發(fā)光元件的制作方法
【專利說明】發(fā)光元件
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2010年10月14日且發(fā)明名稱為“發(fā)光元件及其制法”的中國專利申請(qǐng)201010511905.7的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，尤其是涉及一種陣列式的發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0003]發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光原理和結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)光源并不相同，具有耗電量低、元件壽命長、無需暖燈時(shí)間、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，再加上其體積小、耐震動(dòng)、適合量產(chǎn)，容易配合應(yīng)用需求制成極小或陣列式的元件，在市場(chǎng)上的應(yīng)用頗為廣泛。例如，光學(xué)顯示裝置、激光二極管、交通號(hào)志、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置、通訊裝置、照明裝置、以及醫(yī)療裝置等。
[0004]傳統(tǒng)的陣列式發(fā)光二極管，如圖1所示，包含一藍(lán)寶石絕緣基板10、多個(gè)發(fā)光疊層12形成于藍(lán)寶石絕緣基板10上，包含一 P型半導(dǎo)體層121、一發(fā)光層122、以及一 η型半導(dǎo)體層123。由于藍(lán)寶石基板10不導(dǎo)電，因此在多個(gè)發(fā)光疊層12之間由蝕刻形成溝槽14后可使各發(fā)光疊層12彼此絕緣，另外再通過部分蝕刻多個(gè)發(fā)光疊層12至η型半導(dǎo)體層123，分別在η型半導(dǎo)體層123暴露區(qū)域以及P型半導(dǎo)體層121上形成一第一電極18以及一第二電極16。再通過金屬導(dǎo)線19選擇性連接多個(gè)發(fā)光疊層12的第一電極18及第二電極16，使得多個(gè)發(fā)光疊層12之間形成串聯(lián)或并聯(lián)的電路，其中金屬導(dǎo)線19與P型半導(dǎo)體層121間具有一介電層17。此外，發(fā)光疊層12可通過金屬氣相沉積法(MOCVD)成長于藍(lán)寶石絕緣基板10上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光元件的制法，以解決上述問題。
[0006]為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光元件的制法，其步驟包括:提供一第一基板，其上形成有以溝槽為間隔的多個(gè)發(fā)光疊層；以一液態(tài)的介電材料填入溝槽中及多個(gè)發(fā)光疊層上；以及進(jìn)行一固化程序，以形成一介電結(jié)構(gòu)，介電結(jié)構(gòu)包括填充于溝槽中的一隔離部、及形成于多個(gè)發(fā)光疊層上的一介電層。
[0007]本發(fā)明提供一種發(fā)光元件，包括:一第二基板；多個(gè)發(fā)光疊層位于第二基板上；以及一介電結(jié)構(gòu)，包括一介電層位于第二基板與多個(gè)發(fā)光疊層間，及一隔離部延伸自介電層且位于各發(fā)光疊層之間，其中隔離部的深度與寬度的比值大于等于0.8且小于等于3。
【附圖說明】
[0008]圖1是為現(xiàn)有技術(shù)的陣列式發(fā)光二極管示意圖；
[0009]圖2Α至圖2Η是顯示本發(fā)明發(fā)光元件第一實(shí)施例的制造流程圖；
[0010]圖3是顯示本發(fā)明發(fā)光元件第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖；以及
[0011]圖4是顯示本發(fā)明發(fā)光元件第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。
[0012]主要元件符號(hào)說明
[0013]藍(lán)寶石絕緣基板10
[0014]發(fā)光疊層12
[0015]P型半導(dǎo)體層121
[0016]發(fā)光層122
[0017]η型半導(dǎo)體層123
[0018]溝槽14
[0019]金屬導(dǎo)線19
[0020]發(fā)光元件200，300，400
[0021]第一基板202
[0022]蝕刻停止層201
[0023]第一半導(dǎo)體層204,304,404
[0024]發(fā)光層206
[0025]第二半導(dǎo)體層208
[0026]半導(dǎo)體疊層210
[0027]溝槽212
[0028]發(fā)光疊層214,314,414
[0029]第一電極205
[0030]第二電極207
[0031]第二基板218,318,418
[0032]金屬導(dǎo)線220
[0033]介電結(jié)構(gòu)216,316,416
[0034]隔離部216a, 316a, 416a
[0035]介電層216b, 316b, 416b
[0036]粘著層422
[0037]反射層322
[0038]透明導(dǎo)電層324
【具體實(shí)施方式】
[0039]請(qǐng)參閱圖2A至圖2F，其是顯示本發(fā)明發(fā)光元件的制法的第一實(shí)施例。
[0040]步驟a:如圖2A所示，首先提供一第一基板202，并在第一基板202上進(jìn)行磊晶成長以形成一半導(dǎo)體疊層210，包括:形成一第一半導(dǎo)體層204于第一基板202上；形成一發(fā)光層206于第一半導(dǎo)體層204上；以及形成一第二半導(dǎo)體層208于發(fā)光層206上。其中第一半導(dǎo)體層204可摻雜為η型，而第二半導(dǎo)體層可摻雜為P型；或第一半導(dǎo)體層204可摻雜為P型，而第二半導(dǎo)體層可摻雜為η型。此外，在形成第一半導(dǎo)體層204前可選擇性地先形成一蝕刻停止層201于第一基板202上。例如當(dāng)后續(xù)欲進(jìn)行濕式蝕刻制作工藝且磊晶種類為磷化鋁鎵銦(AlGaInP)系列時(shí)，蝕刻停止層201的材料可為磷化銦鎵(InGaP)，然而當(dāng)后續(xù)是進(jìn)行干式蝕刻制作工藝時(shí)，可不形成蝕刻停止層201。
[0041]步驟b:如圖2B所示，將第二半導(dǎo)體層208表面進(jìn)行粗化。
[0042]步驟c:如圖2C所示，在前述半導(dǎo)體疊層210上進(jìn)行蝕刻以形成溝槽212?？衫梦g刻液進(jìn)行濕式蝕刻，令溝槽212的深度穿透第一半導(dǎo)體層204、發(fā)光層206、第二半導(dǎo)體層208，但不穿透蝕刻停止層201 ;溝槽212也可以感應(yīng)親合等離子體蝕刻(InductivelyCoupled Plasma, ICP)的方式形成。溝槽212可呈棋盤狀分布，以形成多個(gè)陣列狀排列的發(fā)光置層214。
[0043]步驟d:如圖2D所示，利用旋涂玻璃(SOG)方式將一介電材料涂布在第二半導(dǎo)體層208上并填充于溝槽212中。旋涂玻璃的介電材料在涂布過程中為液態(tài)，因此可避免與第二半導(dǎo)體層208間出現(xiàn)氣泡。當(dāng)涂布介電材料的程序完成后再進(jìn)行一固化程序使液態(tài)的介電材料形成一介電結(jié)構(gòu)216。介電結(jié)構(gòu)216包括填充于溝槽212中的隔離部216a、及第二半導(dǎo)體層208上的一介電層216b。介電材料可例如為二氧化硅(S12)或二氧化鈦(T12),以二氧化硅為例，當(dāng)完成旋涂玻璃涂布后，將介電材料在溫度約為200?500度之間進(jìn)行固化。此外，介電結(jié)構(gòu)216也可通過涂布娃樹脂、苯并環(huán)丁稀(BCB)、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、聚亞醯胺(Polyimide)或過氟環(huán)丁烷(PFCB)所形成。
[0044]步驟e:如圖2E所示，在介電層216b表面進(jìn)行平坦化制作工藝，可例如采用化學(xué)機(jī)械研磨(Chemical mechanical polishing, CMP)方式使介電層216b表面平坦化。接著可提供一第二基板218以直接接合方式，例如鍵結(jié)，與介電層216b結(jié)合。第二基板218可為具有氧分子的一承載基板，例如藍(lán)寶石、玻璃或石英材料的基板，通過加壓及加熱使其具有的氧分子與介電層216b的氧分子鍵結(jié)。
[0045]步驟f:如圖2F所示，移除蝕刻停止層201及第一基板202，曝露出隔離部216a與各發(fā)光疊層214的頂面214a，此時(shí)隔離部216a與發(fā)光疊層214的頂面214a呈大致齊平的狀態(tài)。其中發(fā)光疊層214的頂面裸露出第一半導(dǎo)體層204。
[0046]步驟g:如圖2G所示，在各發(fā)光疊層214上進(jìn)行曝光、顯影等制作工藝以移除部分的第一半導(dǎo)體層204及發(fā)光層206，進(jìn)而使第二半導(dǎo)體層208的部分表面裸露，接著可在第一半導(dǎo)體層204及第