專利名稱：垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件及其制作方法，且特別涉及一種垂直式發(fā)光二極管(VLED, vertical light-emitting diode)結(jié)構(gòu)及其制作方法。
背景技術(shù)：
近年來，由于發(fā)光二極管的發(fā)光效率不斷提升，使得發(fā)光二極管在某些領(lǐng)域已漸漸取代日光燈與白熱燈泡，例如需要高速反應(yīng)的掃描器燈源、液晶顯示器的背光源或前光源汽車的儀表板照明、交通號志燈，以及一般的照明裝置等。一般常見的發(fā)光二極管是使用氮化物的半導(dǎo)體材料來形成，大多數(shù)如上所述的發(fā)光二極管是以磊晶方式形成于藍(lán)寶石基板上。但由于藍(lán)寶石基板為電絕緣體，便不能直接在藍(lán)寶石基板上形成電極以驅(qū)動電流通過發(fā)光二極管。因此，電極分別直接接觸P型半導(dǎo)體層與n型半導(dǎo)體層，以便完成發(fā)光二極管裝置的制造。然而，此種電極結(jié)構(gòu)與非導(dǎo)電性藍(lán)寶石基板的本質(zhì)卻表示相當(dāng)重大的裝置運作限制，例如，必須在P層上形成一半透明接點(面)，以將電流自P電極散布至n電極。 此半透明接點(面)因內(nèi)部反射與吸收而減少了自裝置發(fā)射的光強(qiáng)度；而且，P與n電極阻礙了光波并減少了來自裝置的發(fā)光面積。此外，藍(lán)寶石基板是熱量絕緣體(或熱絕緣體)，且在裝置運作期間所產(chǎn)生的熱能并不能有效地散去，因此限制了裝置可靠度。為解決上述問題，已發(fā)展出垂直式發(fā)光二極管晶片，垂直式發(fā)光二極管晶片的兩個電極分別在發(fā)光二極管外延層的兩側(cè)，由于圖形化電極和全部的P型半導(dǎo)體層作為第二電極，使得電流幾乎全部垂直流過發(fā)光二極管外延層，極少橫向流動的電流，可以改善平面結(jié)構(gòu)的電流分布問題，提高發(fā)光效率，也可以解決P極的遮光問題，提升發(fā)光二極管的發(fā)光面積。然而，垂直式發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)通常包括一反射層，然而，若未對反射層設(shè)置阻障層進(jìn)行阻障時，反射層的金屬原子便較容易地遷移至其他膜層中，造成元件壽命的降低，而影響發(fā)光二極管的電性表現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其具有較佳的光電表現(xiàn)。本發(fā)明另提供一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其可制作出上述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所揭示的技術(shù)特征中得到進(jìn)一步的了解。為達(dá)上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本發(fā)明的一實施例提出一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體堆疊層、絕緣阻障層以及金屬堆疊層。半導(dǎo)體堆疊層包括第一型半導(dǎo)體層、主動層與第二型半導(dǎo)體層，且主動層位于第一型半導(dǎo)體層與第二型半導(dǎo)體層的間。絕緣阻障層覆蓋半導(dǎo)體堆疊層并具有開口，且開口暴露出半導(dǎo)體堆疊層。金屬堆疊層堆疊于絕緣阻障層的開口內(nèi)而與第二型半導(dǎo)體層實管連接。金屬堆疊層包括歐姆接觸層、反射層與導(dǎo)電阻障層，其中反射層位于歐姆接觸層與導(dǎo)電阻障層之間，且歐姆接觸層與第二型半導(dǎo)體層實體連接。在本發(fā)明的一實施例中，金屬堆疊層的厚度大于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度，且反射層與歐姆接觸層的厚度總和小于等于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度。在本發(fā)明的一實施例中，絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度大于等于0.3 ym。在本發(fā)明的一實施例中，反射層的厚度實質(zhì)上介于0. 15 ii m至0. 5 ii m。在本發(fā)明的一實施例中，導(dǎo)電阻障層的厚度實質(zhì)上大于等于I Pm。在本發(fā)明的一實施例中，垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)還包括粘著層，設(shè)置于絕緣阻障 層上。在本發(fā)明的一實施例中，粘著層為導(dǎo)電粘著層，且導(dǎo)電粘著層為單層或多層。在本發(fā)明的一實施例中，垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)還包括導(dǎo)電基板，覆蓋于金屬堆疊層上并與導(dǎo)電阻障層及粘著層實體連接。本發(fā)明的一實施例另提出一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其至少包括下列步驟。首先，形成未摻雜半導(dǎo)體層、第一型半導(dǎo)體層、主動層與第二型半導(dǎo)體層于基板上。接著，形成絕緣阻障層于基板上，以覆蓋未摻雜半導(dǎo)體層、第一型半導(dǎo)體層、主動層與第二型半導(dǎo)體層。之后，形成圖案化粘著層于第二型半導(dǎo)體層上方的部分絕緣阻障層上。接著，圖案化絕緣阻障層，以形成暴露出第二型半導(dǎo)體層的開口。而后，形成金屬堆疊層于開口所暴露的第二型半導(dǎo)體層上。接著，覆蓋導(dǎo)電基板于金屬堆疊層上，且導(dǎo)電基板與導(dǎo)電阻障層及粘著層實體連接。然后，移除基板、未摻雜半導(dǎo)體層以及部分絕緣阻障層，以暴露出第一型半導(dǎo)體層。接著，形成電極層于第一型半導(dǎo)體層上。在本發(fā)明的一實施例中，形成金屬堆疊層的方法包括依序堆疊歐姆接觸層、反射層與導(dǎo)電阻障層于開口所暴露的第二型半導(dǎo)體層上。在本發(fā)明的一實施例中，在形成電極層于第一型半導(dǎo)體層上的步驟之前，還包括粗糙化第一型半導(dǎo)體層的表面。在本發(fā)明的一實施例中，形成金屬堆疊層的厚度實質(zhì)上大于形成絕緣阻障層的厚度。在本發(fā)明的一實施例中，導(dǎo)電基板包括半導(dǎo)體基板與導(dǎo)電層，導(dǎo)電層配置于半導(dǎo)體基板上，且導(dǎo)電層與導(dǎo)電阻障層及粘著層實體連接。在本發(fā)明的一實施例中，位于開口內(nèi)的金屬堆疊層與絕緣阻障層實體接觸。在本發(fā)明的一實施例中，位于開口內(nèi)的金屬堆疊層與絕緣阻障層保持間隙?；谏鲜觯景l(fā)明通過將金屬堆疊層堆疊于絕緣阻障層的開口內(nèi)，并使反射層的周邊被絕緣阻障層所遮擋，以及使反射層位于歐姆接觸層與導(dǎo)電阻障層之間，如此一來便可有效地阻擋反射層的金屬原子遷移，而使垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)具有較佳的光電表現(xiàn)效益。另外，由于金屬堆疊層的厚度為大于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度，而反射層與歐姆接觸層的厚度總和為小于等于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度，因此還可有效地阻擋反射層的金屬原子遷移。為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。


圖IA為本發(fā)明一實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖IB為本發(fā)明另一實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。圖2A至圖21為本發(fā)明一實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作流程剖示圖。主要元件符號說明100、200 :垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)110:半導(dǎo)體堆疊層
120,230 :絕緣阻障層130,250 :金屬堆疊層112、224 :第一型半導(dǎo)體層114、226:主動層116、228 :第二型半導(dǎo)體層122、232:開口132,252 :歐姆接觸層134、254 :反射層136、256 :導(dǎo)電阻障層140 :粘著層210 :基板222 :未摻雜半導(dǎo)體層240:圖案化粘著層260:導(dǎo)電基板262 :半導(dǎo)體基板264:導(dǎo)電層270 電極層H1、H2、H3:厚度SI:間隙S2 :表面
具體實施例方式有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合附圖的一較佳實施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如上、下、左、右、前或后等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明并非用來限制本發(fā)明。圖IA為本發(fā)明一實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖1A，本實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100包括一半導(dǎo)體堆疊層110、一絕緣阻障層120以及一金屬堆疊層130。半導(dǎo)體堆疊層110包括一第一型半導(dǎo)體層112、一主動層114與一第二型半導(dǎo)體層116，且主動層114位于第一型半導(dǎo)體層112與第二型半導(dǎo)體層116之間。在本實施例中，第一型半導(dǎo)體層112例如是N型半導(dǎo)體層、主動層114例如是多重量子井層，而第二型半導(dǎo)體層116則可以是P型半導(dǎo)體層，此為舉例說明，但不限于此。在其他實施例中，第一型半導(dǎo)體層112例如是P型半導(dǎo)體層、主動層114例如是多重量子井層，而第二型半導(dǎo)體層116則可以是N型半導(dǎo)體層，此部分視使用者的需求而定。另外，本實施例的半導(dǎo)體堆疊層110的材料是以氮化鎵為舉例說明，但不限于此。在其他實施例中，本實施例的半導(dǎo)體堆疊層110的材料亦可以是二元化合物(binary compound),例如氮化招、氮化鎵、氮化銦；三元化合物(ternary compound)，例如氮化招鎵、氮化鎵銦、氮化招銦、砷化招鎵、砷化銦鎵；及四元化合物(quaternary compound)氮化鎵銦招、磷化招銦鎵或上述組合。反射層134的材質(zhì)則可選用反射特性較佳的金屬，例如銀、鋁、金、銅、鉻和鉬。另夕卜，絕緣阻障層120覆蓋半導(dǎo)體堆疊層110并具有一開口 122，且開口 122暴露出半導(dǎo)體堆疊層110，如圖IA所示。在本實施例中，絕緣阻障層120的材質(zhì)可以是采用無機(jī)材質(zhì)或有機(jī)材質(zhì)。具體而言，若絕緣阻障層12 0是采用無機(jī)材質(zhì)時，其可為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化鉿、氧化鋁或上述的組合。而絕緣阻障層120若是采用有機(jī)材質(zhì)時，則其可為光阻、苯并環(huán)丁烯(enZ0CyCl0butane，BCB)、環(huán)烯類、聚酰亞胺類、聚酰胺類、聚酯類、聚醇類、聚環(huán)氧乙烷類、聚苯類、樹脂類、聚醚類、聚酮類、或上述的組合。本實施例的絕緣阻障層120是以二氧化硅或是氮化硅為例，但不限于此。請繼續(xù)參考圖1A，金屬堆疊層130堆疊于絕緣阻障層120的開口 122內(nèi)而與第二型半導(dǎo)體層116實體連接，且金屬堆疊層130包括一歐姆接觸層132、一反射層134與一導(dǎo)電阻障層136，其中反射層134位于歐姆接觸層132與導(dǎo)電阻障層136之間，且歐姆接觸層132與第二型半導(dǎo)體層116實體連接。在本實施例中，歐姆接觸層132可以是采用鎳/鎘的金屬堆疊層或是單層金屬層，反射層134的材質(zhì)則可選用反光特性較佳的銀，而導(dǎo)電阻障層136則可以選用鎳/鉬、鈦/鉬、鈦/鎳的金屬堆疊層或是為單層金屬層。在其他實施例中，歐姆接觸層132與導(dǎo)電阻障層136可以是單一層或是多層金屬堆疊，且二者的材質(zhì)亦可以選用如金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鑰、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物，或上述組合的材質(zhì)，此部分視使用者的需求而定。另外，金屬堆疊層130的厚度Hl較佳地為大于絕緣阻障層120于半導(dǎo)體堆疊層110上的厚度H2，而反射層134與歐姆接觸層136的厚度總和H3較佳地為小于等于絕緣阻障層120于半導(dǎo)體堆疊層110上的厚度H2，如圖IA所示。詳細(xì)而言，本實施例主要是通過將金屬堆疊層130堆疊于絕緣阻障層120的開口 122內(nèi)，以使反射層134的周邊被絕緣阻障層120所遮擋，且由于反射層134亦位于歐姆接觸層132與導(dǎo)電阻障層136之間，如此一來便可有效地阻擋反射層134的金屬原子遷移(migration)。另外,本實施例的位于開口122內(nèi)的金屬堆疊層130是與絕緣阻障層120實管接觸，如圖IA所示，也就是反射層134會與絕緣阻障層120接觸。在本實施例中，絕緣阻障層120于半導(dǎo)體堆疊層110上的厚度較佳地為大于等于0.3 ym，如此將可具有較佳的絕緣效果，以阻擋反射層134的金屬原子向外遷移。此外，反射層134的厚度實質(zhì)上較佳地可介于0. 15 ii m至0. 5 ii m，如此將可具有較佳的反光效益，而使垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100可提供較佳的出光效益，但又不會造成材料的浪費，而可節(jié)省成本。另外，本實施例的導(dǎo)電阻障層136的厚度較佳地為大于等于I Pm，如此一來，將可具有較佳的電性表現(xiàn)，如導(dǎo)電性較佳。在本實施例中，垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100亦可包括有一粘著層140，其可設(shè)置于絕緣阻障層120上。具體而言，若垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100具有粘著層140時，半導(dǎo)體堆疊層110可與一導(dǎo)電基板(未顯示)電性連接，其中導(dǎo)電基板是覆蓋于金屬堆疊層130上并通通過粘著層140與導(dǎo)電阻障層136實體連接，此時，若在第一型半導(dǎo)體層的表面上設(shè)置有電極層(未標(biāo)示)，便可形成一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，此部分將于后續(xù)段落進(jìn)行更為詳細(xì)的描述。在本實施例中，粘著層140可為一導(dǎo)電粘著層，其中此導(dǎo)電粘著層可為單層或多層，而其材質(zhì)可為鈦/金的堆疊層或是其他金屬材料的堆疊層或單層。圖IB為本發(fā)明另一實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請同時參考圖IA與圖1B，本實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)200是采用與上述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100的相同概念與結(jié)構(gòu)，因此垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)200具有與上述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100所提及的相同優(yōu)點，在此便不再贅述。而垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)200與垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100的不同處在于位于開口 122內(nèi)的金屬堆疊層130與絕緣阻障層120保持一間隙SI，也就是反射層134與絕緣阻障層120不會接觸，此部分的間隙大小取決于使用者的設(shè)計與需求而定，原則上此間隙的寬度較佳地不要超過20 u m。圖2A至圖21為本發(fā)明一實施例的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作流程剖示圖。請 先參考圖2A,首先,形成一未摻雜半導(dǎo)體層222、一第一型半導(dǎo)體層224、一主動層226與一第二型半導(dǎo)體層228于一基板210上。在本實施例中，第一型半導(dǎo)體層222例如是P型半導(dǎo)體層、主動層224例如是多重量子井層，而第二型半導(dǎo)體層226則可以是N型半導(dǎo)體層，此部分視使用者的需求而定。另外，本實施例的未摻雜半導(dǎo)體層222、第一型半導(dǎo)體層224、主動層226與第二型半導(dǎo)體層228的材料是以氮化鎵為舉例說明，但不限于此，在其他實施例中，亦可選用氮化鋁鎵、氮化鋁銦鎵、磷化鋁銦鎵、砷化鋁鎵、砷化銦鎵或上述組合。另外，基板210可以是采用藍(lán)寶石(sapphire)基板、碳化娃(SiC)基板、氧化鋅(ZnO)基板、氮化鋁、氮化鎵、硅(Si)基板、磷化鎵(GaP)基板或是砷化鎵(GaAs)基板，其中本實施例以藍(lán)寶石基板作為舉例說明，但不僅限于此。在本實施例中，形成未摻雜半導(dǎo)體層222、第一型半導(dǎo)體層224、主動層226與第二型半導(dǎo)體層228于基板210的方法可以是米用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)法、分子束嘉晶(molecular beam epitaxial, MBE)法或是其他適當(dāng)?shù)募尉С砷L法。接著,形成一絕緣阻障層230于基板210上，以覆蓋未摻雜半導(dǎo)體層222、第一型半導(dǎo)體層224、主動層226與第二型半導(dǎo)體層226，如圖2B所示。在本實施例中，形成絕緣阻障層230于基板210的方法例如是使用化學(xué)氣相沈積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)，但不限于此，亦可使用其它適合的處理的方式，如網(wǎng)版印刷、涂布、噴墨、能量源處理等。另外，絕緣阻障層220是采用無機(jī)材質(zhì)時，其可為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化鉿、氧化鋁或上述的組合。而絕緣阻障層220若是采用有機(jī)材質(zhì)時，則其可為光阻、苯并環(huán)丁烯、環(huán)烯類、聚酰亞胺類、聚酰胺類、聚酯類、聚醇類、聚環(huán)氧乙烷類、聚苯類、樹脂類、聚醚類、聚酮類、或上述的組合。本實施例的絕緣阻障層220是以二氧化硅或是氮化硅為例，但不限于此。之后，形成一圖案化粘著層240于第二型半導(dǎo)體層228上方的部分絕緣阻障層230上，如圖2C所示。在本實施例中，形成圖案化粘著層240的方法例如是利用微影蝕刻處理。舉例而言，可先在絕緣阻障層230上全面形成一層或多層金屬材料層(未顯示)，接著，使用微影蝕刻處理以將金屬材料層圖案化為圖案化粘著層240，如圖2C所示。在本實施例中，圖案化粘著層240可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)可選用金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鑰、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物、或上述組合的材質(zhì)。本實施例以鈦/金的疊層為例，但不限于此。接著，圖案化絕緣阻障層230，以形成一暴露出第二型半導(dǎo)體層228的開口 232，如圖2D所示。在本實施例中，圖案化絕緣阻障層230的方式可以是采用微影蝕刻處理來完成。而后，形成一金屬堆疊層250于開口 232所暴露的第二型半導(dǎo)體層228上,如圖2E所示。在本實施例中，形成金屬堆疊層250的方法包括依序堆疊一歐姆接觸層252、一反射層254與一導(dǎo)電阻障層256于開口 232所暴露的第二型半導(dǎo)體層250上。具體而言,形成金屬堆疊層250于開口 232所暴露的第二型半導(dǎo)體層228的方式可以是使用金屬氧化化學(xué)氣相沉積法、派鍍法(sputtering)、蒸鍍法(evaporation)或其他適當(dāng)?shù)奶幚?依序形成多個金屬層于第二型半導(dǎo)體層228。在本實施例中，歐姆接觸層252可為鎳/鎘的金屬堆疊層或是單層金屬層，反射層254的材質(zhì)可為反光特性較佳的銀，而導(dǎo)電阻障層256可為鎳/ 鉬、鈦/鉬、鈦/鎳的金屬堆疊層或是為單層金屬層。在其他實施例中，歐姆接觸層252與導(dǎo)電阻障層256可以是單一層或是多層金屬堆疊，且二者的材質(zhì)亦可以選用如金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鑰、釹、鈦、鉭、鋁、鋅等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物或上述的組合的材質(zhì)，此部分視使用者的需求而定。需要注意的是，形成金屬堆疊層250的厚度Hl實質(zhì)上要大于形成絕緣阻障層240的厚度H2，且反射層254與導(dǎo)電阻障層256的厚度總和H3較佳地為小于等于絕緣阻障層120于半導(dǎo)體堆疊層110上的厚度H2。接著，覆蓋一導(dǎo)電基板260于金屬堆疊層250上，且導(dǎo)電基板260與導(dǎo)電阻障層256及粘著層240實體連接，如圖2F所示。在本實施例中，導(dǎo)電基板260包括一半導(dǎo)體基板262與一導(dǎo)電層264，其中導(dǎo)電層264配置于半導(dǎo)體基板262上，且導(dǎo)電層264與導(dǎo)電阻障層256及粘著層240實體連接。另外，半導(dǎo)體基板262可為硅基板、砷化鎵基板、磷化鎵基板，但不限于此，其亦可為其他適當(dāng)?shù)幕?。然后，移除基?10、未摻雜半導(dǎo)體層230以及部分絕緣阻障層230，以暴露出第一型半導(dǎo)體層224，如圖2G所示。在本實施例中，移除基板210、未摻雜半導(dǎo)體層230以及部分絕緣阻障層230的方式可以是選用雷射分離處理、研磨處理、濕式蝕刻、干式蝕刻處理或是其他適當(dāng)?shù)囊瞥幚?，此僅為舉例說明，并不限于此。接著，為了可使所制作出的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)具有較佳的出光效益與品質(zhì)，亦可在第一型半導(dǎo)體層的表面S2進(jìn)行粗糙化處理，以于第一型半導(dǎo)體層224的表面S2上形成粗糙化的表面S2，如圖2H所示。在本實施例中，粗糙化處理可以是選用濕式蝕刻、干式蝕刻處理或是其他適當(dāng)?shù)拇植诨幚?，上述僅為舉例說明，并不限于此。接著，形成一電極層270于第一型半導(dǎo)體層224上，如圖21所示。在本實施例中，形成電極層270于第一型半導(dǎo)體層224的方式可以是使用金屬氧化化學(xué)氣相沉積法、濺鍍法(sputtering)、蒸鍍法(evaporation)或其他適當(dāng)?shù)奶幚怼＞唧w而言，可先在第一型半導(dǎo)體層224上全面形成一層或多層金屬材料層(未顯示)，接著，使用微影蝕刻處理以將金屬材料層圖案化為電極層270，如圖21所示。在本實施例中，電極層270可為單層或多層結(jié)構(gòu)，且其材質(zhì)可選用金、銀、銅、錫、鉛、鉿、鎢、鑰、釹、鈦、鉭、鋁、鋅、鉻、鉬等金屬、上述合金、上述金屬氧化物、上述金屬氮化物、或上述組合的材質(zhì)。本實施例以鈦/金的疊層為例，但不限于此。至此便大致完成一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法。值得注意的是，圖2A至圖21以位于開口 232內(nèi)的金屬堆疊層250與絕緣阻障層230保持一間隙SI作為實施范例，但在其他可能的實施例中，亦可依據(jù)使用者的設(shè)計與需求，而使位于開口 232內(nèi)的金屬堆疊層250與絕緣阻障層230實體接觸，也就是無間隙SI。綜上所述，本發(fā)明的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制作方法至少具有下列優(yōu)點。首先，通過將金屬堆疊層堆疊于絕緣阻障層的開口內(nèi)，并使反射層的周邊被絕緣阻障層所遮擋，以及使反射層位于歐姆接觸層與導(dǎo)電阻障層之間，如此一來便可有效地阻擋反射層的金屬原子遷移，而使垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)具有較佳的光電表現(xiàn)效益。另外，由于金屬堆疊層的厚度為大于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度，而反射層與歐姆接觸層的厚度總和為小于等于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度，因此更可有效地阻擋反射層的金屬原子遷移。再者，由于絕緣阻障層于半導(dǎo)體堆疊層上的厚度較佳地可為大于等于0. 3 y m，如此可呈現(xiàn)出具有較佳的絕緣效果，以阻擋反射層的銀原子向外遷移。此外，反射層的厚度實質(zhì)上較佳地可介于0. 15 m至0. 5 m，如此將可表現(xiàn)出較佳的反光效益，而使垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可提供較佳的出光效益，但又不會造成材料的浪費，從而可節(jié)省成本。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，即凡依本發(fā)明申請專利范圍及發(fā)明說明內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括 半導(dǎo)體堆疊層，包括第一型半導(dǎo)體層、主動層與第二型半導(dǎo)體層，該主動層位于該第一型半導(dǎo)體層與該第二型半導(dǎo)體層之間； 絕緣阻障層，覆蓋該半導(dǎo)體堆疊層并具有開口，且該開口暴露出該半導(dǎo)體堆疊層；以及金屬堆疊層，堆疊于該絕緣阻障層的該開口內(nèi)而與該第二型半導(dǎo)體層實體連接，且該金屬堆疊層包括歐姆接觸層、反射層與導(dǎo)電阻障層，其中該反射層位于該歐姆接觸層與該導(dǎo)電阻障層之間，且該歐姆接觸層與該第二型半導(dǎo)體層實體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該金屬堆疊層的厚度大于該絕緣阻障層于該半導(dǎo)體堆疊層上的厚度，且該反射層與該歐姆接觸層的厚度總和小于等于該絕緣阻障層于該半導(dǎo)體堆疊層上的厚度。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中位于該開口內(nèi)的該金屬堆疊層 與該絕緣阻障層實體接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中位于該開口內(nèi)的該金屬堆疊層與該絕緣阻障層保持間隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該絕緣阻障層于該半導(dǎo)體堆疊層上的厚度大于等于0.3 ym。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該反射層的厚度實質(zhì)上介于0. 15 u m 至 0. 5 u m。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該導(dǎo)電阻障層的厚度實質(zhì)上大于等于I Pm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，還包括粘著層，設(shè)置于該絕緣阻障層上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其中該粘著層為導(dǎo)電粘著層，且該導(dǎo)電粘著層為單層或多層。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，還包括導(dǎo)電基板，覆蓋于該金屬堆疊層上并與該導(dǎo)電阻障層及該粘著層實體連接。
11.一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，包括 形成未摻雜半導(dǎo)體層、第一型半導(dǎo)體層、主動層與第二型半導(dǎo)體層于基板上； 形成絕緣阻障層于該基板上，以覆蓋該未摻雜半導(dǎo)體層、該第一型半導(dǎo)體層、該主動層與該第二型半導(dǎo)體層； 形成圖案化粘著層于該第二型半導(dǎo)體層上方的部分該絕緣阻障層上； 圖案化該絕緣阻障層，以形成暴露出該第二型半導(dǎo)體層的開口 ； 形成金屬堆疊層于該開口所暴露的該第二型半導(dǎo)體層上； 覆蓋導(dǎo)電基板于該金屬堆疊層上，且該導(dǎo)電基板與該導(dǎo)電阻障層及該粘著層實體連接; 移除該基板、未摻雜半導(dǎo)體層以及部分該絕緣阻障層，以暴露出該第一型半導(dǎo)體層；以及 形成電極層于該第一型半導(dǎo)體層上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中形成該金屬堆疊層的方法包括 依序堆疊歐姆接觸層、反射層與導(dǎo)電阻障層于該開口所暴露的該第二型半導(dǎo)體層上。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中在形成該電極層于該第一型半導(dǎo)體層上的步驟之前，還包括 粗糙化該第一型半導(dǎo)管層的表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中形成該金屬堆疊層的厚度實質(zhì)上大于形成該絕緣阻障層的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中該導(dǎo)電基板包括半導(dǎo)體基板與導(dǎo)電層，該導(dǎo)電層配置于該半導(dǎo)體基板上，且該導(dǎo)電層與該導(dǎo)電阻障層及該粘著層實體連接。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中位于該開口內(nèi)的 該金屬堆疊層與該絕緣阻障層實管接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法，其中位于該開口內(nèi)的該金屬堆疊層與該絕緣阻障層保持間隙。
全文摘要
一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括半導(dǎo)體堆疊層、絕緣阻障層以及金屬堆疊層。半導(dǎo)體堆疊層包括第一型半導(dǎo)體層、主動層與第二型半導(dǎo)體層，且主動層位于第一型半導(dǎo)體層與第二型半導(dǎo)體層之間。絕緣阻障層覆蓋半導(dǎo)體堆疊層并具有開口，且開口暴露出半導(dǎo)體堆疊層。金屬堆疊層堆疊于絕緣阻障層的開口內(nèi)而與第二型半導(dǎo)體層實體連接。金屬堆疊層包括歐姆接觸層、反射層與導(dǎo)電阻障層，其中反射層位于歐姆接觸層與導(dǎo)電阻障層之間，且歐姆接觸層與第二型半導(dǎo)體層實體連接。一種垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法亦被提出。本發(fā)明可有效地阻擋反射層的金屬原子遷移，使垂直式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)具有較佳的光電表現(xiàn)效益。
文檔編號H01L33/14GK102738331SQ20111008989
公開日2012年10月17日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者蔡百揚, 黃侯魁 申請人:新世紀(jì)光電股份有限公司