半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)制造方法，步驟包括：提供第一基板；于第一基板上形成磊晶層，磊晶層包括第一電性半導(dǎo)體層、第二電性半導(dǎo)體層及位于該等電性半導(dǎo)體層之間的第一發(fā)光層；分割磊晶層，而定義出第一磊晶結(jié)構(gòu)及第二磊晶結(jié)構(gòu)，并暴露出部分第一電性半導(dǎo)體層，其中第一電性半導(dǎo)體層的暴露部分上具有第一接觸區(qū)，第二電性半導(dǎo)體層上具有第二接觸區(qū)；以及形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，覆蓋第一接觸區(qū)及第二接觸區(qū)，使得第一磊晶結(jié)構(gòu)電性耦合第二磊晶結(jié)構(gòu)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本案是為一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其為一種應(yīng)用于覆晶式半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體發(fā)光元件,如發(fā)光二極管(light emitting diode, LED),可將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)，其發(fā)光原理是利用磊晶結(jié)構(gòu)中P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體相接，再于發(fā)光二極管的正負(fù)兩端施予電壓，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，使電子電洞結(jié)合，結(jié)合的能量以光的形式發(fā)出。與傳統(tǒng)光源相比，具有節(jié)能、效率較高、反應(yīng)速度較快、壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已普及于顯示板、指示燈、照明等用途。
[0003]請(qǐng)參見(jiàn)圖1，圖1為現(xiàn)有發(fā)光二極管側(cè)面示意圖，發(fā)光二極管10及發(fā)光二極管11串聯(lián)，是利用內(nèi)聯(lián)機(jī)13分別電性耦合發(fā)光二極管10的N型接觸102及發(fā)光二極管11的P型接觸111，因此，可利用內(nèi)聯(lián)機(jī)13將多個(gè)發(fā)光二極管電性耦合成發(fā)光二極管數(shù)組，如圖2所示(圖2是現(xiàn)有發(fā)光二極管數(shù)組俯視示意圖)。然而，為避免聯(lián)機(jī)部分遮住出光區(qū)域，內(nèi)聯(lián)機(jī)需非常纖細(xì)，因此于制程中容易因外力碰撞而斷裂。
[0004]另外，現(xiàn)有技術(shù)經(jīng)常透過(guò)覆晶式(flip)的封裝方式嘗試解決發(fā)光二極管散熱問(wèn)題，請(qǐng)參見(jiàn)圖3，圖3是現(xiàn)有覆晶式發(fā)光二極管側(cè)面示意圖。若將圖1所繪示的現(xiàn)有發(fā)光二極管翻轉(zhuǎn)后，與電路板14做聯(lián)機(jī)，將電路板14的電極141、142分別電性耦合發(fā)光二極管的P型接觸101與N型接觸112后，覆晶式發(fā)光二極管元件與電路板14之間仍存有許多空隙。為鞏固結(jié)構(gòu)，利用毛細(xì)作用將絕緣膠N進(jìn)行底部填充(underfill)該些空隙,然而,毛細(xì)作用無(wú)法均勻填滿(mǎn)底部空隙，而且發(fā)光二極管的磊晶結(jié)構(gòu)厚度很小，底部空隙使整體結(jié)構(gòu)及纖細(xì)的內(nèi)聯(lián)機(jī)更加薄弱。若有輕微外力撞擊或于雷射剝離基板時(shí)，皆容易造成磊晶結(jié)構(gòu)及內(nèi)聯(lián)機(jī)13破裂(cracking)。
[0005]有鑒于此，如何使磊晶結(jié)構(gòu)及內(nèi)聯(lián)機(jī)不易受外力影響而破裂，提高發(fā)光二極管的可靠度，及增強(qiáng)散熱效率以提高其效能，是發(fā)展本發(fā)明的主要目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一目的在于提供半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)制造方法，以達(dá)發(fā)光二極管的可靠度及增強(qiáng)散熱效率以提高其效能。為達(dá)前述目的，其步驟包括:提供第一基板；于第一基板上形成磊晶層，磊晶層包括第一電性半導(dǎo)體層、第二電性半導(dǎo)體層及位于該等電性半導(dǎo)體層之間的第一發(fā)光層；分割磊晶層，而定義出第一磊晶結(jié)構(gòu)及第二磊晶結(jié)構(gòu)，并暴露出部分第一電性半導(dǎo)體層，其中第一電性半導(dǎo)體層的暴露部分上具有第一接觸區(qū)，第二電性半導(dǎo)體層上具有第二接觸區(qū)；以及形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，覆蓋第一接觸區(qū)及第二接觸區(qū)，使得第一磊晶結(jié)構(gòu)電性耦合第二磊晶結(jié)構(gòu)。
[0007]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟更包括形成第一奧姆接觸層于第一接觸區(qū)上，使得導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合第一奧姆接觸層，并直接奧姆接觸第二接觸區(qū)。[0008]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟更包括形成第二奧姆接觸層于第二接觸區(qū)上，使得導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合第二奧姆接觸層，并直接奧姆接觸第一接觸區(qū)。
[0009]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟更包括于形成磊晶層的步驟中，形成第三電性半導(dǎo)體層于第二電性半導(dǎo)體層上，且其之間具有第二發(fā)光層，其中第三電性半導(dǎo)體層與第一電性半導(dǎo)體層具有相同電性，并與第二電性半導(dǎo)體層具有相反電性；于分割磊晶層的步驟中，同時(shí)暴露出部分第二電性半導(dǎo)體層，其中第三電性半導(dǎo)體層上具有第三接觸區(qū)；以及于形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的步驟中，同時(shí)覆蓋第一磊晶結(jié)構(gòu)上的第三接觸區(qū)及第一接觸區(qū)，以及第二磊晶結(jié)構(gòu)上的第二接觸區(qū)。
[0010]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟更包括形成第二絕緣結(jié)構(gòu)，用以覆蓋導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，但暴露部分的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)；提供第二基板，電性耦合導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的暴露部分；以及移除第一基板，用以暴露出該等磊晶結(jié)構(gòu)的一側(cè)。
[0011]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟更包括將該等磊晶結(jié)構(gòu)的該側(cè)進(jìn)行粗糙化制程。
[0012]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟更包括形成電極于第二磊晶結(jié)構(gòu)或第一磊晶結(jié)構(gòu)的該側(cè)。
[0013]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述步驟中形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的方法包括進(jìn)行電鍍或蒸鍍制程。
[0014]本發(fā)明的一目的在于提供半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，以達(dá)發(fā)光二極管的可靠度及增強(qiáng)散熱效率以提高其效能。為達(dá)前述目的，其包括第一磊晶結(jié)構(gòu)、第二磊晶結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)。其中，第一磊晶結(jié)構(gòu)具有第一接觸區(qū)；第二磊晶結(jié)構(gòu)具有第二接觸區(qū)；以及導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)包覆第一接觸區(qū)及第二接觸區(qū)，使得第一磊晶結(jié)構(gòu)電性耦合第二磊晶結(jié)構(gòu)。
[0015]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括第一奧姆接觸層，形成于第一接觸區(qū)上，且導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合第一奧姆接觸層，并直接奧姆接觸第二接觸區(qū)。
[0016]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括第二奧姆接觸層，形成于第二接觸區(qū)上，且導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合第二奧姆接觸層，并直接奧姆接觸第一接觸區(qū)。
[0017]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括第一奧姆接觸層及第二奧姆接觸層，分別形成于第一接觸區(qū)及第二接觸區(qū)上，其中導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的材料與第一奧姆接觸層或第二奧姆接觸層的材料相同。
[0018]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一磊晶結(jié)構(gòu)及第二磊晶結(jié)構(gòu)皆包括第一電性半導(dǎo)體層、第二電性半導(dǎo)體層及第一發(fā)光層。其中，第一電性半導(dǎo)體層具有第一接觸區(qū)；第二電性半導(dǎo)體層具有第二接觸區(qū)，并與第一電性半導(dǎo)體層具有相反電性；以及第一發(fā)光層位于第一電性半導(dǎo)體層及第二電性半導(dǎo)體層之間。
[0019]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述第一磊晶結(jié)構(gòu)及第二磊晶結(jié)構(gòu)皆包括第二發(fā)光層及第三電性半導(dǎo)體層，且第二發(fā)光層位于第三電性半導(dǎo)體層與第二電性半導(dǎo)體層之間，第三電性半導(dǎo)體層與第一電性半導(dǎo)體層具有相同電性，且其上具有第三接觸區(qū)，導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)覆蓋第一磊晶結(jié)構(gòu)上的第三接觸區(qū)及第一接觸區(qū)，以及第二磊晶結(jié)構(gòu)上的第二接觸區(qū)。
[0020]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的材料為金屬，且其厚度系介于20至50微米之間。
[0021]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括電極，位于第二磊晶結(jié)構(gòu)相對(duì)第二接觸區(qū)的一側(cè)。
[0022]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述該等磊晶結(jié)構(gòu)相對(duì)該等接觸區(qū)的一側(cè)具有粗糙結(jié)構(gòu)。
[0023]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括絕緣層及基板，絕緣層包覆導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，但暴露部分的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，基板電性耦合導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的暴露部分。
[0024]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說(shuō)明如下。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】 [0025]圖1是現(xiàn)有發(fā)光二極管側(cè)面示意圖。
[0026]圖2是現(xiàn)有發(fā)光二極管數(shù)組俯視示意圖。
[0027]圖3是現(xiàn)有覆晶式發(fā)光二極管側(cè)面示意圖。
[0028]圖4A至4H是本發(fā)明的一實(shí)施例關(guān)于覆晶式半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)側(cè)向剖面示意圖。
[0029]圖41是圖4E的發(fā)光二極管的俯視示意圖。
[0030]圖5是圖4H的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中電流方向示意圖。
[0031]圖6A至6B是本發(fā)明的另一實(shí)施例所發(fā)展出關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)向剖面示意圖。
[0032]圖6C是本發(fā)明的另一實(shí)施例所發(fā)展出半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的電路示意圖。
[0033]圖7A至7B是本發(fā)明的另一實(shí)施例所發(fā)展出關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)向剖面示意圖。
[0034]圖7C是本發(fā)明的另一實(shí)施例所發(fā)展出半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的電路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]本發(fā)明技術(shù)適于應(yīng)用在發(fā)光二極管，尤其是覆晶式發(fā)光二極管。請(qǐng)參見(jiàn)圖4A至4H，圖4A至4H是本發(fā)明的一實(shí)施例關(guān)于覆晶式半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)側(cè)向剖面示意圖。首先，提供基板20，其材料可為硅、碳化硅、鋁、氧化鋁、氮化鎵、氮化銦、氮化鋁、氧化鋅、藍(lán)寶石、玻璃、石英或其組合，但不限定于此。此外，基板包括極化(polar)基板、半極化(sem1-polar)基板或非極化(non-polar)基板。
[0036]接著，請(qǐng)參見(jiàn)圖4A，于基板20上形成磊晶層21，例如，于基板20上形成第一電性半導(dǎo)體層211,再于第一電性半導(dǎo)體層211上形成第一發(fā)光層(圖未不),再于第一發(fā)光層上形成第二電性半導(dǎo)體層212。該些電性半導(dǎo)體層211、212的電性相反，例如，第一電性半導(dǎo)體層211為N型摻雜層，則第二電性半導(dǎo)體層212則為P型摻雜層，而兩者的電性可互換，其摻雜的材料可為三族氮化物，例如氮化銦(InN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化銦鋁鎵(InAlGaN)等，但不限定于上述。而基板20的材料可根據(jù)磊晶結(jié)構(gòu)的材料做改變。另外，發(fā)光層可為單層量子井結(jié)構(gòu)或多重量子井結(jié)構(gòu)。
[0037]接著，定義磊晶層21，定義方式可利用微影蝕刻制程，可于磊晶層21中形成至少兩個(gè)磊晶結(jié)構(gòu)，為便于說(shuō)明，本實(shí)施例以三個(gè)磊晶結(jié)構(gòu)為例，分別是第一磊晶結(jié)構(gòu)31、第二嘉晶結(jié)構(gòu)32、第二嘉晶結(jié)構(gòu)33 (如圖4B所不)，且第二嘉晶結(jié)構(gòu)32位于第一嘉晶結(jié)構(gòu)31及第三磊晶結(jié)構(gòu)33之間，并于該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33之間形成孔洞22、23，且孔洞22、23的底面22a、23a深入至第一電性半導(dǎo)體層211中，而該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33的表面分別具有第二接觸區(qū)31s、32s、33s。另外，值得注意的是，孔洞22、23的面積寬度與該些磊晶結(jié)構(gòu)
31、32、33的寬度幾乎相當(dāng)，以便于后續(xù)制程中形成板狀的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)。
[0038]請(qǐng)參見(jiàn)圖4A至圖4C，于本實(shí)施例中，可于該些第二接觸區(qū)31s、32s、33s上通過(guò)微影蝕刻制程，分別形成第二奧姆接觸層311、321、331，接著，微影蝕刻孔洞22、23的部分底面22a、23a，蝕刻至露出基板20表面，以分離該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33，使彼此之間形成第一開(kāi)口 22，、23，。另外，定義第二奧姆接觸層311、321、331及第一開(kāi)口 22’、23’，可于同一道微影蝕刻制程中完成，以節(jié)省工時(shí)。
[0039]請(qǐng)參考圖4C及圖4D，第一磊晶結(jié)構(gòu)31與第二磊晶結(jié)構(gòu)32的相對(duì)側(cè)壁即為第一開(kāi)口 22’的兩側(cè)壁221、222，而第二磊晶結(jié)構(gòu)32與第三磊晶結(jié)構(gòu)33的相對(duì)側(cè)壁即為第一開(kāi)口23’的兩側(cè)壁231、232，于該些側(cè)壁221、222、231、232及第二奧姆接觸層311、321、331邊緣形成第一絕緣結(jié)構(gòu)34、34a、34b，而且，第一絕緣結(jié)構(gòu)34a分別從第二奧姆接觸層311、321邊緣沿著側(cè)壁221、231延伸至第一開(kāi)口 22’中第一電性半導(dǎo)體層211的表面，而未被第一絕緣結(jié)構(gòu)34a覆蓋住的第一電性半導(dǎo)體層211的表面為第一接觸區(qū)22s、23s,換言之,第一接觸區(qū)22s及23s分別位于第一磊晶結(jié)構(gòu)31的第一電性半導(dǎo)體層211上及第二磊晶結(jié)構(gòu)32的第一電性半導(dǎo)體層211上。另外，第一絕緣結(jié)構(gòu)34b分別從第二奧姆接觸層321、331邊緣沿著側(cè)壁222、232延伸至第一開(kāi)口 23’中基板20的表面。
[0040]其中，第一絕緣結(jié)構(gòu)的材料可包括透明氧化物，例如二氧化硅(Si02)、氮化硅(Si3N4)、二氧化鈦(Ti02)、氧化鉭(Tantalum pentoxide,Ta205)等,但不限于此。值得注意的是，透過(guò)第一絕緣結(jié)構(gòu)34、34a、34b包覆磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33，可達(dá)到保護(hù)磊晶結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。
[0041]接著，請(qǐng)參考圖 4C、圖4E及圖41,圖41是圖4E的發(fā)光二極管的俯視不意圖。于第一接觸區(qū)22s、23s上及第二奧姆接觸層311、321、331上形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37a、37b，以及于第一絕緣結(jié)構(gòu)34b上形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37c，而且第一開(kāi)口 22’中的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37a、37b與第二奧姆接觸層321上的37c導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)依序連接在一起，而形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37，而位于第一開(kāi)口 23’及第二奧姆接觸層331的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37亦是如此。另外，形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37的方法可包含電鍍或蒸鍍制程。
[0042]于本實(shí)施例中，第二接觸區(qū)31s、32s、33s上具有第二奧姆接觸層311、321、331，而導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37電性耦合第二奧姆接觸層311、321、331，并直接奧姆接觸第一接觸區(qū)22s、23s，使該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33之間依序電性耦合。
[0043]關(guān)于第二奧姆接觸層311、321、331與導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37的材料，若第二電性半導(dǎo)體層212為N型摻雜層，則第二奧姆接觸層311、321、331則為N型奧姆接觸，其材料可由鈦、鋁、鉻、鉬、金所構(gòu)成群組之一或其組合，例如鉻/鉬/金(&外^^11)、鈦/鋁/鉬/金(Ti/Al/Pt/Au)或鈦/鉬/金(Ti/Pt/Au);而第一電性半導(dǎo)體層211則為P型半導(dǎo)體層，與之電性率禹合的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37則為P型反射式奧姆接觸(reflective ohmic contact),材料可由鎳、鉬、銀、氧化銦錫所構(gòu)成群組之一或其組合，例如鎳/銀(Ni/Ag)、鎳/鉬/銀(Ni/Pt/Ag)或氧化銦錫/銀(ΙΤΟ/Ag)，于覆晶式發(fā)光二極管中，可有效將光線反射至出光面。反之，若第一電性半導(dǎo)體層211與第二電性半導(dǎo)體層212的電性互換，則第二奧姆接觸層311、321,331為P型反射式奧姆接觸，而導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37為N型奧姆接觸。[0044]于本發(fā)明另一實(shí)施例中(圖未示)，可不形成第二奧姆接觸層，但分別于第一接觸區(qū)22s、23s上形成第一奧姆接觸層，之后再形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合第一奧姆接觸層，并直接奧姆接觸第二接觸區(qū)31s、32s、33s，據(jù)此使該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33之間依序電性耦合。另外，與前例類(lèi)似，若第一電性半導(dǎo)體層211為P型半導(dǎo)體層，與之電性耦合的第一奧姆接觸層則為P型反射式奧姆接觸，則與第二電性半導(dǎo)體層212電性耦合的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)則為N型奧姆接觸；反之亦然。
[0045]值得注意的是，本發(fā)明的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37非如現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)聯(lián)機(jī)13般纖細(xì)(如圖2)，承如前述，孔洞22、23的寬度與該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33的寬度幾乎相當(dāng)，換言之，第一開(kāi)口 22’、23’的寬度W I與該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33的寬度W2幾乎相當(dāng)(如圖41)，因此，導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37可形成為板狀結(jié)構(gòu)，且具有20至50微米的厚度，透過(guò)具有一定寬度及厚度的板狀結(jié)構(gòu)，使導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)不易因外力撞擊而破裂，且能保護(hù)磊晶結(jié)構(gòu)，以達(dá)到改善現(xiàn)有技術(shù)缺失的目的。
[0046]請(qǐng)參考圖4C及圖4F，除了第一磊晶結(jié)構(gòu)31上的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37b維持暴露，其它部份的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)上皆被第二絕緣結(jié)構(gòu)40覆蓋，因此，第一開(kāi)口 22’、23’亦填滿(mǎn)第二絕緣結(jié)構(gòu)40。接著，將導(dǎo)電基板41形成于第二絕緣結(jié)構(gòu)40上，并電性耦合第一磊晶結(jié)構(gòu)31上的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37b。導(dǎo)電基板41例如為電路板，或是可通過(guò)導(dǎo)電基板41，便于之后耦接至電路板上(圖未示)，并加強(qiáng)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。關(guān)于電路板(Printed circuitboard,簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)的材質(zhì)可為金屬基印刷電路板(metal core PCB)、銅箔印刷式電路板、陶瓷基板或硅基板。
[0047]請(qǐng)參考圖4G，將圖4F所繪的結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)(flip) 180度，若基板20為不透明的材質(zhì)，可將基板20移除，暴露出該些磊晶結(jié)構(gòu)31、32、33的底面，底面可為第一電性半導(dǎo)體層211，或是其它功能層，如未摻雜氮化鎵層(U-GaN)或成核層(nucleation),將該底面進(jìn)行粗糙化制程，以形成粗糙結(jié)構(gòu)R，使磊晶結(jié)構(gòu)中因電子電洞復(fù)合所產(chǎn)生的光被散射而增加發(fā)光面積或效率。
[0048]接著，請(qǐng)參考圖4H，于粗糙結(jié)構(gòu)R上形成電極42，電極42可包含奧姆接觸結(jié)構(gòu)(ohmic contact)，其材料如同前述，取決于與之相鄰的半導(dǎo)體層的電性，于此不再贅述。據(jù)此如圖4H所示，完成本發(fā)明的一實(shí)施例所發(fā)展的發(fā)光二極管100，對(duì)其施加電壓而于其內(nèi)產(chǎn)生的電流E可從電極42穿過(guò)第三磊晶結(jié)構(gòu)33，依序經(jīng)由導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37b、37c、37a，傳到第二磊晶結(jié)構(gòu)32，再依此順序傳到第一磊晶結(jié)構(gòu)31的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)37b (如圖5所示)。
[0049]值得注意的是，如前所述，本發(fā)明于磊晶層21定義磊晶結(jié)構(gòu)時(shí)，至少形成兩個(gè)磊晶結(jié)構(gòu)，因此，于另一實(shí)施例中，亦可只形成第一磊晶結(jié)構(gòu)31及第三磊晶結(jié)構(gòu)33，想象于圖4B及圖4H中，不存在第二磊晶結(jié)構(gòu)32及第一開(kāi)口 23，留下第一開(kāi)口 22，用以完成兩個(gè)具有導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0050]當(dāng)然，于另一實(shí)施例中，亦可于第一磊晶結(jié)構(gòu)31與第三磊晶結(jié)構(gòu)33之間，定義出多個(gè)第二磊晶結(jié)構(gòu)32，形成多個(gè)具有導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
[0051]于本發(fā)明另一實(shí)施例中，磊晶層可比前述實(shí)施例中的磊晶層包含更多半導(dǎo)體層，以完成多個(gè)具有導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參考圖6A，圖6A是本發(fā)明的另一實(shí)施例所發(fā)展出半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)向剖面示意圖。磊晶層21’與前述磊晶層21相比較，于第二電性半導(dǎo)體層212上再形成第二發(fā)光層21b,于第二發(fā)光層21b上再形成第一電性半導(dǎo)體層213，據(jù)此，定義磊晶層21’，形成多個(gè)磊晶結(jié)構(gòu)，該些磊晶結(jié)構(gòu)之間具有第一開(kāi)口，其中兩個(gè)磊晶結(jié)構(gòu)分別是第一磊晶結(jié)構(gòu)51及第二磊晶結(jié)構(gòu)52，第一開(kāi)口的兩側(cè)壁由第一絕緣結(jié)構(gòu)54a、54b所覆蓋，第一開(kāi)口的底部暴露出第一電性半導(dǎo)體層211，分別做為第一磊晶結(jié)構(gòu)51及第二磊晶結(jié)構(gòu)52的第一接觸區(qū)51s、52s。接著，于該些磊晶結(jié)構(gòu)51、52之間定義蝕刻出第二開(kāi)口，用以暴露出第二電性半導(dǎo)體層212的表面，以形成第二接觸區(qū)，而未被蝕刻掉的第一電性半導(dǎo)體層213的表面則形成第三接觸區(qū)213s。接著，可于該等磊晶結(jié)構(gòu)51、52的第二接觸區(qū)上分別形成第二奧姆接觸層511、521。
[0052]于本實(shí)施例中，于磊晶結(jié)構(gòu)51、52之間形成導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)57a、57b、57c，分別覆蓋于第一接觸區(qū)51s、52s及第二奧姆接觸層511、521以及第三接觸區(qū)213s。再于導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)57a、57b、57c上覆蓋第二絕緣結(jié)構(gòu)40，但可保留第一磊晶結(jié)構(gòu)51上的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)57c,用以跟導(dǎo)體基板41耦合，再將結(jié)構(gòu)翻轉(zhuǎn)180度，于第二磊晶結(jié)構(gòu)52的底面形成電極42 (如圖6B所示)。于本實(shí)施例中，第一電性半導(dǎo)體層211、213為N型摻雜層，第二電性半導(dǎo)體層212為P型摻雜層，則形成NPN發(fā)光二極管串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，其電路示意圖如圖6C所
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[0053]請(qǐng)參考圖7A，圖7A為本發(fā)明另一實(shí)施例所發(fā)展出關(guān)于半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)向剖面示意圖。于另一實(shí)施例中，為前一實(shí)施例的類(lèi)似結(jié)構(gòu)，差別之處在于置換磊晶結(jié)構(gòu)中半導(dǎo)體層的電性，例如，第一電性半導(dǎo)體層211、213為P型摻雜層，第二電性半導(dǎo)體層212為N型摻雜層，且該些磊晶結(jié)構(gòu)同樣具有第一開(kāi)口及第二開(kāi)口。接著，第二開(kāi)口中所暴露的第二電性半導(dǎo)體層212，其上具有第二接觸區(qū)212s，而未被蝕刻掉的第一電性半導(dǎo)體層213上具有第三接觸區(qū)，第三接觸區(qū)上可具有第三奧姆接觸層61、62，分別位于第一磊晶結(jié)構(gòu)51及第二磊晶結(jié)構(gòu)52上。覆晶后可完成如圖7B所示的PNP發(fā)光二極管串并聯(lián)的結(jié)構(gòu)，其電路示意圖如圖7C所示。
[0054]此外，發(fā)光二極管適用h V =Eg (普朗克常數(shù)h、頻率V、能量間隙Eg)理論，若改變磊晶結(jié)構(gòu)的材料種類(lèi)，即可改變Eg值，也就能改變光的波長(zhǎng)(λ =1/ V )，也就能發(fā)出不同顏色的光。
[0055]綜上所述，通過(guò)板狀的導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)及絕緣結(jié)構(gòu)，以增強(qiáng)半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，即使受到外力撞擊或進(jìn)行雷射切割元件時(shí)，導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)與磊晶結(jié)構(gòu)較不易因此受損，以提高元件的可靠度。再搭配覆晶式發(fā)光二極管的封裝方式，通過(guò)導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)置，以增強(qiáng)發(fā)光效率及散熱效能。
[0056]以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其步驟包括: 提供一第一基板； 于該第一基板上形成一嘉晶層，其中該嘉晶層包括一第一電性半導(dǎo)體層、一第二電性半導(dǎo)體層及位于該等電性半導(dǎo)體層之間的一第一發(fā)光層； 分割該磊晶層，而定義出一第一磊晶結(jié)構(gòu)及一第二磊晶結(jié)構(gòu)，并暴露出部分該第一電性半導(dǎo)體層，其中該第一電性半導(dǎo)體層的暴露部分上具有一第一接觸區(qū)，該第二電性半導(dǎo)體層上具有一第二接觸區(qū)；以及 形成一導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，覆蓋該第一接觸區(qū)及該第二接觸區(qū)，使得該第一磊晶結(jié)構(gòu)電性率禹合該第 嘉晶結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:其步驟更包括形成一第一奧姆接觸層于該第一接觸區(qū)上，使得該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合該第一奧姆接觸層，并直接奧姆接觸該第二接觸區(qū)。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:其步驟更包括形成一第二奧姆接觸層于該第二接觸區(qū)上，使得該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合該第二奧姆接觸層，并直接奧姆接觸該第一接觸區(qū)。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其步驟更包括: 于形成該磊晶層的步驟中，形成一第三電性半導(dǎo)體層于該第二電性半導(dǎo)體層上，且其之間具有一第二發(fā)光層，其中該第三電性半導(dǎo)體層與該第一電性半導(dǎo)體層具有相同電性，并與該第二電性半導(dǎo)體層具有相反電性； 于分割該磊晶層的步驟中，同時(shí)`暴露出部分該第二電性半導(dǎo)體層，其中該第三電性半導(dǎo)體層上具有一第三接觸區(qū)；以及 于形成該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的步驟中，同時(shí)覆蓋該第一磊晶結(jié)構(gòu)上的該第三接觸區(qū)及該第一接觸區(qū)，以及該第二磊晶結(jié)構(gòu)上的該第二接觸區(qū)。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其步驟更包括: 形成一第二絕緣結(jié)構(gòu)，用以覆蓋該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，但暴露部分的該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)； 提供一第二基板，電性耦合該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的暴露部分；以及 移除該第一基板，用以暴露出該等磊晶結(jié)構(gòu)的一側(cè)。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其步驟更包括將該等磊晶結(jié)構(gòu)的該側(cè)進(jìn)行一粗糙化制程。
7.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:其步驟更包括形成一電極于該第二磊晶結(jié)構(gòu)或該第一磊晶結(jié)構(gòu)的該側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于:形成該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的方法包括進(jìn)行一電鍍或蒸鍍制程。
9.一種半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu),其包括: 一第一嘉晶結(jié)構(gòu)，具有一第一接觸區(qū)； 一第二磊晶結(jié)構(gòu)，具有一第二接觸區(qū)；以及 一導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，包覆該第一接觸區(qū)及該第二接觸區(qū)，使得該第一磊晶結(jié)構(gòu)電性耦合該第二磊晶結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括一第一奧姆接觸層，形成于該第一接觸區(qū)上，且該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合該第一奧姆接觸層，并直接奧姆接觸該第二接觸區(qū)。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括一第二奧姆接觸層，形成于該第二接觸區(qū)上，且該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)電性耦合該第二奧姆接觸層，并直接奧姆接觸該第一接觸區(qū)。
12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括一第一奧姆接觸層及一第二奧姆接觸層，分別形成于該第一接觸區(qū)及該第二接觸區(qū)上，其中該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的材料與該第一奧姆接觸層或該第二奧姆接觸層的材料相同。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于該第一磊晶結(jié)構(gòu)及該第二磊晶結(jié)構(gòu)皆包括: 一第一電性半導(dǎo)體層，具有該第一接觸區(qū)； 一第二電性半導(dǎo)體層，具有該第二接觸區(qū)，并與該第一電性半導(dǎo)體層具有相反電性；以及 一第一發(fā)光層，位于該第一電性半導(dǎo)體層及該第二電性半導(dǎo)體層之間。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo) 體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:該第一磊晶結(jié)構(gòu)及該第二磊晶結(jié)構(gòu)皆包括一第二發(fā)光層及一第三電性半導(dǎo)體層，且該第二發(fā)光層位于該第三電性半導(dǎo)體層與該第二電性半導(dǎo)體層之間，該第三電性半導(dǎo)體層與該第一電性半導(dǎo)體層具有相同電性，且其上具有一第三接觸區(qū)，該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)覆蓋該第一磊晶結(jié)構(gòu)上的該第三接觸區(qū)及該第一接觸區(qū)，以及該第二磊晶結(jié)構(gòu)上的該第二接觸區(qū)。
15.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的材料為金屬，且其厚度是介于20至50微米之間。
16.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括一電極，位于該第二磊晶結(jié)構(gòu)相對(duì)該第二接觸區(qū)的一側(cè)。
17.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:該等磊晶結(jié)構(gòu)相對(duì)該等接觸區(qū)的一側(cè)具有一粗糙結(jié)構(gòu)。
18.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)更包括一絕緣層及一基板，該絕緣層包覆該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，但暴露部分的該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)，該基板電性耦合該導(dǎo)電支撐結(jié)構(gòu)的暴露部分。
【文檔編號(hào)】H01L33/16GK103579431SQ201210279540
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月7日
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