一電極層104為十字形。組成第一電極層104與第二電極層106的材質(zhì)為一種可以與磊晶結(jié)構(gòu)102形成良好電性接觸的材質(zhì)，例如透明導(dǎo)電材質(zhì)或歐姆金屬材質(zhì)。其中上述的透明導(dǎo)電材質(zhì)包括氧化銦錫、氧化鋅、氧化鎘錫、氮化鈦鎢、氧化銦、氧化錫或氧化鎂等，較佳為氧化銦錫、或氧化鋅，而歐姆金屬材質(zhì)包括金、銀、鋁、鎳、鈦、鍺金合金或其他金屬。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，第一電極層104與第二電極層106是由歐姆金屬金合金所組成。
請(qǐng)參照?qǐng)D1b，絕緣層108形成于磊晶結(jié)構(gòu)102之上，且緊鄰第一電極層104的絕緣材質(zhì)，包括氮化硅、二氧化硅、氧化鋁聚亞酰胺或其他樹(shù)酯絕緣材質(zhì)。
請(qǐng)參照?qǐng)D1d，圖1d是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的接觸層110、打線層112以及連接橋114的俯視圖。接觸層110緊鄰于第一電極層104，并與第一電極層104形成電性接觸，其中接觸層110亦為一圖案化導(dǎo)電層，而此圖案化導(dǎo)電層的圖案包括圓形、環(huán)形、多邊形、十字形或其他圖案。在本發(fā)明的第一實(shí)施例的中接觸層110與第一電極層104相互對(duì)準(zhǔn)。打線層112緊鄰于絕緣層108與連接橋114，其中打線層112是用以作為進(jìn)行打線制程的目標(biāo)區(qū)域。連接橋114緊鄰于打線層112、接觸層110以及絕緣層108，其中連接橋114為一狹窄的導(dǎo)電通道，通過(guò)連接橋114可以使打線層112與接觸層110形成電性接觸。連接橋114較佳是具有小于發(fā)光區(qū)L直徑范圍的二分之一的寬度。在本發(fā)明中，接觸層110、打線層112以及連接橋114均不與第二電極層106接觸。連接橋114和打線層112是借助絕緣層108與磊晶結(jié)構(gòu)102隔離，以防止連接橋114和打線層112與磊晶結(jié)構(gòu)102直接形成電性接觸。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，接觸層110、打線層112以及連接橋114可以是同時(shí)形成且材質(zhì)相同的單一導(dǎo)電層。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，接觸層110、打線層112以及連接橋114為分別形成的多個(gè)導(dǎo)電材質(zhì)層。其中，接觸層110、打線層112以及連接橋114的較佳材質(zhì)包括金、銀、鋁、鎳、鈦、鍺金合金或其他金屬。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，接觸層110、打線層112以及連接橋114是由金合金所組成的單一導(dǎo)電層，而連接橋114的寬度大約小于30μm。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，還包括鈍化層116，覆蓋于接觸層110、連接橋114、打線層112、絕緣層108以及磊晶結(jié)構(gòu)102的上方。其中，鈍化層116包括一圖案(未繪示)，可以將一部份的打線層112暴露出來(lái)。較佳的鈍化層116的材質(zhì)包括二氧化硅或氮化硅，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，鈍化層116是由氮化硅材質(zhì)所組成。
請(qǐng)參照?qǐng)D1e，圖1e是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例所繪示的點(diǎn)光源發(fā)光二極管晶面結(jié)構(gòu)俯視圖。在圖1e中，點(diǎn)光源發(fā)光二極管晶面結(jié)構(gòu)的最外層為鈍化層116，借助鈍化層116的圖案所暴露出來(lái)的一部份打線層112，此處稱作打線區(qū)B，可以提供封裝打線的定位。外部的導(dǎo)線(未繪示)經(jīng)過(guò)打線區(qū)B導(dǎo)通連接橋114以及接觸層110，再經(jīng)第一電極層104導(dǎo)通磊晶結(jié)構(gòu)102，圖案化后的磊晶結(jié)構(gòu)102可以將電流局限于第一電層104下方的發(fā)光區(qū)L；光由主動(dòng)層105穿過(guò)發(fā)光區(qū)L、第一電極層104以及接觸層110向外出射。
由于電流被局限于發(fā)光區(qū)L再進(jìn)入主動(dòng)層105，光由發(fā)光區(qū)L出射，因此不僅可以提高點(diǎn)光源的亮度，增進(jìn)光耦合效率，還可避免出射光受到打線的干擾，提供一光形良好的點(diǎn)光源。因此在本實(shí)施例中，點(diǎn)光源發(fā)光二極管晶面結(jié)構(gòu)，不需要使用額外的光學(xué)定位裝置，便可以直接與光纖耦合。
請(qǐng)參照?qǐng)D2a至圖2h，圖2a至圖2h是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所繪示形成點(diǎn)光源發(fā)光二極管的一系列制程剖面示意圖。
首先利用例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(Metal Organic Chemical VaporDeposition；MOCVD)在基板200之上形成磊晶結(jié)構(gòu)202，請(qǐng)參照?qǐng)D2a。其中基板200的材質(zhì)較佳為n型砷化鎵；而磊晶結(jié)構(gòu)202的材質(zhì)為III-V族的半導(dǎo)體材質(zhì)，例如磷化鎵、砷化鋁鎵(Gal-xAlxAs)氮化鎵以及磷砷化鎵(GaAs1-ypy)、硫硒化鋅(ZnS1-zSez)、磷化鋁鎵銦、氮化鋁銦鎵、硫硒化鎂鋅或其他由III-V族所組成的半導(dǎo)體材質(zhì)，而較佳為磷化鋁鎵銦、砷化鋁鎵，氮化鋁銦鎵以及硫硒化鎂鋅。磊晶結(jié)構(gòu)202中至少包括依序堆疊的緩沖層201、p型局限層207、主動(dòng)層205以及n型局限層203。在本實(shí)施例中，緩沖層201的材質(zhì)較佳可例如為n型砷化鎵，n型局限層203的材質(zhì)較佳為寬能隙n型磷化鋁鎵銦，主動(dòng)層205的材質(zhì)較佳為窄能隙單層或多重量子井磷化鋁鎵銦，p型局限層207的材質(zhì)較佳為寬能隙p型磷化鋁鎵銦。
接下來(lái)，請(qǐng)參照?qǐng)D2b，圖2b是繪示在磊晶結(jié)構(gòu)202上形成第一電極層204之后的剖面示意圖。利用例如熱蒸鍍(Thermal Evaporation)、電子蒸鍍(Electron Enhanced Evaporation)或?yàn)R鍍沉積(Sputtering Deposition)制程在磊晶結(jié)構(gòu)202的表面沉積第一電極層204。第一電極層204的材質(zhì)為一種可以與磊晶結(jié)構(gòu)202形成良好電性接觸的材質(zhì)，例如透明導(dǎo)電材質(zhì)或歐姆金屬材質(zhì)。其中透明導(dǎo)電材質(zhì)包括氧化銦錫、氧化鋅、氧化鎘錫、氮化鈦鎢、氧化銦、氧化錫、或氧化鎂，較佳為氧化銦錫、或氧化鋅，而歐姆金屬材質(zhì)包括金、銀、鋁、鎳、鈦、鍺金合金或其他金屬。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，第一電極層204是由歐姆金屬金合金所組成。
接著，圖案化第一電極層204，請(qǐng)參照?qǐng)D2b，圖2b是繪示在圖2a的結(jié)構(gòu)上圖案化第一電極層后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。使用半導(dǎo)體制程，在第一電極層204之上形成第一光阻層(未繪示)，圖案化第一光阻層，并對(duì)第一電極層204進(jìn)行蝕刻，將一部份的磊晶結(jié)構(gòu)202暴露出來(lái)。之后，移除第一光阻層，而形成如圖2b所繪示的結(jié)構(gòu)。
請(qǐng)參照?qǐng)D2c，圖2c是繪示在圖2b的結(jié)構(gòu)上形成絕緣層208后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在磊晶結(jié)構(gòu)202的暴露部分以及第一電極層204的剩余部分之上形成絕緣層208。其中，絕緣層208的材質(zhì)可采用氮化硅、二氧化硅、氧化鋁、聚亞酰胺或其他樹(shù)脂等絕緣材質(zhì)，較佳為二氧化硅材質(zhì)。之后，再移除位于第一電極層204上表面以上的絕緣層208。
請(qǐng)參照?qǐng)D2d，圖2d是繪示在圖2c的結(jié)構(gòu)上形成金屬層213后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。利用例如熱蒸鍍、電子蒸鍍或?yàn)R鍍沉積制程在第一電極層204以及絕緣層208表面沉積金屬層213，金屬層213的材質(zhì)包括金、銀、鋁、鎳、鈦、鍺金合金或其他金屬。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，金屬層213是由金合金所組成。
待金屬層213形成后，圖案化金屬層213，請(qǐng)參照?qǐng)D2e，圖2e是繪示圖案化金屬層213后的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。在金屬層213之上形成第二光阻層(未繪示)，圖案化第二光阻層，并對(duì)金屬層213以及第一電極層204進(jìn)行蝕刻，將一部份絕緣層208以及一部份磊晶結(jié)構(gòu)202暴露出來(lái)。之后，移除第二光阻層。其中，金屬層213經(jīng)圖案化后形成相連的三個(gè)部分，即打線層212a、連接橋214a以及接觸層210a。打線層212a、連接橋214a分別位于絕緣層208上方緊鄰絕緣層208且不與磊晶結(jié)構(gòu)202直接接觸。接觸層210a則位于第一電極204上方，并與第一電極204形成電性接觸。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，第一電極層204與接觸層210a是相互對(duì)準(zhǔn)。接觸層210a與打線層212a之間透過(guò)連接橋214a相互導(dǎo)通。其中連接橋214a為一狹窄的導(dǎo)電通道，通過(guò)連接橋214a可以使打線層212a與接觸層210a形成電性接觸。連接橋214a具有小于接觸層210a直徑范圍的二分之一的寬度。接觸層210a為一圖案化區(qū)包括圓形、環(huán)形、多邊形、十字形或其他圖案。打線層212a為進(jìn)行打線制程的目標(biāo)區(qū)域，借助打線制程可以連接外部的導(dǎo)線(未繪示)。
接著，對(duì)緊鄰第一電極層204以及絕緣層208的磊晶結(jié)構(gòu)202進(jìn)行平臺(tái)蝕刻步驟，請(qǐng)參照?qǐng)D2f，圖2f是繪示以圖2e所繪示的結(jié)構(gòu)平臺(tái)蝕刻磊晶結(jié)構(gòu)202后的剖面示意圖。形成罩幕(未繪示)將圖案化的金屬層213、以及一部份絕緣層208予以遮罩，再利用例如濕式蝕刻或反應(yīng)式離子蝕刻，移除罩幕下方以外的磊晶結(jié)構(gòu)202直至n型局限層203，而后移除罩幕。本發(fā)明至少在金屬層213、第一電極層204的下方的磊晶層202中形成發(fā)光區(qū)L，發(fā)光區(qū)L的形狀包括圓形、環(huán)形、多邊形、十字形或其他圖案。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，發(fā)光區(qū)L為一直徑范圍大約小于150μm。
之后，在基材200之上形成第二電極206，請(qǐng)參照?qǐng)D2g，圖2g是繪示在圖2f所繪示的結(jié)構(gòu)中形成第二電極層206的剖面示意圖。在n型局限層203的暴露部分、金屬層213、一部份絕緣層208上方以及以上所述各層的側(cè)壁之上沉積保護(hù)層(未繪示)。之后在基材200之上，形成第二電極層206。在其他實(shí)施例中，第二電極層也可以形成于磊晶結(jié)構(gòu)未被平臺(tái)蝕刻的表面(如圖1a所繪示)。最后移除保護(hù)層。此一保護(hù)層的材質(zhì)較佳為二氧化硅或氮化硅。在本發(fā)明中，第一電極層204與第二電極層206皆位于磊晶結(jié)構(gòu)202之上，彼此并不直接接觸。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，第一電極層204與第二電極層206可以位于基板200的相同一側(cè)的磊晶結(jié)構(gòu)202之上，如同圖1a所示。在本發(fā)明的另一些實(shí)施例中，第一電極層204與第二電極層206各自位于基板200的相反兩側(cè)，如同圖1c所示。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，第一電極層204與第二電極層206各自位于基板200的相反兩側(cè)。組成第二電極層206的材質(zhì)可例如為透明導(dǎo)電材質(zhì)或歐姆金屬材質(zhì)。其中透明導(dǎo)電材質(zhì)較佳包括氧化銦錫、氧化鋅、氧化鎘錫、氮化鈦鎢、氧化銦、氧化錫或氧化鎂等，較佳為氧化銦錫、或氧化鋅，而歐姆金屬材質(zhì)包括金、銀、鋁、鎳、鈦、鍺金合金或其他金屬。在本實(shí)施例中，第二電極層206是由歐姆金屬鍺金合金所組成。
在移除保護(hù)層之后，于暴露出的n型局限層203、金屬層213、第一電極層204以及絕緣層208上方沉積并圖案化鈍化層216，而完成點(diǎn)光源發(fā)光二極管的建構(gòu)。請(qǐng)參照?qǐng)D2h，圖2h是繪示在圖2g所繪示的結(jié)構(gòu)上形成并圖案化鈍化層216的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。其中鈍化層216包括一圖案(未繪示)，可以將一部份的打線層212a暴露出來(lái)，所暴露出來(lái)的打線層212a，此處稱作打線區(qū)B，可以提供封裝打線的定位。較佳的鈍化層216材質(zhì)包括二氧化硅或氮化硅。在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，鈍化層216是由二氧化硅材質(zhì)所組成。
由打線區(qū)B所流入的電流，流經(jīng)連接橋214a、接觸層210a由金屬層213進(jìn)入磊晶結(jié)構(gòu)202后，被局限于發(fā)光區(qū)L下方進(jìn)入主動(dòng)層205，光線由磊晶結(jié)構(gòu)202穿過(guò)第一電極層204以及接觸層210a集中向外出射，不僅可以提高點(diǎn)光源的亮度，增進(jìn)光耦合效率，而打線區(qū)B建構(gòu)于發(fā)光區(qū)L之外還可避免出射光受到打線的干擾。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管，本發(fā)明所揭示的技術(shù)特點(diǎn)在于利用傳統(tǒng)發(fā)光二極管制程得到一電極層、一絕緣層以及一打線層圖案，借此將發(fā)光二極管局部電流集中，以增加亮度，并且將打線區(qū)域定位，防止打線制程影響光形，提供一亮度高且光型良好的點(diǎn)光源。在不增加制程復(fù)雜度以及反應(yīng)溫度的條件之下，改善傳統(tǒng)發(fā)光二極管使用于光纖通訊元件所衍生的光耦合效率低的問(wèn)題。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而其實(shí)施例所揭示的內(nèi)容是作為描述本發(fā)明之用，并非用以限定本發(fā)明。例如，本發(fā)明所提供的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)，包括習(xí)知技術(shù)所形成的任何形式的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)；本發(fā)明所提供的圖案化圖形，包含任何形式的圖形變化。
任何熟悉本技術(shù)的人員當(dāng)可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)作出各種等效的改變或替換，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的本申請(qǐng)權(quán)利要求范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，至少包含一基板；一磊晶結(jié)構(gòu)，位于該基板之上，其中該磊晶結(jié)構(gòu)至少包括一圖案，該圖案位于該磊晶結(jié)構(gòu)光出射表面，該圖案至少包括一發(fā)光區(qū)；一第一電極，位于該磊晶結(jié)構(gòu)之上；一絕緣層，位于該磊晶結(jié)構(gòu)之上，且該絕緣層與該第一電極接合；一接觸層，位于該第一電極層上；一打線層，位于部份的該絕緣層上；以及一連接橋，位于另一部份的該絕緣層上，其中該連接橋連接該接觸層以及該打線層，且該連接橋具有一寬度，而該寬度小于該發(fā)光區(qū)的直徑范圍的二分之一。
2.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于還包括一鈍化層，形成于該接觸層、該連接橋、該打線層、該絕緣層以及該磊晶結(jié)構(gòu)的上方，具有一打線區(qū)圖案，借以暴露出一部份的該打線層，提供封裝打線的定位。
3.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該發(fā)光區(qū)的直徑范圍小于150μm，且該發(fā)光區(qū)的外型選自于由圓形、環(huán)形、多邊形以及十字形所組成的一群。
4.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該接觸層為一圖案化導(dǎo)電層，該圖案化導(dǎo)電層的圖案選自于由圓形、環(huán)形、多邊形以及十字形所組成的一群。
5.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該連接橋、該接觸層與該打線層為材質(zhì)相同且同時(shí)形成的單一層結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于該連接橋、該接觸層與該打線層為材質(zhì)不同且非同時(shí)形成的多重結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于還至少包括一第二電極，位于該基板的一側(cè)上，其中該第一電極與該第二電極位于該基板的相同一側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于還至少包括一第二電極，位于該基板的一側(cè)上，其中該第一電極與該第二電極各位于該基板的相反兩側(cè)。
9.一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，至少包括提供一基板；形成一磊晶結(jié)構(gòu)于該基板的一側(cè)上；形成一第一電極層，位于部份的該磊晶結(jié)構(gòu)之上；形成一絕緣層，位于未被第一電極覆蓋的另一部份該磊晶結(jié)構(gòu)上；形成一金屬層于該第一電極層以及該絕緣層上；圖案化該金屬層，借以在該第一電極層之上形成一接觸層，以及在該絕緣層之上形成一金屬連接橋與一打線層；進(jìn)行一平臺(tái)蝕刻步驟，以移除部分的該磊晶結(jié)構(gòu)，借以在該接觸層下方限定一發(fā)光區(qū)；以及形成一小于30um的磊晶連接橋于該磊晶結(jié)構(gòu)以及該基板之上。
10.如權(quán)利要求9所述的點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于還包括形成一鈍化層覆蓋于一部份的該磊晶結(jié)構(gòu)、第一電極層、絕緣層以及該金屬層之上，借以暴露出一部份的該金屬層，用來(lái)限定一打線定位區(qū)。
11.一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管的晶面結(jié)構(gòu)，至少包含一圖案化磊晶結(jié)構(gòu)表面，至少具有一發(fā)光區(qū)；一電極層，位于一部份該圖案化磊晶結(jié)構(gòu)表面之上；一絕緣層，位于另一部份的該圖案化磊晶結(jié)構(gòu)表面之上，且該絕緣層與該電極層接合，借助該絕緣層與該電極層限定出該發(fā)光區(qū)的范圍；一接觸層，位于至少一部分的該電極層上；一打線層，位于部份的該絕緣層上；一連接橋，位于另一部份的該絕緣層上，且該連接橋具有一寬度小于該發(fā)光區(qū)的直徑范圍的二分之一，該連接橋連接該接觸層以及該打線層；以及一鈍化層具有一圖案，暴露出部份的該打線層，以提供封裝打線的定位。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)一種點(diǎn)光源發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法。此方法至少包括提供一基板，于基板之上形成一磊晶結(jié)構(gòu)，此一磊晶結(jié)構(gòu)至少包括緩沖層、多個(gè)n型或p型局限層、以及主動(dòng)層；于磊晶結(jié)構(gòu)之上形成第一電極層；形成一絕緣層與磊晶結(jié)構(gòu)以及第一電極層接合；形成一金屬層與第一電極以及該絕緣層接合；圖案化金屬層，在金屬層內(nèi)形成一接觸層以及一連接橋；平臺(tái)蝕刻磊晶結(jié)構(gòu)，至少在接觸層下方剩余的磊晶結(jié)構(gòu)內(nèi)形成一發(fā)光區(qū)；形成一第二電極；沉積并圖案化鈍化層，以形成一打線層。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1773733SQ20041009054
公開(kāi)日2006年5月17日 申請(qǐng)日期2004年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月8日
發(fā)明者顏慈瑩, 賴韓棕, 吳仁釗, 杜全成 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司