發(fā)光元件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件及其制造方法；特別是涉及一種具有孔洞的發(fā)光元件及 其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖1所示為一現(xiàn)有的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包含一永久基板109,于其上方由上往下依 序有一發(fā)光疊層102, 一金屬反射層106, 一阻障層107,及一金屬連接結(jié)構(gòu)108。此外，一第 一電極110E1及其延伸電極110E1'設(shè)置于發(fā)光疊層102上，及一第二電極110E2設(shè)置于永 久基板109上用W傳遞電流。
[0003] 其中金屬反射層106用W反射發(fā)光疊層102所發(fā)出的光線，金屬連接結(jié)構(gòu)108是 由兩層材料相接合形成合金W使永久基板109與阻障層107相接合。而阻障層107位于金 屬反射層106與金屬連接結(jié)構(gòu)108間，用W阻止金屬反射層106與金屬連接結(jié)構(gòu)108間的金 屬擴(kuò)散（difTusion)。然而，金屬連接結(jié)構(gòu)108 -般是用高溫接合，即接合溫度高于30(TC， 故金屬連接結(jié)構(gòu)108的材料成分通常與金屬反射層106的材料成分不同，即金屬連接結(jié)構(gòu) 108的材料成分與金屬反射層106不具有相同的金屬元素。例如現(xiàn)有的金屬反射層106采 用銀（Ag);而金屬連接結(jié)構(gòu)108采用鋒狂n)為主要含量的合金，例如鋒狂n)與鉛（A1)的 合金，W利高溫接合。當(dāng)金屬反射層106的材料與金屬連接結(jié)構(gòu)108不具有相同的金屬元 素時(shí)，現(xiàn)有的阻障層107的設(shè)計(jì)采薄阻障層（小于lOOnm)的設(shè)計(jì)均能達(dá)成阻止金屬反射層 106與金屬連接結(jié)構(gòu)108間的金屬擴(kuò)散的效果。
[0004] 然而，隨著發(fā)光二極管應(yīng)用的發(fā)展，對于性能的要求漸漸提高，例如當(dāng)發(fā)光二極管 應(yīng)用于汽車領(lǐng)域時(shí)，因?yàn)槠嚺c人身安全息息相關(guān)，因此對于車用的發(fā)光二極管的可靠度 要求也比一般應(yīng)用如顯示屏（display)等來得高，故需使用穩(wěn)定性較佳的反射鏡材料。而 相較于銀金屬恐有銀金屬電致遷移（migration)的疑慮，W其他金屬材料制作金屬反射層 106有其優(yōu)勢。另外，隨著金屬連接結(jié)構(gòu)108往低溫接合的方向發(fā)展，金屬連接結(jié)構(gòu)108的 材料同樣需要更多的選擇變化。故當(dāng)金屬反射層106的材料與金屬連接結(jié)構(gòu)108選擇具有 相同的金屬元素時(shí)，因?yàn)樽枵蠈?07的兩側(cè)所具有相同的金屬元素，使得金屬連接結(jié)構(gòu)108 合金中的其他元素在阻障層107的兩側(cè)均特別容易結(jié)合，故薄阻障層的設(shè)計(jì)將無法有效阻 止金屬反射層106與金屬連接結(jié)構(gòu)108間的金屬擴(kuò)散，當(dāng)發(fā)光二極管因?yàn)榻?jīng)過制作工藝中 的高溫處理步驟后，容易出現(xiàn)金屬連接結(jié)構(gòu)108合金中的金屬擴(kuò)散至金屬反射層106,導(dǎo)致 金屬反射層106反射率降低，而使發(fā)光二極管亮度降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光元件及其制造方法，W解決上述問題。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明所公開的發(fā)光元件包含；一金屬連接結(jié)構(gòu)；一阻障層位于 上述金屬連接結(jié)構(gòu)之上，包含一第一多層金屬層位于上述金屬連接結(jié)構(gòu)之上及一第二多層 金屬層位于上述第一多層金屬層之上；一金屬反射層位于上述阻障層之上；W及一發(fā)光疊 層電連接上述金屬反射層；其中上述第一多層金屬層包含由一第一金屬材料構(gòu)成的一第一 金屬層及由一第二金屬材料構(gòu)成的一第二金屬層，上述第一金屬層較上述第二金屬層接近 上述金屬連接結(jié)構(gòu)，且上述第二多層金屬層包含由一第H金屬材料構(gòu)成的一第H金屬層及 由一第四金屬材料構(gòu)成的一第四金屬層，上述第H金屬層較上述第四金屬層接近上述第二 金屬層，且上述第一金屬材料和上述第二金屬材料不同，上述第H金屬材料和上述第四金 屬材料不同。
[0007] 本發(fā)明還公開一種發(fā)光元件包含；一金屬連接結(jié)構(gòu)；一阻障層位于上述金屬連接 結(jié)構(gòu)之上，包含一第一多層金屬層位于上述金屬連接結(jié)構(gòu)之上及一第二多層金屬層位于上 述第一多層金屬層之上；一金屬反射層位于上述阻障層之上；W及一發(fā)光疊層電連接上述 金屬反射層；其中上述金屬連接結(jié)構(gòu)與上述金屬反射層包含一相同的金屬元素，且上述阻 障層包含與上述金屬反射層相異的金屬元素。
【附圖說明】
[0008] 圖1為一現(xiàn)有的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)；
[0009] 圖2A至圖21為本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件及其制造方法；
[0010] 圖3A及圖3B用W說明第一實(shí)施例中的阻障層。
[0011] 符號說明
[0012] 102發(fā)光疊層
[0013] 106金屬反射層
[0014] 107阻障層
[0015] 108金屬連接結(jié)構(gòu)
[0016] 109永久基板
[0017] 110E1第一電極 [001引llOEl'延伸電極
[0019] 110E2第二電極
[0020] 201成長基板
[0021] 202發(fā)光疊層
[0022] 202a第一電性半導(dǎo)體層
[0023] 20化發(fā)光層
[0024] 202c第二電性半導(dǎo)體層 [002引203介電層
[0026] 2031穿孔
[0027] 204第一透明導(dǎo)電氧化層
[0028] 205第二透明導(dǎo)電氧化層
[0029] 206金屬反射層
[0030] 207阻障層
[0031] 2071a，2071a，第一金屬層
[0032] 207化第二金屬層
[0033] 2072a第H金屬層
[0034] 2072b第四金屬層
[00巧]207i抗氧化層
[0036] 208金屬連接結(jié)構(gòu)
[0037] 2081第一接合層
[0038] 2082第二接合層
[0039] 2083第H接合層
[0040] 209永久基板
[0041] 210E1 第一電極
[0042] 210E1，延伸電極
[0043] 210E2 第二電極
[0044] 211保護(hù)層
[0045] 212r粗化結(jié)構(gòu)
【具體實(shí)施方式】
[0046] 圖2A-圖21為本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光元件及其制造方法，如圖2A所示，首先提 供一成長基板201，并于其上形成一發(fā)光疊層202,發(fā)光疊層202包括一半導(dǎo)體疊層，由下而 上依序包括一第一電性半導(dǎo)體層202a;-發(fā)光層20化位于第一電性半導(dǎo)體層202a之上； W及一第二電性半導(dǎo)體層202c位于發(fā)光層20化之上。第一電性半導(dǎo)體層202a和第二電性 半導(dǎo)體層202c電性相異，例如第一電性半導(dǎo)體層202a是n型半導(dǎo)體層，而第二電性半導(dǎo)體 層202c是P型半導(dǎo)體層。第一電性半導(dǎo)體層202a、發(fā)光層20化、及第二電性半導(dǎo)體層202c 為III-V族材料所形成，例如為磯化鉛嫁鋼（AlGaIn巧系列材料。
[0047] 接著，如圖2B所示，形成一介電層203于發(fā)光疊層202上，介電層203具有一折射 率小于與發(fā)光疊層202的折射率。介電層203的材料例如包含一材料選自氧化娃（SiO,)、 氣化鎮(zhèn)（M化），及氮化娃（SiN,)所構(gòu)成的群組，介電層203的厚度約為50皿至150皿之間， 本實(shí)施例的介電層203的厚度為lOOnm。接著，如圖2C所示，W黃光及蝕刻制作工藝，在介 電層203中形成多個(gè)的穿孔2031穿透介電層203,穿孔2031由上視大致為圓形（圖未示） 并具有一直徑D，直徑D約介于5ym至15ym之間，在本實(shí)施例中，直徑D約為10ym。
[0048]接著，如圖2D所示，形成一第一透明導(dǎo)電氧化層204位于介電層203上并填入穿 孔2031中，W使第一透明導(dǎo)電氧化層204與發(fā)光疊層202形成歐姆接觸，第一透明導(dǎo)電氧 化層204的厚度約為25A至lOOA之間，本實(shí)施例的第一透明導(dǎo)電氧化層204的厚度為 75A。然后，形成一第二透明導(dǎo)電氧化層205位于第一透明導(dǎo)電氧化層204上，其中第二 透明導(dǎo)電氧化層205主要用W提供橫向（與各層堆疊方向相垂直的方向）電流擴(kuò)散的功 能，其材料與第一透明導(dǎo)電氧化層204的材料不同。第二透明導(dǎo)電氧化層205的厚度約為 0. 5ym至3ym之間，本實(shí)施例的第二透明導(dǎo)電氧化層205的厚度為1.Oym。值得注意的 是，第二透明導(dǎo)電氧化層205的厚度相較于第一透明導(dǎo)電氧化層204及介電層203的厚度 明顯較厚，故如圖所示意，第二透明導(dǎo)電氧化層205形成后，可填平穿孔2031，并使因?yàn)榇?孔2031造成的高低差不平整回到一較平整的表面。第一透明導(dǎo)電氧化層204與第二透明 導(dǎo)電氧化層205包含一材料選自氧化鋼錫（IndiumTinOxide,IT0)、氧化鉛鋒（Aluminum ZincOxide,AZO)、氧化領(lǐng)錫、氧化鍵錫、氧化鋒狂nO)、氧化鋒錫、及氧化鋼鋒（IndiumZinc 化ide，IZO)所構(gòu)成的群組。在本實(shí)施例中，第一透明導(dǎo)電氧化層204的材料為氧化鋼 錫（IndiumTinOxide,IT0),第二透明導(dǎo)電氧化層205的材料為氧化鋼鋒（IndiumZinc Oxide,IZO)。
[0049] 接著，如圖2E所示，形成一金屬反射層206位于第二透明導(dǎo)電氧化層205之上，金 屬反射層206包含一金屬材料用W反射發(fā)光疊層202所發(fā)出的光線。在本實(shí)施例中，金屬 反射層206可對發(fā)光疊層所發(fā)出的光線有大于90%的反射率，例如為金（Au)。
[0050] 接著，如圖2F所示，形成一阻障層207位于金屬反射層206上，阻障層207用W阻 止金屬反射層206與金屬連接結(jié)構(gòu)208 (將于后續(xù)說明）間的金屬擴(kuò)散（difTusion)。阻障 層207的實(shí)施例如圖3A或圖3B所示，也將于后續(xù)詳細(xì)說明。接著，形成第一接合層2081 位于阻障層207上，及第二接合層2082位于第一接合層2081上。接著，如圖2G所示，提供 一永久基板209,并形成一第H接合層2083位于永久基板209上，并使第H接合層2083與 第二接合層2082對接化onding)，且接合后將成長基板201移除，其情形如圖2H所示。第 一接合層2081,束二接合層2082,及束二接合層2083形成一金屬連接結(jié)構(gòu)208。金屬連接 結(jié)構(gòu)208包含一烙點(diǎn)小于或等于30(TC的低溫烙合材料。低溫烙合材料例如包含鋼（In) 或錫（Sn)，在本實(shí)施例中，低溫烙合材料包含鋼（In),例如當(dāng)?shù)谝唤雍蠈?081的材料為金 (Au)，第二接合層2082的材料為鋼（In)，第H接合層2083的材料為金（Au)時(shí)，此第一接合 層2081，第二接合層2082,及第H接合層2083可在一低溫下，例如溫度小于或等于30(TC 下，因共晶（eutectic)效應(yīng)而形成合金并接合，形成一金屬連接結(jié)構(gòu)208,而金屬連接結(jié)構(gòu) 208包含鋼（In)及金（Au)的合金。在另一實(shí)施例中，第二接合層2082可W是形成在第一 接合層2081上，并與永久基板209上的第H接合層2083接合形成金屬連接結(jié)構(gòu)208。
[0051] 接著，如圖21所示，形成第一電極210E1及其延伸電極210E1'于發(fā)光疊層202上。 然后，通過一黃光及蝕刻制作工藝將發(fā)光疊層202的外圍一部分移除并曝露部分的介電層 203,并可選擇性地實(shí)施一發(fā)光疊層202表面的粗化制作工藝，W于第一電性半導(dǎo)體層202a 上形成粗化結(jié)構(gòu)212r，然后形成保護(hù)層211于發(fā)光疊