專利名稱：發(fā)光二極管陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種發(fā)光裝置，且特別是關(guān)于一種發(fā)光二極管陣列。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(light emitting diodes, LEDs)已應(yīng)用在多種發(fā)光應(yīng)用中，并可提供橫跨可見光波長、紫外光波長及/或紅外光波長的出射光。上述發(fā)光應(yīng)用包括了顯示器(displays)、打印機(jī)(printers)、及通信(communications)等。發(fā)光二極管的一類為如GaN-發(fā)光二極管(GaN LED)的II1-V族化合物半導(dǎo)體組件。然而，在上述發(fā)光應(yīng)用中通常需使用較多數(shù)量的發(fā)光二極管以提供足夠亮度(brightness)。然而，由于此些發(fā)光二極管在發(fā)光應(yīng)用中可能同時(shí)地進(jìn)行操作。因此，便需要在相鄰發(fā)光二極管之間提供適當(dāng)?shù)墓庾杞^特性，以避免出射光線為相鄰的發(fā)光二極管所吸收，藉以增加光輸出效率
發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)一實(shí)施例，本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管陣列，包括:一基板，其上設(shè)置有由多個(gè)發(fā)光二極管芯片依序排列所形成的陣列、一介電層、一插栓、與一導(dǎo)電連接層。在一實(shí)施例中，每一發(fā)光二極管芯片均與位在其相鄰列的其它發(fā)光二極管以一溝渠加以區(qū)隔，且每一該等發(fā)光二極管芯片均包括:一緩沖層；一第一型半導(dǎo)體，形成在緩沖層上，且上述第一型半導(dǎo)體包括有一較高的第二平臺(tái)區(qū)域與一較低的第一平臺(tái)區(qū)域；一主動(dòng)層形成在上述第二平臺(tái)區(qū)域；一第二型半導(dǎo)體，形成在上述主動(dòng)層上；一第一型電極，形成在上述第二型半導(dǎo)體上；以及一第二型電極，形成在上述主動(dòng)層上。而介電層覆蓋每一溝渠所裸露的基板表面以及溝渠兩側(cè)的上述發(fā)光二極管芯片的側(cè)壁及部分的第一型半導(dǎo)體層和部分的第二型半導(dǎo)體層的表面，并且露出上述第一型電極和上述第二型電極。上述插栓填充在溝渠中且位于上述介電層之上而受其環(huán)繞。而上述導(dǎo)電連接層位在該插栓和該介電層上，使得每一上述發(fā)光二極管的第一型電極分別與一位在其相鄰列的其它上述發(fā)光二極管的第二型電極連接。為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并配合所附的圖式，作詳細(xì)說明如下:


圖1-圖4顯示了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管陣列的制作；圖5為一示意圖，顯示了依據(jù)圖4所示的本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光二極管陣列所具有的較佳的光輸出效率的優(yōu)點(diǎn)；圖6為一俯視圖，顯不了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管陣列；圖7為一俯視圖，顯示了依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管陣列。附圖標(biāo)記說明:
100 基板；102 緩沖層；104 第一型半導(dǎo)體層；105a 第一平臺(tái)區(qū)域；105b 第二平臺(tái)區(qū)域；106 主動(dòng)層；108 第二型半導(dǎo)體層；110 溝渠；112 介電層；114 阻劑層；116 反射材料；
·
116a 插栓；118 頂面；120 沉積制程；122 導(dǎo)電連接層；124、126 導(dǎo)電層；150、160 發(fā)光二極管芯片；170 光線。
具體實(shí)施例方式請參照圖1-圖4，顯示了依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管陣列的制作方法，所制作出的發(fā)光二極管陣列具有較佳的光輸出效率。如圖1所示，首先提供一基板100，其上形成有數(shù)個(gè)發(fā)光二極管芯片?；诤喕瘓D示的目的，在此僅繪示了形成在基板100上的相鄰兩發(fā)光二極管芯片150與160。在一實(shí)施例中，基板100例如為一藍(lán)寶石基板或一含娃基板，而發(fā)光二極管芯片150與160分隔地形成在基板100的一部分之上，且依序排列形成一陣列形態(tài)。如圖1所示，相鄰的發(fā)光二極管芯片150與160之間為一溝渠110所區(qū)隔，而溝渠110則露出了基板100表面的一部分。繼續(xù)參照圖1，發(fā)光二極管芯片150與160可通過傳統(tǒng)發(fā)光二極管芯片制作而同時(shí)形成在基板100的表面不同部分之上，分別包括依序設(shè)置在基板100的一部分上的一緩沖層102、一第一型半導(dǎo)體層104、一主動(dòng)層106與一第二型半導(dǎo)體層108。在此，第一型半導(dǎo)體層104為一非平坦膜層，其包括較低的一第一平臺(tái)區(qū)域105a以及較高的一第二平臺(tái)區(qū)域105b，而主動(dòng)層106與第二型半導(dǎo)體層108依序形成在第一型半導(dǎo)體層104的第一平臺(tái)區(qū)域105a之上。在一實(shí)施例中，緩沖層102的材料例如為選自氮化鎵、氮化鋁、銦化鋁、氮化鎵鋁(AlGaN)、氮化鎵銦(InGaN)、氮化銦鋁(AlInN)及氮化鎵銦鋁(AlInGaN)所構(gòu)成材料群組中的至少一種材料，而第一型半導(dǎo)體層104與第二型半導(dǎo)體層108的材料例如為含鎵的氮化物，而主動(dòng)層106的材料例如為含鎵的氮化物，且主動(dòng)層106內(nèi)可包括有多層的量子講結(jié)構(gòu)層(未顯不)。在一實(shí)施例中，第一型半導(dǎo)體層104可為一 P型半導(dǎo)體層,而第二型半導(dǎo)體層108可為一 N型半導(dǎo)體層?；蛘?，在另一實(shí)施例中，第一型半導(dǎo)體層104可為一 N型半導(dǎo)體層，而第二型半導(dǎo)體層108可為一 P型半導(dǎo)體層。
請參照圖2，接著順應(yīng)地沉積一層介電材料(未顯示)在基板100與發(fā)光二極管芯片150、160之上，并接著經(jīng)由一圖案化制程(未顯示)的施行，進(jìn)而形成了一介電層112于溝渠110之內(nèi)，而介電層112除了覆蓋了為溝渠110所露出的基板100的表面之外，其亦部分覆蓋了鄰近溝渠110的此些發(fā)光二極管芯片150、160的一部分。如圖2所示，介電層112覆蓋了溝渠110內(nèi)的基板100的整個(gè)表面以及部分覆蓋了鄰近溝渠110的此些發(fā)光二極管芯片150、160的一部分，例如覆蓋了發(fā)光二極管芯片150的第一型半導(dǎo)體層104的第一平臺(tái)區(qū)域105a的部分表面、發(fā)光二極管芯片150內(nèi)的第一型半導(dǎo)體層104與緩沖層102的側(cè)壁、發(fā)光二極管芯片160內(nèi)的第一型半導(dǎo)體層104、緩沖層102、主動(dòng)層106與第二型半導(dǎo)體層108的側(cè)壁，以及發(fā)光二極管芯片160的第一型半導(dǎo)體層104的第二平臺(tái)區(qū)域105b上的第二型半導(dǎo)體層108的部分表面。介電層112可包括選自于二氧化硅、氮化硅、氮氧化硅及氧化鋁所構(gòu)成材料群組中的至少一種材料。請參照圖3，接著在基板100上坦覆地形成一層阻劑材料(未顯示)，例如為一負(fù)型阻劑材料，以坦覆地覆蓋了此些發(fā)光二極管芯片150、160以及基板100的表面。接著，施行一圖案化程序，以圖案化此阻劑材料并再次露出了溝渠110，并形成了圖案化的一阻劑層114在基板100之上。如圖3所示，此圖案化的阻劑層114覆蓋了此些發(fā)光二極管芯片150、160及部分的基板100。接著施行一沉積程序120，以坦覆地沉積反射材料116在基板100之上。在此，沉積程序120例如為一濺鍍程序或一蒸鍍程序，而所形成的反射材料116包括選自于鋁、銀、鈦、鉬、錯(cuò)、鈕、銥、娃及鋅所構(gòu)成材料群組中的至少一種材料，反射材料116對于發(fā)光二極管芯片150與160所發(fā)出的光線(未顯示)具有高于80%的反射率。

如圖3所示，在沉積之后，反射材料116部分地填入溝渠110之中以及坦覆地形成在圖案化的阻劑層114之上，而形成在溝渠110內(nèi)的反射材料116可具有圓弧狀的一表面118，此表面118大體不高于覆蓋鄰近的發(fā)光二極管芯片150與160的介電層112的表面。請參照圖4，接著施行一去除程序(未顯示)，以去除阻劑層114并同時(shí)剝除(lift-off)形成在阻劑層114上的反射材料116部分，進(jìn)而在溝渠110內(nèi)留下了由反射材料116(見于圖3)所構(gòu)成的一插栓116a。接著,沉積一導(dǎo)電材料,例如為金、銀、鎳、鉬或其合金，并藉由一圖案化程序(未顯示)的施行，進(jìn)而同時(shí)在基板100上形成數(shù)個(gè)相分隔的導(dǎo)電連接層122、導(dǎo)電層124與導(dǎo)電層126。如圖4所示，導(dǎo)電層124形成在位于發(fā)光二極管芯片150的第二型半導(dǎo)體層108的一部分之上，以做為一第二型電極之用。導(dǎo)電連接層122連接發(fā)光二極管150與發(fā)光二極管160。更詳細(xì)地說，導(dǎo)電連接層122部分形成在發(fā)光二極管芯片150的第一型半導(dǎo)體層114的第一平臺(tái)區(qū)域105a上的一部分上，以做為發(fā)光二極管芯片150的一第一型電極之用，導(dǎo)電連接層122并形成在溝渠110內(nèi)的插栓116a與介電層112的上表面且延伸至發(fā)光二極管芯片160，以部分覆蓋了位于發(fā)光二極管芯片160的第二型半導(dǎo)體層108的一部分上，以做為發(fā)光二極管芯片160的一第二型電極。再者，導(dǎo)電層126形成在位于發(fā)光二極管芯片160的第一型半導(dǎo)體層104的第一平臺(tái)區(qū)域105a上，以做為一第一型電極之用。請參照圖5的示意情形，顯示了依據(jù)圖4所示的本發(fā)明的一實(shí)施例的發(fā)光二極管陣列所具有的較佳的光輸出效率的優(yōu)點(diǎn)。如圖5所示，在操作時(shí)，發(fā)光二極管陣列中的發(fā)光二極管芯片160內(nèi)的主動(dòng)層106所發(fā)出的部分光線170可大部分地為介電層112以及插栓116a所反射，且經(jīng)反射的此些光線170可更在穿透第一型半導(dǎo)體層104與緩沖層102之后并最終經(jīng)基板100反射后而朝向發(fā)光二極管芯片160不鄰近溝渠110的一側(cè)處出光，因而不會(huì)穿透至其鄰近的發(fā)光二極管芯片150并為之吸收，如此不會(huì)影響到發(fā)光二極管芯片150的出光表現(xiàn)并可提升發(fā)光二極管芯片160本身的光輸出效率。另外，由于形成在溝渠110內(nèi)的插栓116a采用金屬材料，故其亦具有高熱導(dǎo)特性，如此亦有助于提升發(fā)光二極管芯片150與160的散熱效果。請參照圖6、圖7，分別顯示了如圖4所示的一種發(fā)光二極管陣列的可能的一俯視情形，其中線段4-4的剖面情形則顯示了如圖4所示的發(fā)光二極管陣列。請參照圖6所示，在此實(shí)施例中，插栓116a僅形成在溝渠110的一部分中，以分隔此些發(fā)光二極管芯片150與160，而溝渠110的其它部分內(nèi)并未填入有插栓116a所填入，而未填入有插栓116a的溝渠110的部分內(nèi)的基板100的表面仍為溝渠110所露出的?；蛘撸鐖D7所示，插栓116a可完全地填入分隔發(fā)光二極管150與160的溝渠110內(nèi)，因而并不會(huì)露出溝渠110下方的基板100的表面。最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的 范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管陣列，包括: 一基板，其上設(shè)置有由多個(gè)發(fā)光二極管芯片依序排列所形成的陣列，其中該每一發(fā)光二極管芯片均與位在其相鄰列的其它發(fā)光二極管以一溝渠加以區(qū)隔，且每一該等發(fā)光二極管芯片均包括: 一緩沖層； 一第一型半導(dǎo)體，形成在該緩沖層上，且該第一型半導(dǎo)體包括有一較高的第二平臺(tái)區(qū)域與一較低的第一平臺(tái)區(qū)域； 一主動(dòng)層形成在該第二平臺(tái)區(qū)域； 一第二型半導(dǎo)體，形成在該主動(dòng)層上； 一第一型電極，形成在該第一平臺(tái)區(qū)域；以及 一第二型電極，形成在該第二型半導(dǎo)體上； 一介電層，覆蓋每一溝渠所裸露的該基板表面以及溝渠兩側(cè)的該發(fā)光二極管芯片列的側(cè)壁及部分該第一型半導(dǎo)體層和部分該第二型半導(dǎo)體層的表面，并且露出該第一型電極和該第二型電極； 一插栓，填充在該溝渠中且位于該介電層上而受其環(huán)繞；以及一導(dǎo)電連接層，位在該插栓和該介電層上，使得每一該等發(fā)光二極管的該第一型電極分別與一位在其相鄰列的其它該發(fā)光二極管的該第二型電極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其中該插栓由反射性物質(zhì)填充在部分或全部該溝渠內(nèi)空間所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光`二極管陣列，其中該插栓對于該主動(dòng)層所發(fā)出的光線具有高于80%的反射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管陣列，其中該插栓包括選自于鋁、銀、鈦、鉬、銠、鈀、銥、硅及鋅所構(gòu)成材料群組中的至少一種材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光二極管陣列,其中該介電層包括選自于二氧化娃、氮化硅、氮氧化硅及氧化鋁所構(gòu)成材料群組中的至少一種材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管陣列，其中該導(dǎo)電連接層包括金、銀、鎳、鉬或其I=1-Wl O
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其中該第一型半導(dǎo)體和該第二型半導(dǎo)體均為含鎵的氮化物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管陣列，其中該緩沖層是選自氮化鎵、氮化鋁、銦化鋁、氮化鎵鋁、氮化鎵銦、氮化銦鋁及氮化鎵銦鋁所構(gòu)成材料群組中的至少一種材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管陣列，其中該主動(dòng)層為含鎵的氮化物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管陣列，其中該主動(dòng)層內(nèi)還包括多層量子阱結(jié)構(gòu)層。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一所述的發(fā)光二極管陣列，其中該第一型為P型而該第二型為N型，或該第一型為N型而該第二型為P型。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管陣列，其中該基板為藍(lán)寶石基板或含硅基板。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管陣列，包括一基板，其上設(shè)置有由多個(gè)發(fā)光二極管芯片依序排列所形成的陣列、一介電層、一插栓與一導(dǎo)電連接層。在一實(shí)施例中，每一發(fā)光二極管芯片均與位在其相鄰列的其它發(fā)光二極管以一溝渠加以區(qū)隔。而介電層覆蓋每一溝渠裸露的基板表面以及溝渠兩側(cè)的上述發(fā)光二極管芯片的側(cè)壁及部分表面。上述插栓填充在溝渠中且位于上述介電層之上而受其環(huán)繞。而上述導(dǎo)電連接層位在該插栓和該介電層上，使得每一上述發(fā)光二極管分別與一位在其相鄰列的其它上述發(fā)光二極管連接。
文檔編號(hào)H01L27/15GK103247651SQ201210090270
公開日2013年8月14日 申請日期2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者馮玟菲, 夏德玲 申請人:隆達(dá)電子股份有限公司