專利名稱：具有電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的立式發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例一般是關(guān)于半導(dǎo)體處理，具體而言，本發(fā)明的實施例是關(guān)于發(fā)光 二極管(LED)結(jié)構(gòu)的形成。
背景技術(shù)：
在制造發(fā)光二極管(light-emitting diode，LED)時，可能形成"LED堆迭"的外延 結(jié)構(gòu)，例如，"LED堆迭"包括P摻雜GaN層及N摻雜GaN層。圖1是一示意圖，說明現(xiàn)有的LED 元件102的一例，其具有N摻雜層106和P摻雜層IIO，此兩層被多量子井(multi-quantum well, MQW)層108隔開。 一般來說，元件102沉積在合適材料的載體/成長支撐基板(未 顯示)上，例如c-平面(c-plane)碳化硅或c_平面藍寶石，且通過接合層204與導(dǎo)熱導(dǎo)電 基板101接合。反射層202可加強亮度。各別地經(jīng)由N電極117和傳導(dǎo)基板101，可以在N 摻雜層106和P摻雜層110之間施加電壓。 在某些例子中，希望能控制通過N電極117而到基板101的電流量，例如，以用來 限制功率損耗及/或防止元件102的損壞。因此在P摻雜層110之下、反射層202之中 形成電絕緣層206，以增加N電極117下的接觸電阻并且限制電流。絕緣層206可類似于 "Photonics Spectra, December 1991， pp. 64-66 by H. K即lan"中所描述的電流限制層。 在標題為"Wafer Bonding of LightEmitting Diode Layers"的美國專利第5， 376， 580號 中，Kish等人揭示了刻蝕圖案化半導(dǎo)體晶片以形成一凹部，并且使該晶片與單獨的LED結(jié) 構(gòu)接合，使得凹部在該結(jié)合結(jié)構(gòu)中形成一空洞。當通過施加電壓使該結(jié)合結(jié)構(gòu)為正向偏壓 時，電流將在LED結(jié)構(gòu)中流動，但因為空氣是電絕緣體，所以沒有電流將流過該空洞或流到 直接在該空洞之下的區(qū)域。因此，該空氣空洞當作另一種型式的電流限制結(jié)構(gòu)。
可惜的是，這些電流引導(dǎo)的方法有一些缺點。例如，電絕緣層206、空氣空洞、以及 其它的現(xiàn)有電流限制結(jié)構(gòu)可能限制了導(dǎo)熱性，因此可能增加操作中的溫度，并減損了元件 可靠度及/或壽命。 此外，現(xiàn)有的LED元件，例如圖1中的元件102，容易被靜電放電(ESD)及其它高電 壓暫態(tài)所破壞。ESD尖峰可能發(fā)生，例如，于元件的處理期間，不論是在LED元件本身的制造 時、在運送時、或是在置放于印刷電路板或其它合適的電連接用固定表面之上時。過電壓暫 態(tài)可能發(fā)生于LED元件的用電操作過程中。這樣的高電壓暫態(tài)可能破壞元件的半導(dǎo)體層， 甚至可能導(dǎo)致元件故障，因此減少LED元件的壽命及可靠度。
因此，需要一種用來引導(dǎo)電流通過LED元件的改良方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實施例提出用來引導(dǎo)半導(dǎo)體元件(例如發(fā)光二極管，LED)中的電流的方 法和元件。 本發(fā)明的一實施例提出一種LED。該LED通常包括一金屬基板；一配置在該金屬基 板上的發(fā)光用LED堆迭，其中該LED堆迭包括一 P型半導(dǎo)體層和一 N型半導(dǎo)體層；一配置在該N型半導(dǎo)體層上的N電極；以及一導(dǎo)電材料，接設(shè)于該金屬基板和該N型半導(dǎo)體層之間，并與該N型半導(dǎo)體層形成一非歐姆接觸。 本發(fā)明的另一實施例提出一種LED。該LED通常包括一金屬基板；一配置在該金屬基板上的發(fā)光用LED堆迭，其中該LED堆迭包括一 P型半導(dǎo)體層和一 N型半導(dǎo)體層；一配置在該N型半導(dǎo)體層上的N電極；一配置在該N型半導(dǎo)體上的保護元件；以及一導(dǎo)電材料，接設(shè)于該金屬基板和該保護元件之間。 本發(fā)明的再一實施例提出一種LED。該LED通常包括一金屬基板；一配置在該金屬基板上并且具有第一和第二接觸的P電極，其中該第一接觸的電阻高于該第二接觸的電阻；一配置在該P電極上的發(fā)光用LED堆迭，其中該LED堆迭包括一 P型半導(dǎo)體層，該P型半導(dǎo)體層連接到該P電極和一 N型半導(dǎo)體層；以及一配置在該N型半導(dǎo)體層上的N電極。


圖l是一示意圖，說明現(xiàn)有的具有電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的例示性發(fā)光二極管(LED)元件。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有電流弓I導(dǎo)結(jié)構(gòu)的例示性LED元件。
圖3是一示意圖，說明圖2中的LED元件的等效電路。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有第二電流路徑的例示性LED元件。
圖5是一示意圖，說明圖4中的LED元件的等效電路。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)和第二電流路徑的例示性LED元件。 圖7是一示意圖，說明圖6中的LED元件的等效電路。 圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有第二電流路徑的例示性LED元件，該第二電流路徑具有保護元件。 圖9是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)和第二電流路徑的例示性LED元件，該第二電流路徑具有保護元件。 圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有第二電流路徑、且為芯片型式的例示性LED元件。 圖11是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有第二電流路徑、且為封裝型式的例示性LED元件。 圖12是一示意圖，說明例示性電流對電壓(I-V)曲線圖，該曲線圖是比較具有/不具有第二電流路徑的LED元件。 圖13是一例示性圖表，說明具有/不具有第二電流路徑的LED元件的存活率與
ESD電壓間的對應(yīng)關(guān)系。 主要元件符號說明 101基板 102LED元件 104LED堆迭 106N摻雜層 108多量子井層 110P摻雜層
117N電極119上表面201基板202反射層204接合層206電絕緣層207P電極208阻隔金屬層211高接觸電阻區(qū)213低接觸電阻區(qū)220保護層300等效電路302、304電阻器306 二極管400LED元件402第二電流路徑404電絕緣層411第二導(dǎo)電材料412非歐姆接觸500等效電路502電阻器504理想LED506暫態(tài)電壓抑制二極管700等效電路810保護元件1002焊接層1102封裝陽極引線1104U108焊接線1106陰極封裝引線1200曲線圖1202、 1204電流對電壓曲線1300圖表1302具有第二電流路徑的LED元件1304、 1306、 1308、 1310、 1312不具有第二電流路徑的LED元件
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例通常提出用來控制通過半導(dǎo)體元件(例如LED)的電流流動的方法。該控制可能通過電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)、第二電流路徑、或此兩者的結(jié)合。 下文中，例如"在 之上"、"在 之下"、"鄰接于 "、"在 底下"等的相對
7用詞，僅是為了方便說明，通常并不需要特定的方向。
電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的范例 圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有電流弓I導(dǎo)結(jié)構(gòu)的例示性LED元件。該元件包括一已知為LED堆迭的元件結(jié)構(gòu)，而LED堆迭包括任何合適的發(fā)光用半導(dǎo)體材料，例如AlInGaN。 LED堆迭包括異質(zhì)接面，而異質(zhì)接面由P型半導(dǎo)體層110、發(fā)光用活性層108、及N型半導(dǎo)體層106組成。LED堆迭具有上表面119，而上表面119是經(jīng)粗糙化的，如圖2所示。LED元件包括形成于上表面119之上的N電極117，以及位于P型半導(dǎo)體層110上的P電極(反射層202和阻隔金屬層208可以起P電極的作用)，其中N電極117電連接到N型半導(dǎo)體層106。 反射層202配置為鄰接到P型層IIO，且插設(shè)有阻隔金屬層208，以分別形成低接觸電阻區(qū)213和高接觸電阻區(qū)211。對于某些實施例，低接觸電阻區(qū)213的體積大于高接觸電阻區(qū)211。可導(dǎo)電、但電阻比低接觸電阻區(qū)213高的高接觸電阻區(qū)211，可利用如下所述的金屬材料形成。利用具有不同接觸電阻的區(qū)域，并且小心地加以控制，可用來引導(dǎo)電流，以從期望區(qū)域中的活性層發(fā)光，例如，發(fā)光主要來自于不在N電極117 (用來增加發(fā)光)下的區(qū)域的活性層。 根據(jù)這種方式，與具有常見的電流限制或其它電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有LED元件(如圖1中具有電絕緣層206的LED元件)相比，圖2中具有完全導(dǎo)電的電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的LED元件有較大的導(dǎo)熱性。因此，和現(xiàn)有的LED元件相比，圖2及本發(fā)明的其它實施例的具有導(dǎo)電電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的LED元件，可享有降低的操作溫度與增加的元件可靠度及/或壽命。
圖3是一示意圖，說明圖2中的LED元件的等效電路300。如圖所示，等效電路300包括平行的電阻器RL 302和Rh 304，電阻器RL 302和RH 304模擬圖2的高/低接觸電阻區(qū)211/213的等效電阻。雖然只顯示一個電阻器當作低接觸電阻區(qū)，電阻器R^ 302可能代表一個以上的平行低接觸電阻區(qū)的集總等效物，例如圖2中所示的兩個區(qū)域213。類似地，電阻器Rh 304可能代表一個以上的平行高接觸電阻區(qū)211的集總等效物。對于某些實施例，等效高接觸電阻可能至少是兩倍的等效低接觸電阻。如圖所示，平行的電阻器R^ 302和&304與二極管306串聯(lián)，該二極管306代表無串聯(lián)電阻的理想LED。 —層以上的金屬或金屬合金基板201配置為鄰接到P電極(由圖2中的反射層202和阻隔金屬層208所組成)。傳導(dǎo)基板201可能是單一層或多重層，該單一層或多重層包括金屬或金屬合金，例如Cu、Ni、Ag、Au、Al、Cu-Co、Ni-Co、Cu-W、Cu-Mo、Ge、Ni/Cu、及Ni/Cu-Mo。傳導(dǎo)基板201的厚度范圍系從大約10 ii m到400 y m。可利用任何合適的薄膜沉積法進行傳導(dǎo)基板201的沉積，例如電化學沉積法(ECD)、無電化學沉積法(Eless CD)、化學氣相沉積法(CVD)、有機金屬化學氣相沉積法(MOCVD)、及物理氣相沉積法(PVD)。對于某些實施例，可使用無電化學沉積法沉積晶種金屬層，然后使用電鍍法在晶種金屬層上沉積傳導(dǎo)基板的一層以上的額外金屬層。 反射層202可能包括單一層或多重層，該單一層或多重層包括任何合適的材料，該材料用來反射光、并且和用來產(chǎn)生高接觸電阻區(qū)211的材料相比具有相當?shù)偷碾娮琛＠?，反射?02可能包括例如Ag、Au、Al、Ag-Al、Ag、Au、Al、Ag-Al、Mg/Ag、Mg/Ag/Ni、Mg/Ag/Ni/Au、 AgNi 、 Ni/Ag/Ni/Au、 Ag/Ni/Au、 Ag/Ti/Ni/Au、 Ti/Al、 Ni/Al、 AuBe、 AuGe、 AuPd、 AuPt、AuZn、或使用包含Ag、 Au、 Al、 Ni、 Cr、 Mg、 Pt、 Pd、 Rh、或Cu的合金。
對于某些實施例，低接觸電阻區(qū)213包含全向反射(omni-directionalreflective， 0DR)系統(tǒng)。ODR包括透明傳導(dǎo)層及反射層，該透明傳導(dǎo)層由例如銦錫氧化物(ITO)或銦鋅氧化物(IZO)等材料所組成。ODR可能插設(shè)有電流限制結(jié)構(gòu)或其它用來引導(dǎo)電流的合適結(jié)構(gòu)。例示性的ODR系統(tǒng)已揭示于共同擁有的美國專利申請案第11/682， 780號，其申請日為2007年3月6日、且標題為"Vetrical Light-EmittingDiode Structure with Omni-DirectionalReflector，，，其全文合并于此作為參考文獻。
N電極117(也稱為接觸焊墊或N焊墊)可能是單一金屬層或多重金屬層，該單一金屬層或多重金屬層由任何適合用來導(dǎo)電的材料所組成，例如Cr/Au、Cr/Al、Cr/Al、Cr/Pt/Au、 Cr/Ni/Au、 Cr/Al/Pt/Au、 Cr/Al/Ni/Au、 Ti/Al、 Ti/Au、 Ti/Al/Pt/Au、 Ti/Al/Ni/Au、 Al、Al/Pt/Au、 Al/Pt/Al、 Al/Ni/Au、 Al/Ni/Al 、 A1/W/A1、 Al/W/Au、 Al/TaN/Al 、 Al/TaN/Au、 Al/Mo/Au。 N電極117的厚度約0. 1 ii m到50 y m。 N電極117可利用沉積、濺鍍、蒸鍍、電鍍、無電電鍍、涂布、及/或印刷等方法形成于LED堆迭的上表面119之上。 阻隔金屬層208可能是單一層或多重層，該單一層或多重層包括任何適合用來形成高接觸電阻區(qū)211的材料。例如，阻隔金屬層208可能包括例如Ag、 Au、 Al、 Mo、 Ti、 Hf 、Ge、Mg、Zn、Ni、Pt、Ta、W、W-Si、W/Au、Ni/Cu、Ta/Au、Ni/Au、Pt/Au、Ti/Au、Cr/Au、Ti/Al、Ni/Al 、 Cr/Al 、 AuGe 、 AuZn 、 T i /Ni /Au 、 W-S i /Au 、 Cr/W/Au 、 Cr/Ni /Au 、 Cr/W-S i /Au 、 Cr/Pt/Au 、 T i /Pt/Au、 Ta/Pt/Au、 IT0、以及IZ0等的材料。 如圖2所示，保護層220形成于鄰接到LED元件的側(cè)表面。保護層220可作為護層(passivation layer)，以保護LED元件(特別是異質(zhì)接面)使其不受周遭環(huán)境的電和化學狀況所影響。 例如，通過任何合適的處理(如電化學沈積法或無電化學沉積法)沉積做為反射層202的一或多層，可形成高/低接觸電阻區(qū)。再通過任何合適的處理(如濕刻蝕或干刻蝕)，將反射層202中被指定為高接觸電阻區(qū)211的區(qū)域加以去除。在去除指定區(qū)域之后，在反射層202內(nèi)的空白空間中形成阻隔金屬層208。對于如圖2所示的某些實施例，構(gòu)成高接觸電阻區(qū)211的阻隔金屬層208可填入反射層202內(nèi)的空白空間、并且覆蓋反射層的表面。 對于某些實施例，當與具有平滑上表面的LED堆迭相比，為了增加光提取，可以將LED堆迭的上表面119加以圖案化或粗糙化。上表面119的圖案化或粗糙化可利用任何合適的技術(shù)(例如濕或干刻蝕)。 對于某些實施例，本文中所描述的電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可與圖6和圖9中所示的第二電流路徑相結(jié)合。在與圖4有關(guān)的下文中，將會更詳細地對第二電流路徑加以敘述。
第二電流路徑的范例 圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有第二電流路徑402的例示性LED元件400。如圖所示，LED元件400包括導(dǎo)熱導(dǎo)電基板201、配置于傳導(dǎo)基板201上的P電極207、配置于P電極207上的LED堆迭104、以及配置于LED堆迭104上的N電極117。 LED堆迭104包括異質(zhì)接面，該異質(zhì)接面包括P型半導(dǎo)體層110、發(fā)光用活性層108、及N型半導(dǎo)體層106。第二導(dǎo)電材料411連接到傳導(dǎo)基板201和N型半導(dǎo)體層106，并與N型半導(dǎo)體層106形成非歐姆接觸412，以在傳導(dǎo)基板201和N型半導(dǎo)體層106之間提供第二電流路徑402。第二導(dǎo)電材料411的形成可通過任何合適的處理，例如電子束沉積法、濺鍍法、及/或印刷法。 如圖所示，電絕緣層404將第二導(dǎo)電材料411和至少一部份的LED堆迭104分隔 開來。絕緣層404包括任何合適的電絕緣材料，例如Si02、Si3N4、Ti02、Al203、Hf02、Ta205J^ 轉(zhuǎn)涂布玻璃(spin-on-glass， S0G) 、Mg0、高分子、聚酰亞胺、光敏電阻、聚對二甲苯基、SU-8、 及熱塑性塑膠。對于某些實施例，保護層220可當作絕緣層404。 如上所述，傳導(dǎo)基板201可能是單一層或多重層，該單一層或多重層包括金屬或 金屬合金，例如Cu、 Ni、 Ag、 Au、 Al、 Cu-Co、 Ni-Co、 Cu-W、 Cu-Mo、 Ge、 Ni/Cu、及Ni/Cu-Mo。傳 導(dǎo)基板201的厚度大約10 ii m到400 ii m。 圖5是一示意圖，說明圖4中的LED元件的等效電路500。如圖所示，等效電路500 包括兩個平行的電流路徑。第一電流路徑包括等效電阻器&502，等效電阻器I^ 502與理想 LED 504串聯(lián)，以形成從傳導(dǎo)基板201到N電極117的順向電流路徑。第二電流路徑402表 示為雙向暫態(tài)電壓抑制(transient voltage suppression, TVS) 二極管506。 TVS 二極管 506的操作類似于兩個相對串聯(lián)的齊納二極管，并可用來保護電阻器502和理想LED 504以 避免高電壓暫態(tài)。相較于其它常見的過電壓保護元件(例如變阻器、或氣體放電管)，TVS 二極管506對過電壓的反應(yīng)較快速，使得TVS 二極管506可用于防護非?？焖偾翌l繁的有 害電壓暫態(tài)，例如靜電放電(ESD)。圖4中的第二導(dǎo)電材料411可形成圖5中的TVS二極管 506。當感應(yīng)電壓超過齊納崩潰電壓，第二導(dǎo)電材料411可以將任一方向的過量電流加以分 流。 圖6是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明另一個具有第二電流路徑402的例示 性LED元件。如圖所示，具有第二電流路徑402的LED元件也包括由各別的高/低接觸電阻 區(qū)211/213所組成的電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。例如，如同前文中有關(guān)圖2的描述，通過在反射層202 中插設(shè)阻隔金屬層208，可形成這些不同的接觸區(qū)。 圖7是一示意圖，說明圖6中的LED元件的等效電路700。如圖所示，圖5的單一 等效電阻器& 502被RH 304和& 302的平行組合所取代，RH 304和& 302代表圖6中鄰 接的高/低接觸電阻區(qū)211/213。電路700的其余部份和圖5的電路500相同。也就是說， 圖6的LED元件具有電流引導(dǎo)和暫態(tài)抑制的優(yōu)點。 圖8是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明另一個具有第二電流路徑402的例示 性LED元件。在此實施例中，在第二電流路徑402中形成保護元件810。如圖所示，保護元 件810形成于N型半導(dǎo)體層106之上，用來增加暫態(tài)電壓保護或電流能力，因此增加LED 元件的可靠度及/或壽命。保護元件810包括任何合適的材料，例如ZnO、 ZnS、 Ti02、 NiO、 SrTi03、 Si02、 0203、以及聚甲基丙烯酸甲脂(PMMA)。保護元件810的厚度范圍從大約lnm 至lj 10 ii m。 如圖9所示，具有第二電流路徑402和保護元件810的LED元件(如圖8所示)， 也可以包括由各別的高/低接觸電阻區(qū)211/213所組成的電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。例如，如同前文 中有關(guān)圖2的描述，通過在反射層202中插設(shè)阻隔金屬層208，可形成這些不同的接觸區(qū)。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示意圖，說明具有第二電流路徑、且為芯片型式的 例示性LED元件。如圖所示，電連接用的焊接金屬層1002沉積在第二電流路徑中的保護 元件810之上。焊接層1002包括任何適合用做電連接的材料，例如Al、 Au、 Ti/Au、 Ti/Al、 Ti/Pt/Au、Cr/Au、Cr/Al、Ni/Au、Ni/Al、或Cr/Ni/Au。焊接層1002的厚度范圍從0. 5 ii m到lOym。對于某些實施例，可以擴大N電極117以允許焊接到封裝，如同下文中關(guān)于圖11的 說明。 圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的示意圖，說明圖10的LED元件的封裝型式。如圖 所示，傳導(dǎo)基板201接合于共用封裝陽極引線1102。通過連接到焊接金屬1002的焊接線 1104，焊接層1002連接到陽極引線1102，因此形成第二電流路徑。通過另一條焊接線1108， N電極117連接到陰極封裝引線1106。 圖12是一曲線圖1200，分別描繪具有/不具有第二電流路徑的LED元件的例示性 電流對電壓曲線1204、 1202。如電流對電壓曲線1204所示，在沒有過量電流的情況下，第二 電流路徑使得LED元件能夠承受較高的電壓，因而可以防止損壞及/或延長元件壽命。
圖13是一例示性圖表1300，說明具有/不具有第二電流路徑的LED元件的存活率 與ESD電壓間的對應(yīng)關(guān)系。不具有第二電流路徑的LED元件1304、 1306、 1308、 1310、 1312在 不同的ESD電壓、以不同的存活率通過測試。反之，具有第二電流路徑的LED元件1302甚 至在大于2000伏特的較大ESD電壓、以等于或接近于100%的比例通過測試。
雖然本文中所述的電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)在應(yīng)用于立式發(fā)光二極管(VLED)元件時具有優(yōu) 點，熟悉此項技術(shù)領(lǐng)域者應(yīng)當了解，通常，這樣的優(yōu)點適用于大部份的半導(dǎo)體元件。因此，對 于具有PN接面的任何類型的半導(dǎo)體元件，使用本文中所述的結(jié)構(gòu)將有助于形成低電阻接 觸及/或暫態(tài)抑制物。 雖然前文是針對本發(fā)明的實施例，但在不偏離本發(fā)明的基本范圍下可設(shè)計出其它 及另外的實施例，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求所界定。
1權(quán)利要求
一種發(fā)光二極管LED，包括一金屬基板；一發(fā)光用LED堆迭，配置在該金屬基板上，其中該LED堆迭包括一P型半導(dǎo)體層及一N型半導(dǎo)體層；一N電極，配置在該N型半導(dǎo)體層上；及一導(dǎo)電材料，接設(shè)于該金屬基板和該N型半導(dǎo)體層之間，并且與該N型半導(dǎo)體層形成一非歐姆接觸。
2. 如權(quán)利要求1所述的LED，其中該金屬基板包括多重金屬層。
3. 如權(quán)利要求1所述的LED，其中該金屬基板包括Cu、 Ni、 Ag、 Au、 Al、 Cu-Co、 Ni-Co、Cu-W、 Cu-Mo、 Ge、 Ni/Cu、 Ni/Cu-Mo、或其合金其中至少一者。
4. 如權(quán)利要求1所述的LED，其中該金屬基板的厚度范圍是從10 ii m到400 y m。
5. 如權(quán)利要求1所述的LED,更包括一 P電極，該P電極插設(shè)于該金屬基板和該LED堆迭之間，其中該P電極包括第一和第二接觸，該第一接觸的電阻高于該第二接觸。
6. 如權(quán)利要求5所述的LED，其中該第二接觸包括Ag、 Au、 Al、 Ag-Al、 Mg/Ag、 Mg/Ag/Ni 、 Mg/Ag/Ni/Au、 AgNi 、 Ni/Ag/Ni/Au、 Ag/Ni/Au、 Ag/Ti/Ni/Au、 Ti/Al 、 Ni/Al 、 AuBe、 AuGe、AuPd、 AuPt、 AuZn、銦錫氧化物、銦鋅氧化物、或合金其中至少一者，其中該合金包含Ag、 Au、Al、Ni、Mg、Cr、Pt、Pd、Rh、或Cu其中至少一者。
7. 如權(quán)利要求5所述的LED，其中該第二接觸包括一反射層。
8. 如權(quán)利要求5所述的LED，其中該第一接觸包括一阻隔金屬層。
9. 如權(quán)利要求5所述的LED，其中該第一接觸包括多重金屬層。
10. 如權(quán)利要求5所述的LED，其中該第一接觸包括Pt、 Ta、 W、 W-Si、 Ni、 Cr/Ni/Au、 W/Au、 Ta/Au、 Ni/Au、 Ti/Ni/Au、 W-Si/Au、 Cr/W/Au、 Cr/W-Si/Au、 Pt/Au、 Cr/Pt/Au、或Ta/Pt/Au其中至少一者。
11. 如權(quán)利要求5所述的LED，其中該P電極包括一全向反射系統(tǒng)。
12. 如權(quán)利要求1所述的LED，其中該導(dǎo)電材料包括多重金屬層。
13. 如權(quán)利要求1所述的LED，其中該導(dǎo)電材料包括Ni、Ag、Au、Al、Mo、Pt、W、W-Si、Ta、Ti、 Hf 、 Ge、 Mg、 Zn、 W/Au、 Ta/Au、 Pt/Au、 Ti/Au、 Ti/Al、 Ti/Pt/Au、 Ti/Ni/Au、 Ta/Pt/Au、 W-Si/Au、 Cr/Au、 Cr/Al、 Ni/Au、 Ni/Al、 Ni/Cu、 Cr/Ni/Au、 Cr/W/Au、 Cr/W-Si/Au、 Cr/Pt/Au、 AuGe、AuZn、 ITO、或IZO其中至少一者。
14. 如權(quán)利要求1所述的LED，其中該N型半導(dǎo)體層的表面是經(jīng)圖案化或粗糙化的，以用來增加來自該LED的光提取。
15. 如權(quán)利要求1所述的LED，更包括一電絕緣材料，介于該LED堆迭和該導(dǎo)電材料之間。
16. 如權(quán)利要求15所述的LED，其中該絕緣材料包括Si02、 Si3N4、 Ti02、 A1203、 Hf02、T^05、旋轉(zhuǎn)涂布玻璃、MgO、高分子、聚酰亞胺、光敏電阻、聚對二甲苯基、SU-8、及熱塑性塑膠其中至少一者。
17. —種發(fā)光二極管LED，包括一金屬基板；一發(fā)光用LED堆迭，配置在該金屬基板上，其中該LED堆迭包括一 P型半導(dǎo)體層及一 N型半導(dǎo)體層；一 N電極，配置在該N型半導(dǎo)體層上；一保護元件，配置在該N型半導(dǎo)體層上；及一導(dǎo)電材料，接設(shè)于該金屬基板和該保護元件之間。
18. 如權(quán)利要求17所述的LED，其中該保護元件包括ZnO、ZnS、Ti02、NiO、SrTi03、Si02、0203、或聚甲基丙烯酸甲脂其中至少一者。
19. 如權(quán)利要求17所述的LED，其中該保護元件的厚度范圍是從lnm到10 y m。
20. 如權(quán)利要求17所述的LED,更包括一 P電極，該P電極插設(shè)于該金屬基板和該LED堆迭之間，其中該P電極包括第一和第二接觸，該第一接觸的電阻高于該第二接觸的電阻。
21. 如權(quán)利要求20所述的LED，其中該P電極包括一全向反射系統(tǒng)。
22. 如權(quán)利要求17所述的LED，其中該導(dǎo)電材料包括多重金屬層。
23. 如權(quán)利要求17所述的LED，其中該導(dǎo)電材料包括Ni、 Ag、 Au、 Al、 Mo、 Pt、 W、 W_Si、Ta、 Ti、 Hf 、 Ge、 Mg、 Zn、 W/Au、 Ta/Au、 Pt/Au、 Ti/Au、 Ti/Al 、 Ti/Pt/Au、 Ti/Ni/Au、 Ta/Pt/Au、W-Si/Au、 Cr/Au、 Cr/Al 、 Ni/Au、 Ni/Al 、 Cr/Ni/Au、 Cr/W/Au、 Cr/W_Si/Au、 Cr/Pt/Au、 AuGe、AuZn、 IT0、或IZO其中至少一者。
24. 如權(quán)利要求17所述的LED,更包括一電絕緣材料，介于該LED堆迭和該導(dǎo)電材料之間。
25. 如權(quán)利要求24所述的LED,其中該絕緣材料包括Si02、 Si3N4、 Ti02、 A1203、 Hf02、T^05、旋轉(zhuǎn)涂布玻璃、MgO、高分子、聚酰亞胺、光敏電阻、聚對二甲苯基、SU-8、及熱塑性塑膠其中至少一者。
26. 如權(quán)利要求17所述的LED，更包括一焊接層，插設(shè)于該導(dǎo)電材料和該保護元件之間。
27. 如權(quán)利要求26所述的LED，其中該導(dǎo)電材料為一線，接設(shè)于該金屬基板和該焊接層之間。
28. 如權(quán)利要求26所述的LED，其中該焊接層包括多重金屬層。
29. 如權(quán)利要求26所述的LED，其中該焊接層包括Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Au、Cr/Au、Cr/Al、 Al、 Au、 Ni/Au、 Ni/Al、或Cr/Ni/Au其中至少一者。
30. 如權(quán)利要求26所述的LED，其中該焊接層的厚度范圍是從0.5到10 y m。
31. 如權(quán)利要求17所述的LED，其中該N型半導(dǎo)體層的表面是經(jīng)圖案化或粗糙化的，以用來增加來自該LED的光提取。
32. —種發(fā)光二極管LED，包括一金屬基板；一 P電極，配置在該金屬基板上，且具有第一和第二接觸，其中該第一接觸的電阻高于第二接觸；一發(fā)光用LED堆迭，配置在該P電極上，其中該LED堆迭包括一連接到該P電極的P型半導(dǎo)體層及一 N型半導(dǎo)體層；及一 N電極，配置在該N型半導(dǎo)體層上。
33. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第一接觸包括一阻隔金屬層。
34. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第一接觸包括多重金屬層。
35. 如權(quán)利要求32所述的LED,其中該第一接觸包括Pt、 Ta、 W、 W_Si、 Ni、 Cr/Ni/Au、 W/Au、 Ta/Au、 Ni/Au、 Ti/Ni/Au、W-Si/Au、 Cr/W/Au、 Cr/W-Si/Au、 Pt/Au、 Cr/Pt/Au、或Ta/Pt/Au其中至少一者。
36. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第二接觸包括一反射層。
37. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第二接觸包括Ag、Au、Al、Ag-Al、Mg/Ag、Mg/Ag/Ni、 Mg/Ag/Ni/Au、 AgNi、 Ni/Ag/Ni/Au、 Ag/Ni/Au、 Ag/Ti/Ni/Au、 Ti/Al 、 Ni/Al 、 AuBe、 AuGe、AuPd、 AuPt、 AuZn、 IT0、 IZ0、或合金其中至少一者，其中該合金包括Ag、 Au、 Al、 Ni、Mg、 Cr、Pt、 Pd、 Rh、或Cu其中至少一者。
38. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該P電極包括一全向反射ODR系統(tǒng)。
39. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第二接觸的區(qū)域大于該第一接觸電阻的區(qū)域。
40. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第一接觸配置在該第二接觸的一空白空間內(nèi)。
41. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該第一接觸的電阻是該第二接觸的電阻的至少兩倍。
42. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該金屬基板的厚度范圍是從10到400 y m。
43. 如權(quán)利要求32所述的LED，其中該LED是一立式發(fā)光二極管。
全文摘要
本發(fā)明提出在半導(dǎo)體元件(例如發(fā)光二極管，LED)中的電流流動的控制方法。對于某些實施例，具有電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)包括鄰接的高接觸區(qū)域和低接觸區(qū)域。對于某些實施例，除了在N接觸焊墊和金屬合金基板之間的電流路徑之外，還具有第二電流路徑。對于某些實施例，具有電流引導(dǎo)結(jié)構(gòu)和第二電流路徑兩者。
文檔編號H01L33/44GK101711432SQ200880020031
公開日2010年5月19日 申請日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月12日
發(fā)明者劉文煌, 張源孝, 朱俊宜, 朱振甫, 樊峰旭, 鄭兆禎, 鄭好鈞 申請人:旭明光電股份有限公司