發(fā)光二極管的制作方法
【專利說明】
[0001] 巧關(guān)申請的香叉參考
[0002] 本發(fā)明主張2014年6月13日提交的第10-2014-0072356號(hào)韓國專利申請W及 2014年6月30日提交的第10-2014-0081058號(hào)韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，運(yùn)些申請出 于所有目的W引用的方式如同全文再現(xiàn)一般并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的示例性實(shí)施例設(shè)及一種發(fā)光二極管W及一種制造發(fā)光二極管的方法。更 確切地說，本發(fā)明的示例性實(shí)施例設(shè)及一種通過W晶圓級分離增長襯底來制造的發(fā)光二極 管W及一種制造發(fā)光二極管的方法。
【背景技術(shù)】
[0004] 發(fā)光二極管是指發(fā)出通過電子和電桐的重組合產(chǎn)生的光的無機(jī)半導(dǎo)體裝置并且 用于多個(gè)領(lǐng)域，例如，顯示器、車燈、一般照明設(shè)備W及其類似者。
[0005] 根據(jù)電極的位置或電極與外部引線之間的連接類型，發(fā)光二極管可W分成橫向型 發(fā)光二極管、垂直型發(fā)光二極管W及倒裝忍片型（flip-chip)發(fā)光二極管。
[0006] 橫向型發(fā)光二極管可相對容易地制造且因此最廣泛地用于本領(lǐng)域中。此種橫向型 發(fā)光二極管包含在其下側(cè)處的增長襯底，而不是從此處分離。作為發(fā)光二極管的增長襯底， 藍(lán)寶石襯底最廣泛地用于本領(lǐng)域中，并且由于藍(lán)寶石襯底的低導(dǎo)熱性，其具有難W從發(fā)光 二極管中排出熱量的問題。因此，發(fā)光二極管具有增加的結(jié)溫度W及減小的內(nèi)部量子效率， 并且變得不合適用于高電流驅(qū)動(dòng)。
[0007] 已經(jīng)開發(fā)了垂直型和倒裝忍片型發(fā)光二極管，W便解決橫向型發(fā)光二極管的問 題。通常，與典型的橫向型發(fā)光二極管相比，垂直型發(fā)光二極管通過采用其中P-電極位于 下側(cè)的結(jié)構(gòu)而具有良好的電流擴(kuò)展性能，并且還通過采用具有比藍(lán)寶石高的導(dǎo)熱性的支撐 襯底而展現(xiàn)良好的散熱效率。此外，在垂直型發(fā)光二極管中，N-平面通過光輔助化學(xué)（photo enhancedchemical,PEC)蝕刻或其類似者經(jīng)受各向異性蝕刻W形成粗糖表面，由此顯著改 進(jìn)向上的光提取效率。然而，在垂直型發(fā)光二極管中，外延層的總厚度與發(fā)光面積相比較 薄，因此提供電流擴(kuò)展的難度。也就是說，由于使用導(dǎo)電氮化物層制造的垂直型發(fā)光二極管 經(jīng)配置W允許在氮化物層的下側(cè)處形成的上電極與下電極之間引導(dǎo)電流的流動(dòng)，因此難W 在整個(gè)活性區(qū)域中實(shí)現(xiàn)均一的電流擴(kuò)展。為了解決此問題，將絕緣材料提供到對應(yīng)于n-電 極片的P-電極的位置，W防止電流直接從n-電極片流到P-電極。然而，通過此結(jié)構(gòu)，發(fā)光 二極管在移除襯底的過程期間具有在P-電極與絕緣材料之間裂解的問題。
[0008] 另一方面，垂直型發(fā)光二極管包含由不同導(dǎo)電型半導(dǎo)體構(gòu)成的下半導(dǎo)體層和上半 導(dǎo)體層，并且需要分別連接到上半導(dǎo)體層和下半導(dǎo)體層的電極。因此，在制造垂直型發(fā)光二 極管時(shí)，需要將增長襯底與半導(dǎo)體層分離的過程。
[0009] 通常，為了防止在分離增長襯底時(shí)對半導(dǎo)體層造成損壞，在將增長襯底與半導(dǎo)體 層分離之前，在增長襯底的相對側(cè)處將金屬襯底結(jié)合到半導(dǎo)體層。隨后，通過激光剝離、化 學(xué)品剝離或應(yīng)力剝離將增長襯底與半導(dǎo)體層分離。金屬襯底經(jīng)由單獨(dú)的結(jié)合層結(jié)合到半導(dǎo) 體層，同時(shí)從某一結(jié)合溫度或更高溫度冷卻到室溫，所述結(jié)合層用W將金屬襯底結(jié)合到半 導(dǎo)體層。
[0010] 另一方面，金屬襯底和半導(dǎo)體層（例如，基于氮化嫁的半導(dǎo)體層）具有不同的熱膨 脹系數(shù)，由此引起彎成弓形現(xiàn)象，其中半導(dǎo)體層被彎曲同時(shí)從結(jié)合溫度冷卻到室溫。在大面 積分離增長襯底之后，此種彎成弓形現(xiàn)象變得嚴(yán)重。在大面積分離增長襯底時(shí)，存在由于彎 成弓形現(xiàn)象而對半導(dǎo)體層造成損壞的較高可能性，由此難WW晶圓級分離增長襯底。為了 防止由彎成弓形現(xiàn)象引起的對半導(dǎo)體層造成損壞，在晶圓分成單元二極管之后將增長襯底 與個(gè)別發(fā)光二極管分離。因此，制造垂直型發(fā)光二極管的常規(guī)方法需要復(fù)雜的過程和較高 的制造成本。
[0011] 此外，由于典型的垂直型發(fā)光二極管具有置于發(fā)光平面上的上金屬電極，因此上 金屬電極可W屏蔽從活性層發(fā)出的光。因此，垂直型發(fā)光二極管的光提取效率可能會(huì)遭受 退化。
[0012] 近年來，已研究開發(fā)一種用于通過經(jīng)由焊膏直接將發(fā)光二極管的墊片結(jié)合到印刷 電路板來制造發(fā)光二極管模塊的技術(shù)。例如，發(fā)光二極管模塊通過將發(fā)光二極管忍片直接 安裝在印刷電路板（printedcircuitboard，PCB)上，而不是封裝發(fā)光二極管忍片來制造。 由于墊片在發(fā)光二極管模塊中直接鄰接焊膏，因此焊膏中的金屬元素（例如，錫（Sn))通過 墊片擴(kuò)散到發(fā)光二極管中并且可W在發(fā)光二極管中產(chǎn)生短路，由此引起裝置故障。因此，需 要開發(fā)一種克服現(xiàn)有技術(shù)中的此類問題的發(fā)光二極管W及一種制造所述發(fā)光二極管的方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 示例性實(shí)施例提供一種具有改進(jìn)的光提取效率并且允許高電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二極 管。
[0014] 示例性實(shí)施例提供一種可W通過防止焊膏的金屬元素?cái)U(kuò)散經(jīng)由焊膏直接安裝在 印刷電路板或其類似者上的發(fā)光二極管。
[0015] 示例性實(shí)施例提供一種具有改進(jìn)的電流擴(kuò)展性能并且允許高電流驅(qū)動(dòng)的發(fā)光二 極管。
[0016] 示例性實(shí)施例提供一種具有改進(jìn)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性且展示極佳散熱效率的發(fā)光二極 管。
[0017] 示例性實(shí)施例提供一種W晶圓級制造的發(fā)光二極管。
[0018] 示例性實(shí)施例提供一種包含支撐部件的發(fā)光二極管，所述支撐部件替代晶圓級次 級襯底并且具有形成于其上的墊片。
[0019] 示例性實(shí)施例提供一種可W在將增長襯底與半導(dǎo)體層分離之后最小化或防止彎 成弓形現(xiàn)象的出現(xiàn)，由此實(shí)現(xiàn)大面積分離增長襯底的發(fā)光二極管。
[0020] 示例性實(shí)施例提供一種如上文所述的制造發(fā)光二極管的方法。
[0021] 根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例，發(fā)光二極管包含：至少一個(gè)下電極，電流施加到所述下 電極上；置于下電極上的發(fā)光結(jié)構(gòu)，其將電連接到下電極并且包含至少一個(gè)通孔；反射電 極層，其置于下電極與發(fā)光結(jié)構(gòu)之間；W及電極圖案，其通過通孔將下電極電連接到發(fā)光結(jié) 構(gòu)。
[0022] 所述電極圖案可W包含透明電極層，并且所述透明電極層可W包含氧化銅錫、氧 化鋒、二氧化錫、石墨締或碳納米管。
[0023] 發(fā)光二極管可W進(jìn)一步包含圍繞下電極的側(cè)表面的模具，并且下電極的下表面可 W與模具的下表面齊平。
[0024] 所述模具可W包含多個(gè)緊固元件。所述模具可W通過多個(gè)緊固元件W機(jī)械方式緊 固到下電極。
[0025] 緊固元件中的每一個(gè)可W包含多個(gè)凹陷部分和多個(gè)突出部分。此處，多個(gè)突出部 分可W在突出方向上具有增加的寬度。
[0026] 多個(gè)突出部分可W具有連續(xù)地或間歇地增加的寬度。
[0027] 所述模具可W包含光敏聚酷亞胺、Su-8、用于電鍛的光致抗蝕劑、聚對二甲苯、環(huán) 氧模塑料（epo巧moldingcompound,EMC)W及陶瓷粉中的至少一個(gè)。 陽02引下電極可W具有20ym至200ym的高度。
[0029] 反射電極層可W包含反射金屬層和覆蓋反射金屬層的覆蓋金屬層。
[0030] 發(fā)光二極管可W進(jìn)一步包含置于下電極與將電連接到下電極的反射電極層之間 的墊片金屬層，并且所述墊片金屬層可W通過通孔電連接到電極圖案。
[0031] 發(fā)光二極管可W進(jìn)一步包含第一絕緣層，所述第一絕緣層置于反射電極層與墊片 金屬層之間，并且包含對應(yīng)于通孔的第一區(qū)域和其中反射電極層電連接到墊片金屬層的第 二區(qū)域。
[0032] 第一絕緣層可W包含分布式布拉格反射器。
[0033] 發(fā)光二極管可W包含至少兩個(gè)下電極。此處，下電極可W彼此分離并且至少兩個(gè) 下電極中的一個(gè)可W通過第二區(qū)域電連接到反射電極層且另一下電極可W通過第一區(qū)域 電連接到電極圖案。
[0034] 其中電極圖案連接到發(fā)光結(jié)構(gòu)的區(qū)域可W與第二區(qū)域重疊。
[0035] 發(fā)光二極管可W進(jìn)一步包含第二絕緣層，所述第二絕緣層使發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)表面和 發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面的一部分與電極圖案絕緣。
[0036] 發(fā)光結(jié)構(gòu)可W包含在其表面上形成的粗糖度。
[0037] 下電極可W包含導(dǎo)電層、阻擋層和抗氧化層。 陽03引 電極圖案可W包含在一個(gè)方向上延伸的多個(gè)延伸部分。
[0039] 所述多個(gè)延伸部分中的至少一些可W與隔離區(qū)域重疊。
[0040] 電極圖案可W包含多個(gè)第一延伸部分和多個(gè)第二延伸部分。此處，多個(gè)第一延伸 部分可W相對于通孔在相對的橫向方向上延伸，并且第二延伸部分中的一個(gè)可W在相對于 多個(gè)第一延伸部分的延伸方向垂直的方向上延伸。
[0041] 發(fā)光二極管可W進(jìn)一步包含置于電極圖案上的第=絕緣層。
[0042] 根據(jù)另一示例性實(shí)施例，制造發(fā)光二極管的方法包含：在增長襯底上形成發(fā)光結(jié) 構(gòu)；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成反射電極層；在發(fā)光結(jié)構(gòu)上形成用W覆蓋反射電極層并且將電連接 到發(fā)光結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)下電極；將增長襯底與發(fā)光結(jié)構(gòu)分離；在發(fā)光結(jié)構(gòu)中形成通孔；W 及形成通過通孔將下電極電連接到發(fā)光結(jié)構(gòu)的電極圖案。
[0043] 電極圖案可W包含透明電極層。此處，所述透明電極層可W包含氧化銅錫、氧化鋒 或二氧化錫。 W44] 形成至少一個(gè)下電極可W包含形成用W圍繞下電極的模具。此處，所述模具可W 包含在其中的多個(gè)緊固元件并且可W通過多個(gè)緊固元件W機(jī)械方式緊固到下電極。
[0045] 形成用W圍繞下電極的模具可W包含形成圍繞模具的外部區(qū)域的支撐件，并且所 述支撐件和下電極可W通過相同過程形成。
[0046] 形成用W圍繞下電極的模具可W包含通過曝光和顯影圖案化模具的內(nèi)部區(qū)域W 形成多個(gè)緊固元件和內(nèi)部開放區(qū)域，接著用下電極填充具有在其上形成的多個(gè)緊固元件的 內(nèi)部開放區(qū)域。
[0047] 用下電極填充內(nèi)部開放區(qū)域可W包含通過沉積或電鍛在內(nèi)部開放區(qū)域內(nèi)形成下 電極。
[0048] 根據(jù)示例性實(shí)施例，發(fā)光二極管允許高電流驅(qū)動(dòng)，并且具有改進(jìn)的電流擴(kuò)展性能 且可W通過采用透明電極層替代電線來實(shí)現(xiàn)光提取效率的提高。另外，根據(jù)示例性實(shí)施例， 在分離增長襯底之后，發(fā)光二極管不采用金屬襯底，由此防止由于金屬襯底與半導(dǎo)體層之 間的熱膨脹系數(shù)差引起的彎成弓形現(xiàn)象。此外，根據(jù)示例性實(shí)施例，發(fā)光二極管可WW晶圓 級制造并且因此可W經(jīng)由焊膏直接安裝在印刷電路板上，同時(shí)防止在經(jīng)由焊膏安裝在印刷 電路板上之后焊膏的金屬元素發(fā)生擴(kuò)散。
【附圖說明】
[0049] 包含附圖W提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且附圖并入本說明書且構(gòu)成本說明書 的一部分，所述附圖與用W闡述本發(fā)明的原理的描述一起說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0050] 圖Ia至圖6d是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的說明發(fā)光二極管W及制造發(fā)光二極 管的