專利名稱：發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有作為電極層的透明氧化銦錫層的發(fā)光二極管及制造該發(fā)光 二極管的方法，更具體地講，涉及一種因電流向氧化銦錫層中擴散的效率提高而具有提高 的亮度和發(fā)光性能的發(fā)光二極管及制造該發(fā)光二極管的方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管是具有N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體結(jié)合在一起的結(jié)構(gòu)的光電轉(zhuǎn)換器件， 并通過電子和空穴的復(fù)合來發(fā)光。作為示例，公知的是，GaN基發(fā)光二極管是這樣的發(fā)光 二極管。GaN基發(fā)光二極管包括發(fā)光單元(lightemitting cell)，發(fā)光單元均具有由GaN 基材料制成并順序地形成在由藍寶石、硅等制成的基底上的N型半導(dǎo)體層、有源層(active layer)(或發(fā)光層)和P型半導(dǎo)體層。通常，按照這樣的方式構(gòu)造發(fā)光單元，即，從P型半導(dǎo)體層向N型半導(dǎo)體層執(zhí)行蝕 刻工藝，使得N型半導(dǎo)體層的一部分被暴露于外部，用于施加電流的電極結(jié)構(gòu)或電接觸結(jié) 構(gòu)形成在P型半導(dǎo)體層的頂表面和暴露于外部的N型半導(dǎo)體層上。具體地講，因為通過其發(fā)光的發(fā)光區(qū)域形成在P型半導(dǎo)體層的頂部上，所以需要 不阻擋光的發(fā)射的透明電極層。已經(jīng)采用具有優(yōu)良的電特性的Ni/Au層作為這樣的透明電 極層。然而，雖然Ni/Au層具有優(yōu)良的電特性，但是因為Ni/Au層對可見光的透射率非常低， 所以存在發(fā)光二極管的發(fā)光效率被降低的問題。因此，已經(jīng)提出了這樣的技術(shù)，S卩，采用ITO(氧化銦錫)層而不是Ni/Au層作為 P型半導(dǎo)體層上的透明電極層，該ITO層具有應(yīng)用到該ITO層的用于形成歐姆接觸的隧道 結(jié)構(gòu)。優(yōu)點在于ITO層對可見光的透射率優(yōu)良，為90%或更高。然而，因為ITO層與現(xiàn)有 的m/Au層相比電特性差，所以需要進一步的改進。具體地講，在本領(lǐng)域中已經(jīng)開展了提高 ITO層與接觸連接部分(例如接觸墊(contact pad)或布線(wiring)的端部)之間的電流 特性的許多研究。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題在上述發(fā)光二極管中，應(yīng)當(dāng)深入考慮對形成在每個發(fā)光單元的發(fā)光表面上的透明 電極層的透光性和電流特性的改進。因此，本發(fā)明提出了這樣一種發(fā)光二極管，在該發(fā)光二 極管中，使用具有優(yōu)良透光性的ITO層作為透明電極層，但是提高了被視為ITO層的問題的 電流特性。因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種因電流向P型半導(dǎo)體層上的ITO層中擴散 的效率提高而具有顯著提高的亮度和發(fā)光性能的發(fā)光二極管及制造該發(fā)光二極管的方法。技術(shù)方案根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種制造發(fā)光二極管的方法，所述發(fā)光二極管形成 有至少一個發(fā)光單元，所述至少一個發(fā)光單元包括位于基底上的N型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層。所述制造發(fā)光二極管的方法包括以下步驟(a)形成至少一個發(fā)光單元，所述 至少一個發(fā)光單元具有形成在P型半導(dǎo)體層的頂表面上的ITO層；(b)通過干蝕刻在ITO層 中形成用于布線連接的接觸槽；(c)采用由導(dǎo)電材料制成的用于布線連接的接觸連接部分 來填充接觸槽。優(yōu)選地，步驟(b)包括通過使惰性氣體與ITO層碰撞來蝕刻ITO層的一部分的干 蝕刻工藝，通過所述蝕刻工藝，P型半導(dǎo)體層的表面被暴露于外部，在P型半導(dǎo)體層的與惰 性氣體碰撞的表面上形成電流阻擋層。本發(fā)明的方法還可包括以下步驟在步驟(C)之前，暴露N型半導(dǎo)體層的一部分作 為接觸區(qū)域，然后在接觸區(qū)域上形成N型接觸墊。在步驟(c)中被填充在接觸槽中的接觸連接部分可以是P型接觸墊，所述P型接 觸墊的下部與ITO層的位于接觸槽內(nèi)部的內(nèi)周表面接觸，所述P型接觸墊的上部與ITO層 的位于接觸槽外部的頂表面接觸。至少一個發(fā)光單元可以是彼此分開的多個發(fā)光單元，步驟(a)還可包括暴露每個 發(fā)光單元的N型半導(dǎo)體層的一部分作為形成有N型接觸墊的接觸區(qū)域的步驟。
優(yōu)選地，步驟(C)還包括形成用于相鄰發(fā)光單元之間的電連接的布線的步驟，其 中，通過鍍或氣相沉積法由導(dǎo)電材料層制成所述布線，且由導(dǎo)電材料層的一部分形成接觸 連接部分。此時，步驟(b)包括以下步驟(b_l)在基底上形成透明絕緣層，所述透明絕緣 層完全覆蓋步驟(a)中形成的發(fā)光單元；(b-2)將透明絕緣層圖案化并蝕刻透明絕緣層，以 暴露通過其進行布線連接的部分，同時形成ITO層的接觸槽。更加優(yōu)選地，步驟(C)包括以下步驟(Cl)通過鍍或氣相沉積法形成導(dǎo)電材料層， 使導(dǎo)電材料層完全覆蓋形成有透明絕緣層的發(fā)光單元和基底；(c2)蝕刻并去除導(dǎo)電材料 層的除了從發(fā)光單元的接觸槽延伸到相鄰發(fā)光單元的N型接觸墊的部分之外的部分，同時 使導(dǎo)電材料層的其它部分用作布線。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種具有ITO層的發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管包 括基底；至少一個發(fā)光單元，所述至少一個發(fā)光單元在基底上順序地形成有N型半導(dǎo)體 層、有源層和P型半導(dǎo)體層，并包括形成在P型半導(dǎo)體層的頂表面上的ITO層；接觸槽，形成 在ITO層中，用于布線連接；接觸連接部分，在布線的一端填充在接觸槽中。有益的效果根據(jù)接觸連接部分(S卩，布線的端部或位于布線端部的P型接觸墊)與形成在ITO 層中的接觸槽的內(nèi)周表面接觸的結(jié)構(gòu)，電流擴散到P型半導(dǎo)體層上的ITO層中的效率可被 提高，而不會減小ITO層的發(fā)光面積。因此，可以實現(xiàn)亮度和發(fā)光性能顯著提高的發(fā)光二極管。在根據(jù)本發(fā)明實施例的包括作為接觸連接部分的P型接觸墊的發(fā)光二極管中，P 型接觸墊可以與ITO層的頂表面和ITO層的內(nèi)周表面同時接觸。因此，ITO層和P型接觸 墊之間的接觸面積被進一步增大，使得電流向ITO層中擴散的效率可被提高。例如，在與通過AC電源操作的AC發(fā)光二極管相似的根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包 括多個發(fā)光單元的發(fā)光二極管中，布線可包括通過鍍或氣相沉積工藝形成的導(dǎo)電材料層， 使得可以防止布線斷開等。此時，因為由導(dǎo)電材料層的一部分形成的接觸連接部分與ITO 層的接觸槽的內(nèi)周表面接觸，所以電流向ITO層中擴散的效率可被提高。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實施例，由于P型半導(dǎo)體層的一部分的電流特性在干蝕刻工藝過程中被改變而形成的電流阻擋層可形成在P型半導(dǎo)體層的與接觸連接部分接觸的位 置。因此，電流阻擋層可以完全阻擋電流直接流入P型半導(dǎo)體層中，從而有助于提高電流向 ITO層中擴散的效率。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管的剖視圖。圖2至圖9是示出圖1中示出的發(fā)光二極管的制造方法的剖視圖。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管的剖視圖。圖11至圖16是示出圖10中示出的發(fā)光二極管的制造方法的剖視圖。圖17和圖18是分別示出根據(jù)本發(fā)明實施例的通過干蝕刻形成的接觸槽和作為對 比例的通過濕蝕刻形成的接觸槽的真實照片的視圖。實施本發(fā)明的最佳方式在下文中，將參照附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。提供下面的實施例僅是出 于舉例說明的目的，以將本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域技術(shù)人員。因此，本發(fā)明不限于 在此闡述的實施例，而是可以以不同的形式來實施。在附圖中，為了便于說明，可以夸大組 件的寬度、長度、厚度等。在整個說明書和附圖中，相同的標(biāo)號表示相同的元件。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管的剖視圖。根據(jù)本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管1是在AC條件下操作的AC發(fā)光二極 管。Sakai 等人已經(jīng)在發(fā)明名稱為“Light-emitting device having lightemitting element (具有發(fā)光元件的發(fā)光裝置)，，的第W02004/023568A1號PCT公布中公開了一種通 過AC電源操作的傳統(tǒng)AC發(fā)光二極管。參照圖1，根據(jù)該實施例的發(fā)光二極管1包括用作基體的基底100和多個發(fā)光單元 200。基底100可以是絕緣基底或?qū)щ娀?。雖然在該實施例中使用藍寶石基底，但是可以 利用諸如SiC的其它基底。此外，用于減少基底100和發(fā)光單元200的下層之間的晶格失配 (Iatticemismatch)的緩沖層120可被設(shè)置在基底100和發(fā)光單元200之間。在如該實施 例中基底100為由藍寶石制成的絕緣基底的情況下，緩沖層120可由導(dǎo)電材料形成。在這 種情況下，對應(yīng)于各個發(fā)光單元200的緩沖層120彼此分開，以使得發(fā)光單元200彼此電隔 離。另外，假定基底100是導(dǎo)電基底，則緩沖層120由絕緣材料或半絕緣材料形成，以將基 底100與發(fā)光單元200電隔離。例如，常常采用諸如AlN或GaN的氮化物作為緩沖層120。如上所述，多個發(fā)光單元200形成在基底100上。多個發(fā)光單元200中的每個發(fā) 光單元具有N型半導(dǎo)體層220、有源層240和P型半導(dǎo)體層260順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。如該附圖 中示出的，通過上述臺面形成(mesa formation)在N型半導(dǎo)體層220的特定區(qū)域上限制性 地形成有源層240，隨后在有源層240上形成P型半導(dǎo)體層260。因此，有源層240結(jié)合在 N型半導(dǎo)體層220的頂表面上的特定區(qū)域上，如上所述，通過部分地去除P型半導(dǎo)體層260 和有源層240，N型半導(dǎo)體層220的頂表面的其余部分被暴露于外部。在本發(fā)明的實施例中，用于向發(fā)光二極管1施加電流的電極結(jié)構(gòu)分別設(shè)置在每個 發(fā)光單元200的P型半導(dǎo)體層260和N型半導(dǎo)體層220上。具體地講，對于P型半導(dǎo)體層260上的電極結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)仔細考慮透光性和電特性。考慮到上述透光性和電特性，由氧化銦 錫制成的ITO層290在P型半導(dǎo)體層260的頂表面上形成為透明電極層。在說明書中，術(shù) 語發(fā)光單元被定義為包括ITO層290以及N型半導(dǎo)體層220、有源層240和P型半導(dǎo)體層 260。下面將更詳細地描述每個發(fā)光單元200的組件。N型半導(dǎo)體層220可以由N型 AlxInyGa1^yN(0彡x, y，x+y彡1)形成，并可包括N型覆層(clad layer)。此夕卜，P型半導(dǎo) 體層260可由P型AlxInyGai_x_yN(0彡x，y，x+y彡1)形成，并可包括P型覆層。N型半導(dǎo)體 層220可以摻雜有Si，P型半導(dǎo)體層260可以摻雜有Zn或Mg。此外，有源層240是電子和空穴復(fù)合的區(qū)域。有源層包括InGaN。由發(fā)光單元 發(fā)射的光的波長根據(jù)構(gòu)成有源層240的材料的種類而改變。有源層240可以是量子阱層 (quantum well layer)和勢壘層(barrier layer)交替地形成的多層膜。量子阱層和勢壘 層可以是由通式AlxInyGai_x_yN(0 ( χ, y，x+y ( 1)表示的二元到四元化合物半導(dǎo)體層。此外，因為上述ITO層290對可見光的透射率為90%或者更高，所以上述ITO層 290有助于提高各個發(fā)光單元200的發(fā)光效率，從而有助于提高發(fā)光二極管1的發(fā)光效率。 此時，因為ITO層290為N型，所以ITO層290和P型半導(dǎo)體層260之間不會良好地形成歐 姆接觸。然而，如果采用用于形成在ITO層290和P型半導(dǎo)體層260之間的歐姆接觸的隧 道結(jié)構(gòu)，則可以在這兩個層之間良好地形成歐姆接觸。雖然在該圖中沒有示出，但是可以用 德爾塔摻雜法(delta doping method)將銦(In)或N型摻雜劑引入P型半導(dǎo)體層260和 ITO層290之間來形成所述隧道結(jié)構(gòu)。
如圖1的放大部分中所示，在ITO層290的頂表面上形成用于與布線400的端部連 接的接觸槽294。通過干蝕刻工藝以預(yù)定的深度形成接觸槽294，并用由導(dǎo)電材料層形成的 布線400的端部來填充接觸槽294。接觸槽294可以將ITO層290的發(fā)光面積的減小最小 化，并可以增大ITO層290和布線400之間的接觸面積，使得可以提高電流通過布線400向 ITO層290中擴散的效率，如通過下面的描述更清楚地理解。此時，因為布線400的填充在 接觸槽294中的端部對應(yīng)于這樣的部分，即，布線400和ITO層290通過該部分彼此電連接， 所以布線400的填充在接觸槽294中的端部在該實施例中被定義為“接觸連接部分402”。根據(jù)本發(fā)明的該實施例，接觸槽294從ITO層290延伸到P型半導(dǎo)體層260的表 面。此外，接觸槽294填充有位于布線400的端部的接觸連接部分402，其中，所述布線400 例如通過鍍或氣相沉積法來形成。此外，填充在接觸槽294中的接觸連接部分402與P型 半導(dǎo)體層260的通過接觸槽294暴露的表面接觸，并在接觸槽294內(nèi)與接觸槽294的內(nèi)周 表面緊密接觸。此時，布線400僅由導(dǎo)電材料層形成，其中，通過鍍或氣相沉積法整體地形 成所述導(dǎo)電材料層。然而，在按照在發(fā)光單元上方浮置的氣橋布線(airbridge wiring)的 形式使用所述布線的情況下，填充在接觸槽294中的接觸連接部分402可以是P型接觸墊 (或電極墊)。 在布線400的接觸連接部分402被填充在發(fā)光單元200的接觸槽294中的狀態(tài)下， 布線400的另一端連接到另一相鄰的發(fā)光單元200的N型半導(dǎo)體層220上的接觸區(qū)域。直 接結(jié)合到布線400的N型接觸墊222形成在所述接觸區(qū)域上。 此外，布線400通過透明絕緣層410與發(fā)光單元200的表面電隔離。透明絕緣層 410形成為完全覆蓋發(fā)光單元200的包括半導(dǎo)體層220、240、260和ITO層290的表面。透明絕緣層410的至少一部分位于布線400和發(fā)光單元200之間，以將它們彼此電隔離。此 夕卜，透明絕緣層410具有分別位于上述接觸槽294和N型接觸墊222上方的開口 412和414， 其中，布線400連接到所述接觸槽294和N型接觸墊222。雖然在該實施例中使用氧化硅膜 (SiO2)作為透明絕緣層410，但是本發(fā)明不限于此。也就是說，透明絕緣層可以由任何其它 透明絕緣材料形成。同時，P型半導(dǎo)體層260還可包括在接觸槽294的底部周圍的電流阻擋層262。電 流阻擋層262形成在P型半導(dǎo)體層260的與布線400的接觸連接部分402接觸的有限區(qū)域 中。因為P型半導(dǎo)體層260的一部分的電特性由于在形成上述接觸槽294的干蝕刻工藝過 程中受到的損壞而改變，所以形成電流阻擋層262。此外，電流阻擋層262用于切斷布線400 的一端與P半導(dǎo)體層260之間的電流，使得電流可廣泛地擴散到ITO層290中。在如此構(gòu)造的根據(jù)本發(fā)明該實施例的發(fā)光二極管1中，可以增大布線400和ITO 層290之間的接觸面積，同時沒有明顯減小ITO層290的發(fā)光面積。具體地講，因為作為布 線400的一部分的接觸連接部分402與ITO層290的接觸槽294的內(nèi)周表面接觸，且接觸 槽294的內(nèi)周表面是電流可以容易地擴散到ITO層290中的位置，所以接觸槽294和布線 400的連接結(jié)構(gòu)可以進一步提高電流從布線400向ITO層290中擴散的效率。另外，根據(jù)本發(fā)明該實施例的AC發(fā)光二極管1還可包括能夠覆蓋布線400和透明 絕緣層410的絕緣保護膜420。絕緣保護膜420防止布線400受到潮氣的污染，并防止布線 400由于外部壓力而受到損壞。在下文中，將參照圖2至圖9描述根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管的制造方法。參照圖2，首先在基底100上形成緩沖層120。在緩沖層120上順序地形成N型半 導(dǎo)體層220、有源層240和P型半導(dǎo)體層260?？梢允褂媒饘儆袡C化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分 子束外延(MBE)、氫化物氣相外延(HVPE)等來形成緩沖層120與半導(dǎo)體層220、240和260。 此外，可以在同一處理室內(nèi)連續(xù)地形成半導(dǎo)體層220、240和260。此時，可以由諸如AlN的絕緣材料膜或半絕緣GaN層形成緩沖層120。然而，在一 些情況下，可以由導(dǎo)電材料膜(例如，N型GaN層或未摻雜的GaN層)形成緩沖層。也就是 說，在基底100是由藍寶石制成的絕緣基底的情況下，可以由導(dǎo)電材料膜形成緩沖層。參照圖3，在P型半導(dǎo)體層260上形成ITO層290。在形成ITO層290之前，可以 執(zhí)行形成由厚度為大約5至50的德爾塔摻雜層制成的隧道結(jié)構(gòu)的工藝，以在ITO層290和 P型半導(dǎo)體層260之間形成歐姆接觸。此外，可在稍后將描述的臺面形成工藝之后形成ITO 層 290。參照圖4，通過臺面形成工藝在基底100上形成多個發(fā)光單元200。利用曝光通過 蝕刻法來執(zhí)行該工藝。在基底100上形成均具有N型半導(dǎo)體層220、有源層240、P型半導(dǎo)體 層260和ITO層290的多個發(fā)光單元200，并使得所述多個發(fā)光單元200彼此分開。此外， 去除P型半導(dǎo)體層260的一部分和有源層240的一部分，以形成N型半導(dǎo)體層220的頂表 面的一部分向上暴露于外部的區(qū)域，即，接觸區(qū)域。 參照圖5，在N型半導(dǎo)體層220的接觸區(qū)域中形成N型接觸墊222。隨后，在其上形成有發(fā)光單元200的基底100上沉積透明絕緣層410。透明絕緣層410覆蓋發(fā)光單元200 的側(cè)表面和頂表面，并在發(fā)光單元200之間覆蓋整個基底100。因此，上述ITO層290和接 觸墊222也被透明絕緣層410覆蓋。可以利用化學(xué)氣相沉積(CVD)法將透明絕緣層410形成為例如氧化硅膜。此時，優(yōu)選的是，在上述的臺面形成工藝中使發(fā)光單元200的側(cè)表面傾 斜，使得透明絕緣層410可以容易地覆蓋到甚至是發(fā)光單元200的側(cè)表面。參照圖6，將光致抗蝕劑涂敷到透明絕緣層410上，通過去除將形成有用于布線連 接的開口的部分，來執(zhí)行限定將被蝕刻的部分的工藝。接著，如圖6和圖7中所示，在透明 絕緣層410中形成第一開口 412和第二開口 414，在ITO層290上執(zhí)行形成與第一開口 412 連通的接觸槽294的圖案化和干蝕刻工藝。在該實施例中，按照這樣的方式執(zhí)行干蝕刻工 藝，即，通過使Ar+(惰性氣體)與被蝕刻的表面碰撞來物理地剝離透明絕緣層410的一部 分和ITO層290的一部分。此時，通過干蝕刻工藝形成的接觸槽294被確定為具有這樣的 深度，即，接觸槽到達P型半導(dǎo)體層260的表面。此外，如果甚至在ITO層290已經(jīng)被蝕刻成接觸槽294到達P型半導(dǎo)體層260的 表面的程度之后仍然繼續(xù)上述干蝕刻工藝，則在P型半導(dǎo)體層260的表面上形成電流阻擋 層262。因為當(dāng)上述Ar+與P型半導(dǎo)體層260的表面碰撞時P型半導(dǎo)體層260的表面的一 部分的電特性發(fā)生改變，所以形成電流阻擋層262。接著，執(zhí)行布線連接工藝，如圖8和圖9中所示。為了布線連接，如圖8中所示，首 先通過鍍或氣相沉積法形成導(dǎo)電材料層400a，其中，在透明絕緣層410形成在單元以及單 元之間的基底上的狀態(tài)下，導(dǎo)電材料層400a覆蓋發(fā)光單元200以及發(fā)光單元200之間的基 底。隨后，如果將導(dǎo)電材料層400a的與發(fā)光單元200發(fā)光的區(qū)域?qū)?yīng)的部分去除，使得發(fā) 光區(qū)域不被覆蓋，則形成具有導(dǎo)電材料層結(jié)構(gòu)的布線400，如圖9中所示。因此，按照這樣的方式構(gòu)造布線400，即，布線400的一端(即，接觸連接部分402) 穿過透明絕緣層410的第一開口 412，隨后被填充到ITO層290中的接觸槽294中，同時從 所述一端延伸的另一端穿過第二開口 414，隨后連接到N型半導(dǎo)體層220上的N型接觸墊 222。與在該實施例中執(zhí)行的布線連接工藝不同，可以按照圖9中示出的形狀來形成布線 400，而無需利用去除導(dǎo)電材料層的工藝。這可以利用用于形成透明絕緣層410的光致抗蝕 劑通過預(yù)先限定將形成有布線的區(qū)域來實施。在上述所有的工藝已經(jīng)完成之后，可以形成覆蓋布線400和透明絕緣層410的絕 緣保護膜420。圖1清楚地示出了其上形成有絕緣保護膜420的發(fā)光二極管1。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實施例的發(fā)光二極管1中，因為布線400的一端與ITO層 290的接觸槽294的內(nèi)周表面廣泛地接觸，所以可以顯著擴大布線400與ITO層290之間的 接觸面積。此外，因為布線400與P型半導(dǎo)體層260接觸，從而電流阻擋層262阻擋電流在 接觸部分處流到P型半導(dǎo)體層中，所以電流向ITO層290中擴散的效率可被提高更多。在下文中，將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管。當(dāng)描述根據(jù)第二實施例 的發(fā)光二極管時，與第一實施例中的元件執(zhí)行相同功能的元件使用相同的標(biāo)號。因此，這里 將省略第二實施例的與上述第一實施例重復(fù)的描述，以使本發(fā)明的主題方式?jīng)]有必要地變 得模糊。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的發(fā)光二極管的剖視圖。如圖10中所示，根據(jù)該實施例的發(fā)光二極管1包括用作基體的基底100和形成在 基底100上的發(fā)光單元200。與前面的實施例相似，發(fā)光單元200具有N型半導(dǎo)體層220、有 源層240和P型半導(dǎo)體層260順序?qū)盈B的結(jié)構(gòu)。有源層240通過上述臺面形成工藝限制性 地形成在N型半導(dǎo)體層220的特定區(qū)域上，P型半導(dǎo)體層260形成在有源層240上。因此，N型半導(dǎo)體層220的特定區(qū)域結(jié)合到有源層240，而其余區(qū)域作為形成有N型接觸墊222的接觸區(qū)域被暴露。此外，ITO層290形成在P型半導(dǎo)體層260上。根據(jù)第二實施例，P型接觸墊402'設(shè)置在ITO層290的頂表面上，以用作連接到 布線(未示出)的接觸連接部分。P型接觸墊402'是通過布線結(jié)合連接到布線的一端的 部分。P型接觸墊402'填充在ITO層290的接觸槽292中，以使得布線連接到ITO層290， 與如前面的實施例中所述的形成為布線的一部分的接觸連接部分402 (見圖1)相似。根據(jù)該實施例的P型接觸墊402'和ITO層290的連接結(jié)構(gòu)可以將ITO層290的 發(fā)光面積的減小最小化，并可增大ITO層290與P型接觸墊402'之間的接觸面積。具體地 講，所述連接結(jié)構(gòu)可以提高電流從P型接觸墊402'向ITO層290中擴散的效率。為此，接 觸槽292形成在ITO層290的頂表面上，具體地位于將形成有P型接觸墊402'的位置。與前面的實施例相似，接觸槽292從ITO層290延伸到P型半導(dǎo)體層260的表面。 此外，通過例如鍍或氣相沉積法將P型接觸墊402'的一部分填充到接觸槽292中。此外， 以這樣的方式構(gòu)造被填充到接觸槽292中的P型接觸墊402'，即，P型接觸墊402'的上部 與ITO層290的位于接觸槽292外部的頂表面接觸，P型接觸墊402'的下部與ITO層290 的位于接觸槽292內(nèi)部的內(nèi)周表面接觸。因此，根據(jù)該實施例的發(fā)光二極管可以增大P型接觸墊402'與ITO層290之間的 接觸面積，同時沒有顯著減小ITO層290的發(fā)光面積。此外，因為P型接觸墊402'與ITO 層290的頂表面和接觸槽292的內(nèi)周表面同時接觸的結(jié)構(gòu)，所以電流向ITO層290中擴散 的效率可被提高更多。與前面的實施例相似，根據(jù)該實施例的P型半導(dǎo)體層260還包括電流阻擋層262。 電流阻擋層262形成在P型半導(dǎo)體層260的與上述P型接觸墊402 ‘接觸的有限區(qū)域中。 如前面的實施例中的描述，因為P型半導(dǎo)體層260的一部分的電特性在用于形成接觸槽292 的干蝕刻工藝過程中發(fā)生改變，所以形成電流阻擋層262。在下文中，將參照圖11至圖16描述上述發(fā)光二極管的制造方法。參照圖11，在基底100上形成緩沖層120。在緩沖層120上順序地形成N型半導(dǎo) 體層220、有源層240和P型半導(dǎo)體層260。接著，如圖12所示，在上述P型半導(dǎo)體層260 的頂表面上形成ITO層290。參照圖13至圖15，在ITO層290中形成將填充有P型接觸墊的接觸槽292。雖然 該實施例中的描述為首先形成接觸槽292，然后執(zhí)行將N型半導(dǎo)體層220的一部分暴露的臺 面形成工藝，但是可以在執(zhí)行臺面形成工藝之后形成接觸槽。首先，將光致抗蝕劑511涂敷在ITO層290的頂表面上，以限定將形成有接觸槽 292的位置，隨后通過干蝕刻工藝形成從ITO層290延伸到P型半導(dǎo)體層260的表面的接觸 槽292。如果繼續(xù)上述干蝕刻工藝，則在P型半導(dǎo)體層260的表面上形成電流阻擋層262， 如圖15所示。如前面的實施例中已經(jīng)描述的，因為當(dāng)上述Ar+與P型半導(dǎo)體層260的表面 碰撞時P型半導(dǎo)體層260的表面的一部分的電特性發(fā)生改變，所以形成電流阻擋層262。接著，執(zhí)行臺面形成工藝，所述臺面形成工藝提供將形成有N型接觸墊的位置。按 照這樣的方式執(zhí)行該工藝，即，部分地蝕刻ITO層290、P型半導(dǎo)體層260和有源層240，以提 供將形成有N型接觸墊的位置，使得N型半導(dǎo)體層220的一部分被暴露于外部，如圖16中 所示。
隨后，執(zhí)行通過鍍或氣相沉積法來形成N型接觸墊222和P型接觸墊402 ’的工 藝。如圖10中所示，分別在ITO層290的頂表面和N型半導(dǎo)體層220的接觸區(qū)域上形成P 型接觸墊402'和N型接觸墊222。制造者可以選擇形成接觸墊的順序，因此，形成接觸墊 的順序不限制本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，P型接觸墊402'包括填充在接觸槽292中的下部和形 成為比所述下部大以覆蓋接觸槽292的上部。因為P型接觸墊402'的下部與ITO層290 的接觸槽292的內(nèi)周表面接觸，且P型接觸墊402'的上部與ITO層290的頂表面接觸，所 以可以顯著擴大P型接觸墊402'與ITO層290之間的接觸面積。
同時，形成接觸槽292的上述干蝕刻工藝用于形成電流阻擋層262，還用于徹底去 除涂覆在接觸槽292的內(nèi)周表面上的光致抗蝕劑。濕蝕刻工藝不能從蝕刻表面去除大量的 光致抗蝕劑殘余物，而干蝕刻工藝可以徹底地從蝕刻表面去除光致抗蝕劑殘余物。在蝕刻工藝之后，殘留在ITO層290的接觸槽的內(nèi)周表面上的光致抗蝕劑殘余物 非常難以去除。如果將接觸墊或布線的一端填充在殘留有光致抗蝕劑殘余物的接觸槽292 中，則光致抗蝕劑殘余物會阻礙從布線和/或P型接觸墊向ITO層290中的正常的電流擴 散，因此會顯著降低發(fā)光二極管的亮度。圖17和圖18是將通過干蝕刻工藝形成的接觸槽與通過濕蝕刻工藝形成的接觸槽 做比較的照片。可以看出，大量的光致抗蝕劑殘余物殘留在通過濕蝕刻工藝形成的接觸槽 的邊緣，如圖18所示；而在通過干蝕刻工藝形成的接觸槽中幾乎沒有光致抗蝕劑殘余物殘 留，如圖17所示。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，因為具有優(yōu)良透光性的ITO層用作透明電極層，且被視為ITO層的問 題的電流特性得到提高，所以可以實現(xiàn)具有提高的亮度和發(fā)光性能的發(fā)光二極管。
權(quán)利要求
一種發(fā)光裝置，包括基底；多個發(fā)光單元，所述多個發(fā)光單元布置在基底上，其中，每個發(fā)光單元包括第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層和布置在第二半導(dǎo)體層上的電流擴散層，每個發(fā)光單元具有傾斜的表面；第一絕緣層，布置在每個發(fā)光單元上；導(dǎo)電材料，布置在第一絕緣層上，以將發(fā)光單元中的兩個發(fā)光單元連接；第二絕緣層，布置在導(dǎo)電材料上，其中，電流擴散層包括開口，在所述開口中布置有導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料通過電流擴散層連接到每個發(fā)光單元的第二半導(dǎo)體層。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，基底被暴露于所述多個發(fā)光單元之間，在基底 的被暴露的部分上布置有第一絕緣層。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，導(dǎo)電材料通過形成在第一絕緣層中的第一開 口連接到所述兩個發(fā)光單元中的一個發(fā)光單元的第一半導(dǎo)體層，導(dǎo)電材料通過形成在第一 絕緣層中的第二開口連接到所述兩個發(fā)光單元中的另一個發(fā)光單元的第二半導(dǎo)體層。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，導(dǎo)電材料物理地接觸電流擴散層和第二半導(dǎo) 體層。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，第二絕緣層直接布置在第一絕緣層和導(dǎo)電材 料上。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，第二絕緣層對應(yīng)于每個發(fā)光單元的輪廓。
7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，所述發(fā)光裝置還包括布置在基底和每個發(fā)光單元之 間的絕緣緩沖層。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置，其中，基底包括導(dǎo)電基底。
9.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，所述傾斜的表面包括第一半導(dǎo)體層的側(cè)表面。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光裝置，其中，所述傾斜的表面包括第二半導(dǎo)體層的側(cè)表面。
11.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，第一絕緣層包括Si02。
12.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置，其中，第二絕緣層包括防潮材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種因電流向電流擴散層中擴散的效率提高而具有提高的亮度和發(fā)光性能的發(fā)光裝置。本發(fā)明的發(fā)光裝置包括基底；多個發(fā)光單元，所述多個發(fā)光單元布置在基底上，其中，每個發(fā)光單元包括第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體層和布置在第二半導(dǎo)體層上的電流擴散層，每個發(fā)光單元具有傾斜的表面；第一絕緣層，布置在每個發(fā)光單元上；導(dǎo)電材料，布置在第一絕緣層上，以將發(fā)光單元中的兩個發(fā)光單元連接；第二絕緣層，布置在導(dǎo)電材料上，其中，電流擴散層包括開口，在所述開口中布置有導(dǎo)電材料，導(dǎo)電材料通過電流擴散層連接到每個發(fā)光單元的第二半導(dǎo)體層。
文檔編號H01L33/42GK101820043SQ20091020833
公開日2010年9月1日 申請日期2006年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月9日
發(fā)明者吳德煥, 尹麗鎮(zhèn), 金大原, 金種煥 申請人:首爾Opto儀器股份有限公司