專利名稱：發(fā)光二極管結構及其制作方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種發(fā)光二極管結構及其制作方法，且特別是有關于一種側壁上覆蓋有絕緣層的發(fā)光二極管結構及其制作方法。
背景技術：
發(fā)光二極管的封裝工藝一般是包括外延、加工切割成多個發(fā)光二極管芯片、固晶、 打線接合等工藝。然而，在切割的過程中，容易在這些發(fā)光二極管芯片的側壁上產生缺陷。 一旦發(fā)光二極管芯片的側壁具有缺陷，則易有漏電流的問題產生，以致于發(fā)光二極管芯片在電性上的穩(wěn)定性不佳。此外，發(fā)光二極管芯片的側壁裸露于外界環(huán)境中，容易受到外界環(huán)境或是后續(xù)工藝的污染或是損壞，以致于工藝良率降低。此外，在固晶的過程中，用以固定發(fā)光二極管芯片的銀膠容易因為膠量控制不當而溢流至發(fā)光二極管芯片的側壁，以致于發(fā)光二極管芯片的P型摻雜半導體層與η型摻雜半導體層之間電性短路。前述的電性短路會造成發(fā)光二極管芯片的亮度衰減、逆偏電流增加、工藝良率降低以及制作成本提高等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管結構，可避免溢流至發(fā)光二極管芯片的側壁上的銀膠使P型摻雜半導體層與η型摻雜半導體層之間電性短路。本發(fā)明另提出一種發(fā)光二極管結構的制作方法，其工藝良率較高且制作成本較低。本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管結構的制作方法如下所述。首先，提供一發(fā)光二極管芯片與一承載基板。發(fā)光二極管芯片配置于承載基板上，發(fā)光二極管芯片具有朝向承載基板的一底面、相對于底面的至少一頂面以及與頂面相連的至少一側壁，且發(fā)光二極管芯片具有配置于頂面上的至少一電極。然后，于承載基板上形成一連續(xù)性抗氧化材料層。接著， 移除部分連續(xù)性抗氧化材料層，以于發(fā)光二極管芯片的頂面上及部分承載基板上形成一抗氧化層，以覆蓋配置于頂面上的電極，并暴露出側壁。然后，施行一氧化法，以于發(fā)光二極管芯片的側壁上形成一絕緣層。之后，移除抗氧化層。在本發(fā)明的一實施例中，發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中發(fā)光層位于第一型摻雜半導體層與第二型摻雜半導體層之間。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括第一型摻雜半導體層的氧化物、發(fā)光層的氧化物以及第二型摻雜半導體層的氧化物。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物。
本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管結構的制作方法如下所述。首先，提供一發(fā)光二極管芯片與一承載基板。發(fā)光二極管芯片配置于承載基板上，發(fā)光二極管芯片具有朝向承載基板的一底面、相對于底面的至少一頂面以及與頂面相連的至少一側壁，且發(fā)光二極管芯片具有配置于頂面上的至少一電極。接著，于承載基板上形成一連續(xù)性覆蓋材料層。然后，移除部分連續(xù)性覆蓋材料層，以于頂面上及部分承載基板上形成一覆蓋層，以覆蓋電極。接著，于承載基板上形成一連續(xù)性絕緣材料層，并覆蓋發(fā)光二極管芯片。之后，移除覆蓋層以及連續(xù)性絕緣材料層的位于覆蓋層上的部分，以于發(fā)光二極管芯片的側壁上形成一絕緣層。在本發(fā)明的一實施例中，形成連續(xù)性絕緣材料層的方法包括物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺鍍或電子束成長。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括含硅的氧化物。在本發(fā)明的一實施例中，發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中發(fā)光層位于第一型摻雜半導體層與第二型摻雜半導體層之間。本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管結構的制作方法如下所述。首先，提供一發(fā)光二極管芯片與一承載基板。發(fā)光二極管芯片配置于承載基板上，發(fā)光二極管芯片具有朝向承載基板的一底面、相對于底面的至少一頂面以及與頂面相連的至少一側壁，且發(fā)光二極管芯片具有配置于頂面上的至少一電極。接著，承載基板上形成一連續(xù)性絕緣材料層，以覆蓋發(fā)光二極管芯片。然后，于側壁上形成一保護層，且連續(xù)性絕緣材料層位于保護層與側壁之間。 之后，移除連續(xù)性絕緣材料層的未被保護層所覆蓋的部分，以于發(fā)光二極管芯片的側壁上形成一絕緣層。然后，移除保護層。在本發(fā)明的一實施例中，形成連續(xù)性絕緣材料層的方法包括旋轉涂布。在本發(fā)明的一實施例中，連續(xù)性絕緣材料層的材質包括含有二氧化硅的氧化物溶膠。在本發(fā)明的一實施例中，發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中發(fā)光層位于第一型摻雜半導體層與第二型摻雜半導體層之間。本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管結構包括一發(fā)光二極管芯片以及一絕緣層。發(fā)光二極管芯片具有一底面、相對于底面的至少一頂面以及與頂面相連的至少一側壁，且發(fā)光二極管芯片具有配置于頂面上的一電極。絕緣層配置于側壁上，并暴露出電極。 在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層暴露出頂面。在本發(fā)明的一實施例中，發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中發(fā)光層位于第一型摻雜半導體層與第二型摻雜半導體層之間。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括第一型摻雜半導體層的氧化物、發(fā)光層的氧化物以及第二型摻雜半導體層的氧化物。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物或是包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層的材質包括含硅的氧化物或是硫及其化合物。
在本發(fā)明的一實施例中，絕緣層包括物理氣相沉積層、化學氣相沉積層、濺鍍層或電子束成長層。本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管結構，包括一發(fā)光二極管芯片，具有一底面、相對于該底面的至少一頂面以及與該頂面相連的至少一側壁，并具有配置于該頂面上的一電極； 以及一絕緣層，配置于該側壁上，并暴露出該電極，其中該絕緣層是利用一氧化法將該發(fā)光二極管芯片側壁的材料進行氧化所形成，其中該絕緣層暴露出該頂面，其中該發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中該發(fā)光層位于該第一型摻雜半導體層與該第二型摻雜半導體層之間。其中該絕緣層的材質包括第一型摻雜半導體層的氧化物、發(fā)光層的氧化物以及第二型摻雜半導體層的氧化物，或者該絕緣層的材質包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物或是包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物，或者該絕緣層的材質包括含硅的氧化物或是硫及其化合物。其中該氧化法包括干式氧化法或濕式氧化法。綜上所述，本發(fā)明是在發(fā)光二極管芯片的側壁上形成一絕緣層，以避免已知技術中因銀膠溢流至側壁而導致P型摻雜半導體層與η型摻雜半導體層之間電性短路的問題。 如此一來，絕緣層可提升工藝良率并降低制作成本。


為讓本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，作詳細說明如下，其中圖IA 圖ID繪示本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管結構的制作方法的剖面圖。圖2Α 圖2D繪示本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管結構的制作方法的剖面圖。圖3Α 圖3C繪示本發(fā)明又一實施例的發(fā)光二極管結構的制作方法的剖面圖。圖4繪示本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管結構的剖面圖。圖5繪示本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管結構的剖面圖。
具體實施例方式圖IA 圖ID繪示本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管結構的制作方法的剖面圖。首先，請參照圖1Α，提供一發(fā)光二極管芯片100與一承載基板200，發(fā)光二極管芯片100配置于承載基板200上。承載基板100例如是藍膜(blue tape)或是紫外線膠帶 (UV tape)。發(fā)光二極管芯片100具有朝向承載基板200的一底面B、相對于底面B的二頂面 U1、U2以及與頂面Ul、U2相連的多個側壁S，且發(fā)光二極管芯片100具有配置于頂面U1、U2 上的多個電極El、E2。在本實施例中，發(fā)光二極管芯片100可包括一第一型摻雜半導體層112、一第二型摻雜半導體層114以及位于第一型摻雜半導體層112與第二型摻雜半導體層114之間的一發(fā)光層116。此外，發(fā)光二極管芯片100還可包括一外延層120，外延層120位于發(fā)光二極管芯片100與承載基板200之間。接著，請再次參照圖1A，在本實施例中，于發(fā)光二極管芯片100上全面形成一連續(xù)性抗氧化材料層Al，其材質例如是光阻等感光材料。然后，請參照圖1B，在本實施例中，可以曝光顯影法移除位于側壁S上的連續(xù)性抗氧化材料層Al，以于發(fā)光二極管芯片100的頂面U1、U2以及部分承載基板200上形成一抗氧化層Α?？寡趸瘜覣覆蓋配置于頂面Ul、U2 上的電極El、E2，并暴露出側壁S。之后，請參照圖1C，施行一氧化法，以于發(fā)光二極管芯片100的側壁S上形成一絕緣層I，氧化法例如是干式氧化法(dry oxidation)或濕式氧化法(wet oxidation)。施行濕式氧化法的方式例如是將發(fā)光二極管芯片100暴露在含有水氣的環(huán)境中，而施行干式氧化法的方式例如是將發(fā)光二極管芯片100暴露在含有氧氣的環(huán)境中。此外，在本實施例中， 由于外延層120也可被氧化，因此，在外延層120的側壁122上亦會形成絕緣層I。絕緣層I的材質可包括第一型摻雜半導體層112的氧化物、發(fā)光層116的氧化物、 第二型摻雜半導體層114的氧化物以及外延層120的氧化物。在本實施例中，絕緣層I的材質包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物。在其它施例中，絕緣層I的材質包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物。值得注意的是，本實施例于發(fā)光二極管芯片100的側壁S上形成絕緣層I，而絕緣層I可填補側壁S上的缺陷并使側壁S鈍化。如此一來，絕緣層I可降低漏電流產生的機率，并提升發(fā)光二極管芯片100在電性上的穩(wěn)定性。此外，絕緣層I覆蓋側壁S可保護側壁 S免于受到外界環(huán)境或是后續(xù)工藝的污染或是損壞，進而提升工藝良率。再者，在后續(xù)的固晶過程中，由于絕緣層I覆蓋發(fā)光二極管芯片100的側壁S，故可避免已知技術中因銀膠溢流至側壁而導致P型摻雜半導體層與η型摻雜半導體層之間電性短路的問題。如此一來，于側壁S上形成絕緣層I可提升工藝良率并降低制作成本。之后，請參照圖1D，移除抗氧化層Α，以暴露出電極Ε1、Ε2。在本實施例中，當抗氧化層A為感光材料時，移除抗氧化層A的方法可以是曝光顯影。圖2Α 圖2D繪示本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管結構的制作方法的剖面圖。首先，請參照圖2Α，提供一發(fā)光二極管芯片100與一承載基板200，發(fā)光二極管芯片100配置于承載基板200上。接著，請再次參照圖2Α，在本實施例中，可于發(fā)光二極管芯片100上全面形成一連續(xù)性覆蓋材料層Cl。然后，請參照圖2Β，可由曝光顯影法移除位于側壁S上的連續(xù)性覆蓋材料層Cl，以暴露出側壁S,并于頂面U1、U2上殘留剩余的覆蓋層C，覆蓋層C覆蓋電極E1、 E2。然后，請參照圖2C，于承載基板200上形成一連續(xù)性絕緣材料層II，并覆蓋發(fā)光二極管芯片100。形成連續(xù)性絕緣材料層Il的方法例如是物理氣相沉積、化學氣相沉積、濺鍍、電子束成長，或者是其它適合的方法。之后，請參照圖2D，移除覆蓋層C以及位于覆蓋層 C上的連續(xù)性絕緣材料層II，以于發(fā)光二極管芯片100的側壁S上形成一絕緣層I，并暴露出電極El、E2。絕緣層I的材質例如為含硅的氧化物(如二氧化硅)。圖3A 圖3C繪示本發(fā)明又一實施例的發(fā)光二極管結構的制作方法的剖面圖。首先，請參照圖3A，提供一發(fā)光二極管芯片100與一承載基板200，發(fā)光二極管芯片100配置于承載基板200上。接著，在承載基板200上形成一連續(xù)性絕緣材料層II，并覆蓋發(fā)光二極管芯片100，而形成連續(xù)性絕緣材料層Il的方法例如是旋轉涂布或是其它適合的涂布方式。在本實施例中，連續(xù)性絕緣材料層Il的材質例如是氧化物溶膠，氧化物溶膠包括含有二氧化硅的溶膠、或者是含有其它適合的氧化物的溶膠。然后，請參照圖3B，于側壁上形成一保護層310，且連續(xù)性絕緣材料層Il位于保護層310與側壁S之間。在本實施例中，形成保護層310的方法可以是先在發(fā)光二極管芯片 100上全面形成一保護材料層(未繪示)，然后，以曝光顯影法移除位于頂面Ul、U2上的保護材料層。之后，請參照圖3C，移除芯片100頂面上未被保護層310所覆蓋的連續(xù)性絕緣材料層Il以及側壁S上的保護層310，以于發(fā)光二極管芯片100的側壁S上形成一絕緣層I。 移除連續(xù)性絕緣材料層Ii的方法包括蝕刻。值得注意的是，上述三種制作方法是以平面式的發(fā)光二極管結構為例做說明，而熟習本領域技術者亦可將相同的制作方法應用在垂直式的發(fā)光二極管結構上。以下則將詳細介紹本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管結構。圖4繪示本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管結構的剖面圖。請參照圖4，本實施例的發(fā)光二極管結構400包括一發(fā)光二極管芯片100以及一絕緣層I。發(fā)光二極管芯片100為一平面式的發(fā)光二極管芯片，其具有一底面B、相對于底面B的二頂面Ul、U2以及與頂面U1、 U2相連的多個側壁S，發(fā)光二極管芯片100具有配置于頂面Ul、U2上的多個電極El、E2。在本實施例中，發(fā)光二極管芯片100包括一第一型摻雜半導體層112、一第二型摻雜半導體層114以及位于第一型摻雜半導體層112與第二型摻雜半導體層114之間的一發(fā)光層116。第一型摻雜半導體層112、第二型摻雜半導體層114以及發(fā)光層116的材質包括砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、氮化鎵(GaN)等III-V族化合物半導體材料。第一型摻雜半導體層112與第二型摻雜半導體層114可分別為η型摻雜半導體層與ρ型摻雜半導體層。此外，發(fā)光二極管芯片100還可包括一外延層120，外延層120位于發(fā)光二極管芯片100與承載基板200之間。外延層120的材質例如是硅(Si)、玻璃(Glass)、砷化鎵 (GaAs)、氮化鎵(GaN)、砷化鋁鎵(AWaAs)、磷化鎵(GaP)、碳化硅(SiC)、磷化銦QnP)、氮化硼(BN)、氧化鋁(Al2O3)或氮化鋁(AlN)。絕緣層I配置于側壁S上，并暴露出電極E1、E2與頂面U1、U2。在本實施例中，絕緣層I還覆蓋在外延層120的側壁122上。在本實施例中，絕緣層I的材質可包括第一型摻雜半導體層112的氧化物、發(fā)光層116的氧化物以及第二型摻雜半導體層114的氧化物。 在本實施例中，絕緣層I的材質可包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物。此外，絕緣層I的材質可包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物。絕緣層的材質包括含硅的氧化物(如二氧化硅)。另外，在其它實施例中，絕緣層I例如是物理氣相沉積層、化學氣相沉積層、濺鍍層或電子束成長層。圖5繪示本發(fā)明另一實施例的發(fā)光二極管結構的剖面圖。請參照圖5，本實施例的發(fā)光二極管結構500包括一發(fā)光二極管芯片510以及一絕緣層I。值得注意的是，本實施例的發(fā)光二極管結構500與圖4的發(fā)光二極管結構400相似，兩者差異之處僅在于本實施例的發(fā)光二極管芯片510為一垂直式的發(fā)光二極管芯片。此外，發(fā)光二極管芯片510還包括一導電層512，其位于發(fā)光二極管芯片510與電極E2之間，且絕緣層I亦覆蓋導電層512 的側壁512a。綜上所述，本發(fā)明是在發(fā)光二極管芯片的側壁上形成絕緣層，以填補側壁上的缺陷并使側壁鈍化。如此一來，絕緣層可降低漏電流產生的機率，并提升發(fā)光二極管芯片在電性上的穩(wěn)定性。此外，絕緣層覆蓋側壁可保護側壁免于受到外界環(huán)境或是后續(xù)工藝的污染或是損壞，進而提升工藝良率。再者，在后續(xù)的固晶過程中，由于絕緣層覆蓋發(fā)光二極管芯片的側壁，故可避免已知技術中因銀膠溢流至側壁而導致P型摻雜半導體層與η型摻雜半導體層之間電性短路的問題。如此一來，絕緣層可提升工藝良率并降低制作成本。雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬領域中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視權利要求范圍所界定的為準。
權利要求
1.一種發(fā)光二極管結構，包括一發(fā)光二極管芯片，具有一底面、相對于該底面的至少一頂面以及與該頂面相連的至少一側壁，并具有配置于該頂面上的一電極；以及一絕緣層，配置于該側壁上，并暴露出該電極，其中該絕緣層是利用一氧化法將該發(fā)光二極管芯片側壁的材料進行氧化所形成。
2.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該絕緣層暴露出該頂面。
3.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中該發(fā)光層位于該第一型摻雜半導體層與該第二型摻雜半導體層之間。
4.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該絕緣層的材質包括第一型摻雜半導體層的氧化物、發(fā)光層的氧化物以及第二型摻雜半導體層的氧化物。
5.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該絕緣層的材質包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物或是包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物。
6.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該絕緣層的材質包括含硅的氧化物或是硫及其化合物。
7.如權利要求1所述的發(fā)光二極管結構，其中該氧化法包括干式氧化法或濕式氧化法。
8.一種發(fā)光二極管結構，包括一發(fā)光二極管芯片，具有一底面、相對于該底面的至少一頂面以及與該頂面相連的至少一側壁，并具有配置于該頂面上的一電極；以及一絕緣層，配置于該側壁上，并暴露出該電極，其中該絕緣層是利用一氧化法將該發(fā)光二極管芯片側壁的材料進行氧化所形成， 其中該絕緣層暴露出該頂面，其中該發(fā)光二極管芯片包括一第一型摻雜半導體層、一第二型摻雜半導體層以及一發(fā)光層，其中該發(fā)光層位于該第一型摻雜半導體層與該第二型摻雜半導體層之間。
9.如權利要求8所述的發(fā)光二極管結構，其中該絕緣層的材質包括第一型摻雜半導體層的氧化物、發(fā)光層的氧化物以及第二型摻雜半導體層的氧化物，或者該絕緣層的材質包括含鎵的氧化物以及含氮的氧化物或是包括含鎵的氧化物以及含磷的氧化物，或者該絕緣層的材質包括含硅的氧化物或是硫及其化合物。
10.如權利要求8所述的發(fā)光二極管結構，其中該氧化法包括干式氧化法或濕式氧化法。
全文摘要
一種發(fā)光二極管結構的制作方法如下所述。首先，提供一承載基板與配置于其上的一發(fā)光二極管芯片。發(fā)光二極管芯片具有朝向承載基板的一底面、相對于底面的至少一頂面以及與頂面相連的至少一側壁，且發(fā)光二極管芯片具有配置于頂面上的一電極。接著，于發(fā)光二極管芯片的頂面上形成一抗氧化層。然后，施行一氧化法，以于發(fā)光二極管芯片的側壁上形成一絕緣層。之后，移除抗氧化層。
文檔編號H01L33/44GK102376841SQ20111037899
公開日2012年3月14日 申請日期2008年12月22日 優(yōu)先權日2008年12月22日
發(fā)明者潘科豪 申請人:億光電子工業(yè)股份有限公司