專利名稱：發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電元件結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管(light emitting diode, LED)結(jié)構(gòu)具有低功率消耗、環(huán)保、使用壽命長(zhǎng)及反應(yīng)速率快等優(yōu)勢(shì)，因此已被廣泛地應(yīng)用在照明領(lǐng)域及顯示領(lǐng)域中。為了提升發(fā)光二極管的亮度，大尺寸的芯片逐漸被開(kāi)發(fā)出來(lái)。然而，現(xiàn)有的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的電極設(shè)計(jì)具有造成電流分散性不佳的缺點(diǎn)，而使得此電極設(shè)計(jì)不適合用于大尺寸的芯片。為改善上述的電流分散性不佳的問(wèn)題，另一種現(xiàn)有電極被發(fā)展出來(lái)。此種現(xiàn)有電極包括配置于N型摻雜半導(dǎo)體層上的第一指叉狀電極以及配置于P型摻雜半導(dǎo)體層上的第二指叉狀電極。第一指叉狀電極與第二指叉狀電極分別具有多個(gè)第一分支部與多個(gè)第二分 支部，其中相鄰的二個(gè)第一分支部中間僅配置有一個(gè)第二分支部。雖然此電極設(shè)計(jì)可改善電流分散性不佳的問(wèn)題，但在此電極設(shè)計(jì)下，由于電子與電洞的遷移率(mobility)不同，電子的遷移率較電洞的遷移率快，因此自第一分支部發(fā)出的電子傳遞至第二分支部時(shí)(或第二分支部發(fā)出的電洞傳遞至第一分支部時(shí))，第二分支部旁(或第一分支部旁)的電子濃度與電洞濃度差異極大，而使電子與電洞復(fù)合(recombination)機(jī)率較低,進(jìn)而使得具有此種現(xiàn)有電極的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率不佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其具有高發(fā)光效率。本發(fā)明的一實(shí)施例提出一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括第一型摻雜半導(dǎo)體層、第二型摻雜半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第一電極以及第二電極。發(fā)光層配置于第一型摻雜半導(dǎo)體層與第二型摻雜半導(dǎo)體層之間。第一電極配置于第一型摻雜半導(dǎo)體層上，且包括多個(gè)第一分支部。第二電極配置于第二型摻雜半導(dǎo)體層上，且包括多個(gè)第二分支部。相鄰的二第一分支部之間配置有至少二第二分支部?；谏鲜觯景l(fā)明的實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)藉由在第一電極的相鄰二第一分支部之間配置至少二第二電極的第二分支部，可使得發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中上的電子與電洞濃度較為匹配，此可有效促進(jìn)電子與電洞的復(fù)合，進(jìn)而提高發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視示意圖。圖2為對(duì)應(yīng)圖I的A-A’線所示的剖面圖。圖3為對(duì)應(yīng)圖I的B-B’線所示的剖面圖。圖4示出本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)接合在電路板上的情形。
圖5為本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視示意圖。附圖標(biāo)記100 :發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)102 :第一型摻雜半導(dǎo)體層102a:平臺(tái)部102b :下陷部104 :第二型摻雜半導(dǎo)體層106:發(fā)光層
108:第一電極108a:第一分支部108b :第一接墊108c :第一電極的U字形的開(kāi)口110:第二電極IlOa:第二分支部IlOb:第二接墊IlOc :第二電極的U字形的開(kāi)口112:透明導(dǎo)電層200:導(dǎo)電凸塊300 電路板D1、D2:厚度H1、H2:距離T1、T2、T3、T4 :端點(diǎn)
具體實(shí)施例方式圖I為本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視示意圖。圖2為對(duì)應(yīng)圖I的Α-Α’線所示的剖面圖。圖3為對(duì)應(yīng)圖I的Β-Β’線所示的剖面圖。請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)DI、圖2及圖3，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100包括第一型摻雜半導(dǎo)體層102、第二型摻雜半導(dǎo)體層104、發(fā)光層106、第一電極108以及第二電極110。發(fā)光層106配置于第一型摻雜半導(dǎo)體層102與第二型摻雜半導(dǎo)體層104之間。第一電極108配置于第一型摻雜半導(dǎo)體層102上，而第二電極110配置于第二型摻雜半導(dǎo)體層104上。在本實(shí)施例中，第一型摻雜半導(dǎo)體層102例如為N型半導(dǎo)體層，而第二型摻雜半導(dǎo)體層104例如為P型半導(dǎo)體層。發(fā)光層106例如為氮化鎵(gallium nitride, GaN)層與氮化銦鎵(indiumgallium nitride, InGaN)層交替堆疊的多重量子講結(jié)構(gòu)(Multiple Quantum Well,MQW)。然而，在其他實(shí)施例中，發(fā)光層106亦可以是量子講結(jié)構(gòu)。第一電極108與第二電極110的材質(zhì)為導(dǎo)電材料，以單一層或是多層導(dǎo)電材料堆疊，其包括金、鈦、鋁、鉻、鉬、其他導(dǎo)電材料或這些材料的組合。但本發(fā)明不以上述為限。更詳細(xì)地說(shuō)，本實(shí)施例的第一型摻雜半導(dǎo)體層102具有相連接的平臺(tái)部102a與下陷部102b，平臺(tái)部102a的厚度Dl大于下陷部102b的厚度D2。發(fā)光層106與第二型摻雜半導(dǎo)體層104配置平臺(tái)部102a上，且第一電極108配置于下陷部102b上。在一實(shí)施例中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100可利用覆晶(flip chip)的方式來(lái)封裝。如圖4所示，本實(shí)施例可利用導(dǎo)電凸塊200接合(bonding)第一電極108與電路板300及接合第二電極110與電路板300。如此一來(lái)，使用者便可通過(guò)電路板300操作本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100。然而，在另一實(shí)施例中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100亦可采用打線結(jié)合的方式來(lái)封裝，亦即可利用接合導(dǎo)線來(lái)接合第一電極108與電路板300及接合第二電極110與電路板300，而此時(shí)第一電極108與第二電極110背對(duì)電路板300。此外，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100可進(jìn)一步包括透明導(dǎo)電層112。透明導(dǎo)電層112可配置于第二電極110與第二型摻雜半導(dǎo)體層104之間。第二型摻雜半導(dǎo)體層104可藉由透明導(dǎo)電層112與第二電極110形成良好的歐姆接觸(ohmic contact)。透明導(dǎo)電層112的材質(zhì)例如為銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZ0)、氧化鋒(zinc oxide, ZnO)、銦錫鋒氧化物(indium tin zinc oxide, ΙΤΖ0)、招錫氧化物(aluminum tin oxide, ΑΤ0)、招鋒氧化物(aluminumzinc oxide, ΑΖ0)或其他適當(dāng)?shù)耐该鲗?dǎo)電材質(zhì)。本實(shí)施例的第一電極108包括多個(gè)第一分支部108a，而本實(shí)施例的第二電極110 亦包括多個(gè)第二分支部110a。詳言之，如圖I所示，本實(shí)施例的第一電極108包括二個(gè)第一分支部108a，而本實(shí)施例的第二電極110包括二個(gè)第二分支部110a。(圖I中示出二個(gè)第一分支部108a及二個(gè)第二分支部IlOa為代表，但本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)并不限于圖I中所示，圖5為本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上視示意圖，請(qǐng)參照?qǐng)D5，此實(shí)施例的電極可由圖I所示的第一電極108與第二電極110構(gòu)成的單元U重復(fù)排列而成。值得特別注意的是，在本實(shí)施例中，相鄰的二個(gè)第一分支部108a之間配置有至少二個(gè)第二分支部110a(圖I中示出二個(gè)第二分支部IlOa為代表，但本發(fā)明不限于此，在其他實(shí)施例中，相鄰的二個(gè)第一分支部108a之間亦可配置有二個(gè)以上的第二分支部110a)。在本實(shí)施例中，每一第一分支部108a與相鄰第二分支部IlOa之間的最短距離Hl小于或等于相鄰二第二分支部IlOa之間的最大距離H2，或是每一所述第一分支部與相鄰的所述第二分支部之間的2倍最短距離Hl大于或等于相鄰的二所述第二分支部之間的最大距離H2，但本發(fā)明不限于此，距離Hl與距離H2皆可視實(shí)施的設(shè)計(jì)需求而調(diào)整。上述的電極設(shè)計(jì)(相鄰的二個(gè)第一分支部108a之間配置有至少二個(gè)第二分支部110a)可改善現(xiàn)有技術(shù)中因電子與電洞遷移率(mobility)不同而造成的發(fā)光效率不佳的問(wèn)題。詳細(xì)說(shuō)明如下由于電子的遷移率較電洞快，因此電子在遠(yuǎn)離第一分支部108a處仍可維持較高的濃度。所以，當(dāng)電子移動(dòng)至多個(gè)相鄰的第二分支部IlOa之間的區(qū)域時(shí)，電子的濃度與電洞的濃度會(huì)較為接近，如此便能夠使電子與電洞有較佳的復(fù)合率，進(jìn)而提升發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100的發(fā)光效率。在本實(shí)施例中，由于每一第一分支部108a與相鄰第二分支部IlOa之間的最短距離Hl小于或等于相鄰二第二分支部IlOa之間的最大距離H2，或是每一所述第一分支部與相鄰的所述第二分支部之間的2倍最短距離Hl大于或等于相鄰的二所述第二分支部之間的最大距離H2，因此這些相鄰的第二分支部IlOa之間的電子濃度便能夠有效提升，而使得電子的濃度與電洞的濃度更為接近，進(jìn)而藉由提升電子與電洞的復(fù)合率來(lái)提升發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100的發(fā)光效率。此外，就本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100的中間區(qū)域C而言，中間區(qū)域C與第一分支部108a的距離較遠(yuǎn)，故由第一分支部108a發(fā)出的電子傳遞至中間區(qū)域C時(shí)，其(電子)濃度已下降。另一方面，雖然中間區(qū)域C與第二分支部IlOa的距離較近，但由于電洞的遷移率(mobility)較電子小，故由第二分支部IlOa發(fā)出的電洞傳遞至中間區(qū)域C時(shí)，其(電洞)濃度已下降至與電子濃度接近的程度。如此一來(lái)，中間區(qū)域C中的電洞濃度剛好可與中間區(qū)域C中的電子濃度匹配，進(jìn)而使得電子電洞在中間區(qū)域C附近發(fā)生復(fù)合(recombination)的機(jī)率大幅提聞，而更進(jìn)一步地提升發(fā)光~■極管結(jié)構(gòu)100的發(fā)光效率，且亦能夠提升發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100的發(fā)光均勻性。請(qǐng)繼續(xù)參照?qǐng)DI、圖3及圖4，本實(shí)施例的第一電極108可進(jìn)一步包括至少一第一接墊108b，第一接墊108b連接第一分支部108a。本實(shí)施例的第二電極110可進(jìn)一步包括至少一第二接墊110b，第二接墊I IOb連接第二分支部I IOa0在本實(shí)施例中，第二接墊I IOb配置于第一電極108的相鄰的二第一分支部108a之間。如圖4所示，第一接墊108b與第二接墊IlOb可通過(guò)導(dǎo)電凸塊200與電路板300連接，進(jìn)而讓使用者可通過(guò)電路板300操作發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100。
詳言之，本實(shí)施例的第一分支部108a具有相對(duì)的第一端Tl與第二端T2，且第二分支部IlOa具有相對(duì)的第三端T3與第四端T4。第一接墊108b連接相鄰第一分支部108a的第一端Tl，而第二接墊IlOb連接相鄰第二分支部IlOa的第三端T3，且第二接墊IlOb配置于相鄰二第一分支部108a的第二端T2之間。在本實(shí)施例中，第一電極108中的二第一分支部108a呈U字形，本實(shí)施例的第二電極110中的二第二分支部I IOa亦呈U字形。并且，第一電極108的U字形的開(kāi)口 108c朝向第二電極110的第二接墊110b，且第二電極110的U字形的開(kāi)口 IlOc朝向第一電極108的第一接墊108b。綜上所述，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)藉由在第一電極的相鄰二第一分支部之間配置至少二第二電極的第二分支部，而使得發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)各區(qū)域上的電子電洞濃度匹配，此可有效促進(jìn)電子與電洞的復(fù)合，進(jìn)而提高電子電洞復(fù)合的機(jī)率。如此一來(lái)，本發(fā)明的發(fā)光~■極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率光提取效率便可有效提聞。雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，當(dāng)可作些許更動(dòng)與潤(rùn)飾，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括 第一型摻雜半導(dǎo)體層； 第二型摻雜半導(dǎo)體層； 發(fā)光層，配置于所述第一型摻雜半導(dǎo)體層與所述第二型摻雜半導(dǎo)體層之間； 第一電極，配置于所述第一型摻雜半導(dǎo)體層上，且包括多個(gè)第一分支部；以及 第二電極，配置于所述第二型摻雜半導(dǎo)體層上，且包括多個(gè)第二分支部，其中相鄰的二所述第一分支部之間配置有至少二所述第二分支部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一型摻雜半導(dǎo)體層為N型半導(dǎo)體層，而所述第二型摻雜半導(dǎo)體層為P型半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一型摻雜半導(dǎo)體層具有相連接的平臺(tái)部與下陷部，所述平臺(tái)部的厚度大于所述下陷部的厚度，所述發(fā)光層與所述第二型摻雜半導(dǎo)體層配置于所述平臺(tái)部上，且所述第一電極配置于所述下陷部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一電極還包括至少一第一接墊，所述第一接墊連接所述第一分支部，且所述第二電極還包括至少一第二接墊，所述第二接墊連接所述第二分支部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二接墊配置于所述第一電極的相鄰的二所述第一分支部之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一電極中的二所述第一分支部呈U字形，且所述第二電極中的二所述第二分支部呈U字形，所述第一電極的所述U字形的開(kāi)口朝向所述第二電極的所述第二接墊，且所述第二電極的所述U字形的開(kāi)口朝向所述第一電極的所述第一接墊。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述第一分支部具有相對(duì)的第一端與第二端，且每一所述第二分支部具有相對(duì)的第三端與所述第四端，所述第一接墊連接所述第一分支部的所述第一端，所述第二接墊連接所述第二分支部的所述第三端，且所述第二接墊配置于相鄰二所述第一分支部的所述第二端之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)用于覆晶方式的封裝。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括透明導(dǎo)電層，配置于所述第二電極與所述第二型摻雜半導(dǎo)體層之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述第一分支部與相鄰的所述第二分支部之間的最短距離小于或等于相鄰的二所述第二分支部之間的最大距離。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述第一分支部與相鄰的所述第二分支部之間的2倍最短距離大于或等于相鄰的二所述第二分支部之間的最大距離。
全文摘要
一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括第一型摻雜半導(dǎo)體層、第二型摻雜半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第一電極以及第二電極。發(fā)光層配置于第一型摻雜半導(dǎo)體層與第二型摻雜半導(dǎo)體層之間。第一電極配置于第一型摻雜半導(dǎo)體層上，且包括多個(gè)第一分支部。第二電極配置于第二型摻雜半導(dǎo)體層上，且包括多個(gè)第二分支部。相鄰的二第一分支部之間配置有至少二第二分支部。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102832310SQ20111019566
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者陳正言, 賴育弘 申請(qǐng)人:新世紀(jì)光電股份有限公司