一種發(fā)光元件及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種發(fā)光元件及其制作方法，發(fā)光元件包括：一基板；一第一電極，形成于所述基板上；一發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成于所述第一電極上，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一非本征半導(dǎo)體層、一第二非本征半導(dǎo)體層、及一介于所述第一非本征半導(dǎo)體層與所述第二非本征半導(dǎo)體層之間的主動(dòng)層；一第一絕緣層，形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上；以及一第二電極，連接所述第一非本征半導(dǎo)體層；其中，所述第一電極包含一形成于所述第一絕緣層側(cè)壁上的第一分支、一形成于所述第一絕緣層下的第二分支、及一形成于所述第二非本征半導(dǎo)體層邊緣的第三分支。
【專利說明】一種發(fā)光元件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光元件技術(shù)，特別是一種未具有遮光電極的發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管元件(LED)已發(fā)展成為綠色光源的關(guān)鍵技術(shù)，并逐漸應(yīng)用于照明科技領(lǐng)域，有機(jī)會(huì)取代傳統(tǒng)的光源產(chǎn)品。發(fā)光二極管元件依照結(jié)構(gòu)可分成水平式及垂直式兩種，其皆具有表面電極遮光的問題，而影響發(fā)光二極管的光輸出效率及其發(fā)光形狀或光型。此夕卜，對(duì)于傳統(tǒng)采用金屬基板的發(fā)光二極管元件，當(dāng)進(jìn)行晶粒接合及晶粒切割時(shí)，常會(huì)遭遇元件漏電或良率不高的問題。
[0003]為解決上述發(fā)光二極管元件的問題，有人提出覆晶型的發(fā)光元件結(jié)構(gòu)及制作方法，但卻會(huì)因?yàn)楸趁鎸?duì)位產(chǎn)生工藝難度高的新問題，且須使用低反射率材料的金屬球作為接合面導(dǎo)電材質(zhì)，以致影響發(fā)光元件的反射機(jī)制，造成亮度損失。因此，有必要發(fā)展新的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)以對(duì)治及改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為達(dá)成此目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光元件及其制作方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，一實(shí)施例提供一種發(fā)光兀件，其包括:一基板；一第一電極，形成于所述基板上；一發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成于所述第一電極上，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一非本征半導(dǎo)體層、一第二非本征半導(dǎo)體層、及一介于所述第一非本征半導(dǎo)體層與所述第二非本征半導(dǎo)體層之間的主動(dòng)層；一第一絕緣層，形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁上；以及一第二電極，連接所述第一非本征半導(dǎo)體層；其中，所述第一電極包含一形成于所述第一絕緣層側(cè)壁上的第一分支、一形成于所述第一絕緣層下的第二分支、及一形成于所述第二非本征半導(dǎo)體層邊緣的第三分支。此外，所述第一電極可進(jìn)一步包括一形成于所述第二非本征半導(dǎo)體層下的導(dǎo)電材料層。
[0006]在本發(fā)明的另一方面，另一實(shí)施例提供一種制作發(fā)光元件的方法，其包括:提供一第一基板，其上側(cè)面具有一絕緣層；提供一發(fā)光結(jié)構(gòu)，其形成于一第二基板上，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一非本征半導(dǎo)體層、一主動(dòng)層、及一第二非本征半導(dǎo)體層；形成一電極層于所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上；對(duì)所述電極層及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行臺(tái)面蝕刻，以定義出所述發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域圖案，并外露出部分的所述第一非本征半導(dǎo)體層；形成一第一電極墊于所述第一非本征半導(dǎo)體層的所述外露部分上及一第二電極墊于所述電極層的邊緣上；形成一保護(hù)層于上述被臺(tái)面蝕刻的所述電極層及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁；形成一導(dǎo)電部于所述保護(hù)層的側(cè)壁上，并連接所述導(dǎo)電部與所述第二電極墊；將具有所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的所述第二基板翻覆，并通過一粘著劑而與所述第一基板面對(duì)面粘貼在一起；移除所述第二基板；以及對(duì)所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化處理，以外露出所述第一電極墊及所述導(dǎo)電部。
[0007]通過如上所述的發(fā)光元件制作方法，所述發(fā)光元件的電極及其接線布局或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將可改善現(xiàn)有發(fā)光二極管的表面電極遮去其發(fā)光面的問題，因而所述發(fā)光元件的發(fā)光效率高，且其輸出光型不會(huì)受到電極配置的影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光元件的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光元件的剖面結(jié)構(gòu)圖；
[0010]圖3至12為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光元件的制作流程所對(duì)應(yīng)的元件剖面圖。
[0011]附圖標(biāo)記說明:
[0012]100/200-發(fā)光元件；110-基板；112_硅基板；114_反射層；116_第二絕緣層；120-第一電極層；121-第一分支；122_第二分支；123_第三分支；124_導(dǎo)電材料層；130-發(fā)光結(jié)構(gòu)；132_第一非本征半導(dǎo)體層；134-主動(dòng)層；136-第二非本征半導(dǎo)體層；138-本征半導(dǎo)體層；140_第一絕緣層；150_第二電極層；160/260_粘膠層；171/172_粗糙結(jié)構(gòu)；310_第二基板；320-電極層；330-發(fā)光結(jié)構(gòu)；331_本征氮化鎵層；332_n型氮化鎵層；333_主動(dòng)層；334-p型氮化鎵層；340_保護(hù)層；351_第一電極墊；352_第二電極墊；360-導(dǎo)電部；361_第一支部；362_第二支部；363_第三支部；370_粘膠層；380_第一基板；381-硅基板；382-反射層；383_絕緣層。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為使貴審查委員能對(duì)本發(fā)明的特征、目的及功能有更進(jìn)一步的認(rèn)知與了解，茲配合圖式詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例如后。在所有的說明書及圖示中，將采用相同的元件編號(hào)以指定相同或類似的元件。
[0014]在本發(fā)明的實(shí)施例說明中，對(duì)于一元素被描述是在另一元素的「上面/上」或「下面/下」，是指直接地或間接地在所述元素的上或下的情況，而包含設(shè)置于其間的其他元素。為了說明上的便利和明確，圖式中各膜層的厚度或尺寸，是以夸張或省略或概略的方式表示，且各構(gòu)成要素的尺寸并未完全為其實(shí)際的尺寸。
[0015]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光元件的剖面結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，所述發(fā)光元件100包含一基板110、一第一電極層120、一發(fā)光結(jié)構(gòu)130、一第一絕緣層140、及一第二電極層150。所述基板110可承載所述發(fā)光元件100，并用以散去所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130可具有一第一非本征半導(dǎo)體層132(Extrinsic Semiconductor)、一主動(dòng)層134、及一第二非本征半導(dǎo)體層136，作為所述發(fā)光元件100的發(fā)光主體。所述第一絕緣層140可形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的側(cè)壁上。所述第一電極120鄰近于所述基板110，并位于所述第一絕緣層140的側(cè)壁及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的邊緣。所述第一電極120電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第二非本征半導(dǎo)體層136，而所述第二電極150電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第一非本征半導(dǎo)體層。以下將分別詳述所述發(fā)光元件100的各個(gè)組成部分以及之間的連接關(guān)系。
[0016]所述基板110可以是高導(dǎo)熱性材料組成的基板，用以承載所述發(fā)光元件100，并用以散去所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱。在本實(shí)施例中，所述基板110為硅基板。在另外的實(shí)施例中，所述基板110亦可選用氧化招板(Sapphire)或金屬基板(Metal Foil),且所述基板110的表面可形成一絕緣的保護(hù)層(未圖示)，用以使所述基板110與所述第一電極120之間形成電性隔離。此外，所述基板110的表面亦可形成一反射性的鏡面層，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130發(fā)出的下射光朝向所述發(fā)光元件100的正面反射，由此可增加所述發(fā)光元件100的發(fā)光效率。
[0017]所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130作為所述發(fā)光兀件100的發(fā)光主體,基本上為一發(fā)光二極管(LED)，其具有多個(gè)半導(dǎo)體層；例如，摻雜三五族元素的半導(dǎo)體。其中，所述發(fā)光二極管可以是發(fā)出各色光的發(fā)光二極管，例如，藍(lán)光、綠光、紅光、及紫外線。如圖1所示，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130可以是所述第二非本征半導(dǎo)體層136、所述主動(dòng)層134、及所述第一非本征半導(dǎo)體層132依序堆疊的多層結(jié)構(gòu)。所述第一非本征半導(dǎo)體層132可以是P型的半導(dǎo)體層，則所述第二非本征半導(dǎo)體層136為η型的半導(dǎo)體層；或反之，所述第一非本征半導(dǎo)體層132可以是η型的半導(dǎo)體層，則所述第二非本征半導(dǎo)體層136為P型的半導(dǎo)體層。所述第一非本征半導(dǎo)體層132與所述第二非本征半導(dǎo)體層136所摻雜的雜質(zhì)濃度可以是相同或不同的。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的各層可以是多樣的結(jié)構(gòu)，可搭配導(dǎo)電載子能階的特殊設(shè)計(jì)，本發(fā)明并不對(duì)此結(jié)構(gòu)加以限制。
[0018]來自所述第一非本征半導(dǎo)體層132及所述第二非本征半導(dǎo)體層136的電子及電洞可被驅(qū)入所述主動(dòng)層134中，電子電洞復(fù)合過程所產(chǎn)生的能量會(huì)以光的形式釋放出能量。在本實(shí)施例中，所述主動(dòng)層134具有多重量子井(Multi Quantum Well1MQff)的結(jié)構(gòu)，所述第一非本征半導(dǎo)體層132的組成材料為η型氮化鎵(n-GaN)，且所述第二非本征半導(dǎo)體層136的組成材料為P型氮化鎵(p-GaN)。但不以此為限，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130亦可以其他的半導(dǎo)體材料或結(jié)構(gòu)來制造。
[0019]為了解決現(xiàn)有發(fā)光二極管的表面電極遮到發(fā)光面而致減損其發(fā)光效率的問題，本發(fā)明的發(fā)光兀件將上述的表面電極埋藏于發(fā)光結(jié)構(gòu)的下方，并將表面電極經(jīng)由發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁向上延伸至發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光面之外。本實(shí)施例是以所述第一電極120作為上述的表面電極，而為了所述第一電極120與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130之間的電性隔離，所述第一絕緣層140可以光微影蝕刻技術(shù)及干式蝕刻技術(shù)而形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的側(cè)壁上，其厚度約介于
1.5 μ m與2 μ m之間，以提供足夠的電性絕緣。
[0020]如上所述，本實(shí)施例的所述第一電極120用以將發(fā)光二極管的表面電極移至所述發(fā)光二極管的背面或側(cè)面，使得電極的設(shè)置不影響到所述發(fā)光元件的發(fā)光面。因此，所述第一電極120鄰近于所述基板110，并形成于發(fā)光結(jié)構(gòu)130側(cè)壁上的所述第一絕緣層140而延伸至所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的發(fā)光面之外。如圖1所示，所述第一電極120包含一形成于所述第一絕緣層140側(cè)壁上的第一分支121、一形成于所述第一絕緣層140下的第二分支122、及一形成于所述第二非本征半導(dǎo)體層136邊緣的第三分支123，且所述第一分支121、第二分支122、及第三分支123彼此電性連接。由此，被埋藏于發(fā)光結(jié)構(gòu)下方的表面電極將可經(jīng)由所述第一電極120而引導(dǎo)至所述發(fā)光元件100的表面，以進(jìn)行后續(xù)的導(dǎo)線連接。
[0021]所述第二電極150連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的側(cè)面邊緣，以作為所述發(fā)光元件100的另一電極。在本實(shí)施例中，所述第一電極120電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第二非本征半導(dǎo)體層136，而所述第二電極150電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第一非本征半導(dǎo)體層132，且所述第一電極120與所述第二非本征半導(dǎo)體層136之間以及所述第二電極150與所述第一非本征半導(dǎo)體層132之間分別形成歐姆接觸。
[0022]在本實(shí)施例中，所述基板110與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130可以不同的工藝分別制備；換言之，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130并非于所述基板110上進(jìn)行半導(dǎo)體工藝而形成，而是將已制作好的所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130面對(duì)面粘貼于所述基板110。因此，所述粘膠層160可形成于所述基板110與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130之間，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130粘貼于所述基板110上。此外，所述粘膠層160的組成材料具有良好的導(dǎo)熱性及電絕緣性，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱傳遞給所述基板110。
[0023]通過如上所述所述第一電極120及所述第二電極150于所述發(fā)光元件100中的布局或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將可改善現(xiàn)有發(fā)光二極管的表面電極遮去其發(fā)光面的問題，因而所述發(fā)光元件100的發(fā)光效率高，且其輸出光型不會(huì)受到電極配置的影響。
[0024]圖2為根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光元件的剖面結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，所述發(fā)光元件200包含一基板110、一粘膠層260、一第一電極層120、一發(fā)光結(jié)構(gòu)130、一第一絕緣層140、及一第二電極層150。所述基板110可承載所述發(fā)光元件200，并用以散去所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130可具有一第一非本征半導(dǎo)體層132、一主動(dòng)層134、一第二非本征半導(dǎo)體層136、及一本征半導(dǎo)體層138,作為所述發(fā)光兀件200的發(fā)光主體。所述粘膠層260形成于所述基板110與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130之間，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130粘貼于所述基板110上。所述第一絕緣層140可形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的側(cè)壁上。所述第一電極120形成于所述基板110上，特別地，并同時(shí)亦位于所述第一絕緣層140的側(cè)壁及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的下面。所述第一電極120電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第二非本征半導(dǎo)體層136，而所述第二電極150電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第一非本征半導(dǎo)體層。以下將分別詳述所述發(fā)光元件200的各個(gè)組成部分以及之間的連接關(guān)系。
[0025]所述基板110可以是高導(dǎo)熱性材料組成的基板，用以承載所述發(fā)光元件200，并用以散去所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱。在本實(shí)施例中，所述基板110包含一娃基板112,—反射層114、及一第二絕緣層116。其中，所述硅基板110亦可以氧化鋁板或金屬基板來取代；所述反射層114可具有全方位反射鏡的功能且設(shè)置于所述硅基板110上，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130發(fā)出的下射光朝向所述發(fā)光元件200的正面反射，由此可增加所述發(fā)光元件200的發(fā)光效率；所述第二絕緣層116可設(shè)置于所述反射層114上，例如，二氧化硅或氮化硅(SiNx)，用以使所述基板110與所述第一電極120之間形成電性隔離。此外，可調(diào)整所述第二絕緣層116的厚度，由干涉效應(yīng)以提高所述反射層114的反射效果。
[0026]所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130作為所述發(fā)光兀件200的發(fā)光主體,基本上為一發(fā)光二極管(LED)，其具有多個(gè)復(fù)合物半導(dǎo)體層；例如，摻雜三五族元素的半導(dǎo)體。其中，所述發(fā)光二極管可以是發(fā)出各色光的發(fā)光二極管，例如，藍(lán)光、綠光、紅光、及紫外線。如圖2所示，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130可以是所述第二非本征半導(dǎo)體層136、所述主動(dòng)層134、所述第一非本征半導(dǎo)體層132、及所述本征半導(dǎo)體層138依序堆疊的多層結(jié)構(gòu)。所述本征半導(dǎo)體層138設(shè)置于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的最上層，而作為所述發(fā)光元件200的表面保護(hù)之用。所述本征半導(dǎo)體層138的組成材料可以與所述第一非本征半導(dǎo)體層132相同，但是其導(dǎo)電性低于所述第一非本征半導(dǎo)體層132，這是因?yàn)樗霰菊靼雽?dǎo)體層138并沒有η型雜質(zhì)摻雜于其中。
[0027]所述第一非本征半導(dǎo)體層132可以是P型的半導(dǎo)體層，則所述第二非本征半導(dǎo)體層136為η型的半導(dǎo)體層；或反之，所述第一非本征半導(dǎo)體層132可以是η型的半導(dǎo)體層，則所述第二非本征半導(dǎo)體層136為P型的半導(dǎo)體層。所述第一非本征半導(dǎo)體層132與所述第二非本征半導(dǎo)體層136所摻雜的雜質(zhì)濃度可以是相同或不同的。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的各層可以是多樣的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明并不對(duì)此結(jié)構(gòu)加以限制。此外，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面及下表面可形成粗糙結(jié)構(gòu)171 ;換言之，所述本征半導(dǎo)體層138可具有粗糙的上表面結(jié)構(gòu)，而所述第二非本征半導(dǎo)體層136可具有粗糙的下表面結(jié)構(gòu)，其為所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130被粗糙化處理后的不平坦或凹凸的表面形狀，用以增加光的提取效率。
[0028]來自所述第一非本征半導(dǎo)體層132及所述第二非本征半導(dǎo)體層136的電子及電洞可被驅(qū)入所述主動(dòng)層134中，電子電洞復(fù)合過程所產(chǎn)生的能量會(huì)以光的能量形式釋放出而發(fā)光。在本實(shí)施例中，所述主動(dòng)層134具有多重量子井(Multi Quantum Well1MQff)的結(jié)構(gòu)，所述第一非本征半導(dǎo)體層132的組成材料為P型氮化鎵(P-GaN)，且所述第二非本征半導(dǎo)體層136的組成材料為η型氮化鎵(n-GaN)。但不以此為限，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130亦可以其他的半導(dǎo)體材料或結(jié)構(gòu)來制造。
[0029]為了解決現(xiàn)有發(fā)光二極管的表面電極遮到發(fā)光面而致減損其發(fā)光效率的問題，本發(fā)明的發(fā)光兀件將上述的表面電極埋藏于發(fā)光結(jié)構(gòu)的下方，并將表面電極經(jīng)由發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁而向上延伸至發(fā)光結(jié)構(gòu)的發(fā)光面之外。本實(shí)施例是以所述第一電極120作為上述的表面電極，而為了所述第一電極120與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130之間的電性隔離，所述第一絕緣層140可光微影蝕刻技術(shù)及干式蝕刻技術(shù)而形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的側(cè)壁上，其厚度約介于1.5 μ m與2 μ m之間，以提供足夠的電性絕緣。此外，在實(shí)際的蝕刻工藝制作上，所述第一絕緣層140可能形成于如圖2所示的梯形形狀，其上半部的橫截面積大于其下半部的橫截面積，但本發(fā)明不以此為限。
[0030]如上所述，本實(shí)施例的所述第一電極120用以將發(fā)光二極管的表面電極移至所述發(fā)光二極管的背面或側(cè)面，使得電極的設(shè)置不影響到所述發(fā)光元件的發(fā)光面。因此，所述第一電極120形成于所述基板110上，并通過附著及攀爬所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130側(cè)壁上的所述第一絕緣層140而延伸至所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的發(fā)光面之外。如圖2所示，所述第一電極120包含一形成于所述第一絕緣層140側(cè)壁上的第一分支121、一形成于所述第一絕緣層140下的第二分支122、一形成于所述第二非本征半導(dǎo)體層136邊緣的第三分支123、及一形成于所述第二非本征半導(dǎo)體層136下表面的導(dǎo)電材料層124,且所述第一分支121、第二分支122、第三分支123及所述導(dǎo)電材料層124彼此電性連接。
[0031]由此，被埋藏于發(fā)光結(jié)構(gòu)下方的表面電極(所述導(dǎo)電材料層124)可經(jīng)由所述第一電極120而引導(dǎo)至所述發(fā)光元件200的表面，以進(jìn)行后續(xù)的導(dǎo)線連接。所述導(dǎo)電材料層124的組成材料可以是透明的氧化銦錫(ITO)，使得所述導(dǎo)電材料層124可作為電流的擴(kuò)散層，其保形地(conformally)形成于具有粗糙結(jié)構(gòu)的所述第二非本征半導(dǎo)體層136下表面,可增加光提取效率，使其下方的所述基板110的所述反射層114可有效的進(jìn)行反射。在另一實(shí)施例中，所述導(dǎo)電材料層124亦可選用金屬或高反射性材質(zhì)例如銀或鋁，由此可省略所述基板110上的反射層。
[0032]此外，為了所述第一電極120本身的工藝上以及所述第一電極120后續(xù)導(dǎo)線連接上的考量，所述第一電極120的第一分支121可具有一與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130表面形成45至90度夾角的斜面,如圖2所示。
[0033]所述第二電極150連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的側(cè)面邊緣，以作為所述發(fā)光元件200的另一電極。在本實(shí)施例中，所述第一電極120電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第二非本征半導(dǎo)體層136，而所述第二電極150電性連接所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130的所述第一非本征半導(dǎo)體層132，且所述第一電極120與所述第二非本征半導(dǎo)體層136之間以及所述第二電極150與所述第一非本征半導(dǎo)體層132之間分別形成歐姆接觸。
[0034]在本實(shí)施例中，所述基板110與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130可以不同的工藝分別制備；換言之，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130并非于所述基板110上進(jìn)行半導(dǎo)體工藝而形成，而是將已制作好的所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130面對(duì)面粘貼于所述基板110。因此，所述粘膠層260可形成于所述基板110與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130之間，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130粘貼于所述基板110上。此外，所述粘膠層260的組成材料具有良好的導(dǎo)熱性及電絕緣性，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱傳遞給所述基板110。所述粘膠層260的厚度隨著貼合工藝時(shí)所述基板110與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130之間的施力大小而變化；在本實(shí)施例中，所述粘膠層260在所述第一電極120底面的下的厚度小于0.5 μ m，所述粘膠層260在所述第二非本征半導(dǎo)體層136的下的厚度介于1.3 μ m與1.6 μ m之間，且所述粘膠層260在所述第二電極150的下的厚度介于2 μ m與
3.5 μ m之間；但本發(fā)明并不以此為限。
[0035]通過如上所述所述第一電極120及所述第二電極150于所述發(fā)光元件200中的布局或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將可改善現(xiàn)有發(fā)光二極管的表面電極遮去其發(fā)光面的問題，因而所述發(fā)光元件200的發(fā)光效率高，且其輸出光型不會(huì)受到電極配置的影響。
[0036]以下說明上述實(shí)施例的制作方法，是以圖2的所述發(fā)光元件200為例，但亦適用于圖1的所述發(fā)光元件100。圖3至12繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光元件的制作流程所對(duì)應(yīng)的元件剖面圖。
[0037]首先，先準(zhǔn)備好一第一基板(未圖示)，用以承載后續(xù)工藝所將制作的發(fā)光元件。
[0038]接著如圖3所示，提供一氧化鋁(sapphire)板作為第二基板310，且所述第二基板310上形成有一發(fā)光結(jié)構(gòu)330。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330作為本實(shí)施例發(fā)光兀件的發(fā)光主體,其可包含一本征氮化鎵(U-GaN)層331、一 η型氮化鎵(n_GaN)層332、一多重量子井(MQW)結(jié)構(gòu)的主動(dòng)層333、及一 P型氮化鎵(p-GaN)層334 ;其中，所述U-GaN層331形成于所述第二基板310上，所述n-GaN層332形成于所述U-GaN層331上，所述主動(dòng)層333形成于所述n-GaN層332上，且所述ρ-GaN層334形成于所述主動(dòng)層333上。此外，所述ρ-GaN層334的表面具有粗糙結(jié)構(gòu)，以可增加發(fā)光元件的光提取效率。
[0039]接著如圖4所示,一透明的氧化銦錫(ITO)電極層320可保形地(conformally)沉積于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330上，以作為所述發(fā)光元件的表面電極，則所述電極層320的表面亦為粗糙結(jié)構(gòu)。
[0040]接著如圖5所示，對(duì)所述電極層320及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330通過干式蝕刻而進(jìn)行臺(tái)面蝕刻(mesa etching),以定義出所述發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域圖案,并外露出部分的所述n-GaN 層 332。
[0041]接著如圖6所示，形成一第一電極墊351于所述n-GaN層332的所述外露部分上及一第二電極墊352于所述電極層320的邊緣上。所述第一電極墊351與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330的所述n-GaN層332形成歐姆接觸，而所述第二電極墊352則用以電性連接所述電極層320。
[0042]接著如圖7所示，形成一電性絕緣的保護(hù)層340于上述被臺(tái)面蝕刻的所述電極層320及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330的側(cè)壁上。通過所述保護(hù)層340提供電極的另一連接路徑以及將詳述于后的元件工藝，上述作為表面電極的所述電極層320將可埋藏于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330的下方。在實(shí)際的蝕刻工藝制作上，所述保護(hù)層340可能形成于如圖7所示的梯形形狀，其上半部的橫截面積小于其下半部的橫截面積，但本發(fā)明不以此為限。
[0043]接著如圖8所示，形成一導(dǎo)電部360于所述保護(hù)層340的側(cè)壁上，并所述導(dǎo)電部360與所述第二電極墊352彼此電性連接。例如，所述導(dǎo)電部360可包含一形成于所述保護(hù)層340側(cè)壁的第一支部361、一形成于所述保護(hù)層340上的第二支部362、及一形成于所述第二電極層352的第三支部363，且所述第一支部361、第二支部362、第三支部363及所述第二電極墊352彼此電性連接。此外，為了所述導(dǎo)電部360本身的工藝上以及所述導(dǎo)電部360后續(xù)導(dǎo)線連接上的考量，所述導(dǎo)電部360的第一支部361可具有一與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130表面形成45至90度夾角的斜面，如圖8所示。
[0044]接著如圖9所示，將具有所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330的所述第二基板310翻覆，并通過一粘著劑370而與所述第一基板380面對(duì)面粘貼在一起。所述第一基板380包含一硅基板381，一反射層382、及一絕緣層383。其中，所述硅基板381亦可以氧化鋁板或金屬基板來取代；所述反射層382可具有全方位反射鏡的功能且設(shè)置于所述硅基板381上，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330發(fā)出的下射光朝向所述發(fā)光元件的正面反射，由此可增加所述發(fā)光元件的發(fā)光效率；所述絕緣層383可設(shè)置于所述反射層382上，例如，二氧化硅，用以使所述第一基板380與所述電極層320及所述導(dǎo)電部360之間形成電性隔離。此外，可調(diào)整所述絕緣層83的厚度，以提高所述反射層382的反射效果。此外，所述粘膠層370用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330粘貼于所述第一基板380上，其組成材料具有良好的導(dǎo)熱性及電絕緣性，用以將所述發(fā)光結(jié)構(gòu)130產(chǎn)生的熱傳遞給所述第一基板380。所述粘膠層370的厚度隨著貼合工藝時(shí)所述第一基板380與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330之間的施力大小而變化。
[0045]接著如圖10所示,通過例如激光剝離(laser lift-off)技術(shù),可移除所述第二基板310。此時(shí)，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330的所述U-GaN層334變成本實(shí)施例發(fā)光元件的發(fā)光面。
[0046]接著如圖11所示，對(duì)所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330的表面施以粗糙化處理，使得所述U-GaN層334的表面形成粗糙結(jié)構(gòu)。
[0047]接著如圖12所示，對(duì)所述發(fā)光結(jié)構(gòu)330進(jìn)行圖案化處理，以外露出所述第一電極墊351及所述導(dǎo)電部360，使所述第一電極墊351及所述第二電極墊352得以進(jìn)行后續(xù)的導(dǎo)線連接。此外，為了便于上述所述第一電極墊351及所述第二電極墊352的導(dǎo)線焊接，另一實(shí)施例可進(jìn)一步墊高所述第一電極墊350及所述導(dǎo)電部360。
[0048]通過如上所述的發(fā)光元件制作方法，所述發(fā)光元件的電極及其接線布局或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將可改善現(xiàn)有發(fā)光二極管的表面電極遮去其發(fā)光面的問題，因而所述發(fā)光元件的發(fā)光效率高，且其輸出光型不會(huì)受到電極配置的影響。
[0049]以上所述者，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，當(dāng)不能以的限制本發(fā)明的范圍。即大凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化及修飾，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍，故都應(yīng)視為本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施狀況。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光元件，其特征在于，其包括: 一基板； 一第一電極，位于所述基板上； 一發(fā)光結(jié)構(gòu)，位于所述第一電極上，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一非本征半導(dǎo)體層、一第二非本征半導(dǎo)體層及一介于所述第一非本征半導(dǎo)體層與所述第二非本征半導(dǎo)體層之間的主動(dòng)層； 一第一絕緣層，位于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁；以及 一第二電極，連接所述第一非本征半導(dǎo)體層； 其中，所述第一電極包含一位于所述第一絕緣層側(cè)壁上的第一分支。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述第一電極進(jìn)一步包括: 一第二分支，位于所述第一絕緣層下:以及 一第三分支，位于所述第二非本征半導(dǎo)體層的邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述第一電極進(jìn)一步包括: 一導(dǎo)電材料層，位于所述第二非本征半導(dǎo)體層下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述第一電極的第一分支具有一斜面，所述斜面與所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面形成45至90度的夾角。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光`元件，其特征在于，進(jìn)一步包括: 一粘膠層，位于所述基板與所述第二非本征半導(dǎo)體層之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述粘膠層在所述第二分支的下的厚度小于0.5 μ m，所述粘膠層在所述第二非本征半導(dǎo)體層的下的厚度介于1.3 μ m與1.6 μ m之間，且所述粘膠層在所述第二電極的下的厚度介于2 μ m與3.5 μ m之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述基板進(jìn)一步包含: 一反射層，位于所述基板上 '及 一第二絕緣層，位于所述反射層上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1項(xiàng)所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述第二非本征半導(dǎo)體層具有粗糙的表面結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述第一非本征半導(dǎo)體層包含一η型氮化鎵，所述第二非本征半導(dǎo)體層包含一 P型氮化鎵。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包含: 一本征半導(dǎo)體層，形成于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的最上層，且所述本征半導(dǎo)體層具有粗糙的表面結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述主動(dòng)層具有多重量子井的結(jié)構(gòu)。
12.—種制作發(fā)光元件的方法，其特征在于，包括下列步驟: (A)提供一第一基板； (B)提供一發(fā)光結(jié)構(gòu)，其形成于一第二基板上，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)包含一第一非本征半導(dǎo)體層、一主動(dòng)層、及一第二非本征半導(dǎo)體層； (C)形成一電極層于所述發(fā)光結(jié)構(gòu)上； (D)對(duì)所述電極層及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行蝕刻，定義出所述發(fā)光元件的發(fā)光區(qū)域圖案，并外露出部分的所述第一非本征半導(dǎo)體層； (E)形成一第一電極墊于所述第一非本征半導(dǎo)體層的所述外露部分上及一第二電極墊于所述電極層的邊緣； (F)形成一保護(hù)層于上述被蝕刻的所述電極層及所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)壁； (G)形成一導(dǎo)電部于所述保護(hù)層的側(cè)壁上，并連接所述導(dǎo)電部與所述第二電極墊； (H)通過一粘著劑將具有所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的所述第二基板與所述第一基板面對(duì)面粘貼在一起; (I)移除所述第二基板；以及 (J)對(duì)所述發(fā)光結(jié)構(gòu)進(jìn)行圖案化處理，以外露出所述第一電極墊及所述導(dǎo)電部。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制作發(fā)光元件的方法，其特征在于，在步驟(J)的前更包括下列步驟: (JO)對(duì)所述發(fā)光結(jié)構(gòu)的表面施以粗糙化處理。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的制作發(fā)光元件的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括下列步驟: (K)墊高所述第一電極墊及 所述導(dǎo)電部。
【文檔編號(hào)】H01L33/38GK103489980SQ201210191933
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月12日
【發(fā)明者】洪瑞華, 郭育瑋 申請人:群康科技(深圳)有限公司, 奇美電子股份有限公司