具有電極焊盤的發(fā)光二極管的制作方法
【專利說明】具有電極焊盤的發(fā)光二極管
[0001 ] 本申請是申請日為2010年11月16日、申請?zhí)枮?01010551678.0的發(fā)明專利申請“具有電極焊盤的發(fā)光二極管”的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的示例性實施例涉及一種發(fā)光二極管，更具體地講，涉及一種具有電極焊盤的發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0003]氮化鎵(GaN)基發(fā)光二極管(LED)已廣泛地用于包括全色LED顯示器、LED交通信號、白色LED等的應(yīng)用中。
[0004]GaN類發(fā)光二極管通常通過在例如藍寶石基底的基底上生長外延層而形成，并包括N型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層以及設(shè)置在N型半導(dǎo)體層和P型半導(dǎo)體層之間的有源層。另外，N電極焊盤形成在N型半導(dǎo)體層上，P電極焊盤形成在P型半導(dǎo)體層上。發(fā)光二極管通過這些電極焊盤電連接到外部電源，并通過外部電源進行操作。這里，電流經(jīng)過半導(dǎo)體層從P電極焊盤流向N電極焊盤。
[0005]通常，由于P型半導(dǎo)體層的電阻系數(shù)高，所以電流不是均勻地分布在P型半導(dǎo)體層中，而是集中在P型半導(dǎo)體層的形成有P電極焊盤的部分上，電流集中在半導(dǎo)體層的邊緣上并流過半導(dǎo)體層的邊緣。電流擁擠導(dǎo)致發(fā)光面積減小，從而使源的發(fā)光效率劣化。為了解決這樣的問題，在P型半導(dǎo)體層上形成電阻系數(shù)低的透明電極層以提高電流擴散。在該結(jié)構(gòu)中，當(dāng)從P電極焊盤提供電流時，電流在進入P型半導(dǎo)體層之前通過透明電極層而分散，從而增加了 LED的發(fā)光面積。
[0006]然而，由于透明電極層趨向于吸收光，所以透明電極層的厚度受到限制，從而提供受限制的電流擴散。具體地講，對于用于高輸出的具有大約1mm2或更大的面積的大型LED，限制了通過透明電極層的電流擴散。
[0007]為了便于發(fā)光二極管內(nèi)的電流擴散，使用了從電極焊盤延伸的延伸體。例如，第6，650，018號美國專利公開的LED包括多個從電極接觸部分117、127(即，電極焊盤)沿相反方向延伸的延伸體以提高電流擴散。
[0008]雖然使用這樣的延伸體可以在發(fā)光二極管的寬的區(qū)域上提高電流擴散，但在發(fā)光二極管的形成有電極焊盤的部分處仍然發(fā)生電流擁擠。
[0009]此外，隨著發(fā)光二極管尺寸的增加，發(fā)光二極管中存在缺陷的可能性增加。諸如穿透位錯(threading dis 1 ocat1n)、針孔(pin_ho 1 e)等的缺陷提供了電流快速流過的通道，從而擾亂了發(fā)光二極管中的電流擴散。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的示例性實施例提供了一種防止電流在電極焊盤附近擁擠的發(fā)光二極管。
[0011]本發(fā)明的另一個示例性實施例提供了一種允許在寬的區(qū)域上的電流均勻擴散的發(fā)光二極管。
[0012]本發(fā)明的附加特征將在下面的描述中闡述，部分通過描述將是明顯的或通過本發(fā)明的實踐可以獲得。
[0013]本發(fā)明的示例性實施例公開了一種發(fā)光二極管。該發(fā)光二極管包括:基底;第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，在基底上;第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層，在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上;有源層，設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間；第一電極焊盤，電連接到第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層;第二電極焊盤，在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上;絕緣層，設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二電極焊盤之間，并使第二電極焊盤與第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層電絕緣。至少一個上延伸體可以在電連接到第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層的同時電連接到第二電極焊盤。
[0014]第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層可以為η型氮化物半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層可以為Ρ型氮化物半導(dǎo)體層。因此，能夠防止電流在Ρ電極焊盤周圍擁擠在Ρ型氮化物半導(dǎo)體層上。另外，透明電極層可以位于Ρ型氮化物半導(dǎo)體層上，上延伸體可以位于透明電極層上。
[0015]第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層可以包括至少一個通過臺面蝕刻第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和有源層而暴露的區(qū)域，第二電極焊盤可以位于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層的暴露區(qū)域上。
[0016]連接部分可以將上延伸體連接到第二電極焊盤，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和有源層的經(jīng)過臺面蝕刻的側(cè)表面可以通過絕緣層與連接部分絕緣。
[0017]絕緣層可以延伸到第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層的上表面，使得絕緣層的邊緣與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層疊置。
[0018]在一些示例性實施例中，第二電極焊盤的至少一部分可以位于第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上。第二電極焊盤和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層可以通過絕緣層彼此分開。
[0019]第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和有源層可以被分開以限定至少兩個發(fā)光區(qū)域。連接到第二電極焊盤的上延伸體可以位于所述至少兩個發(fā)光區(qū)域的每個上。
[0020]所述至少兩個發(fā)光區(qū)域可以以相對于與第一電極焊盤和第二電極焊盤交叉的線的對稱結(jié)構(gòu)設(shè)置。因此，所述兩個發(fā)光區(qū)域可以表現(xiàn)相同的發(fā)光特性。
[0021]—個或多個下延伸體可以連接到第一電極焊盤，至少一個下延伸體可以位于所述至少兩個發(fā)光區(qū)域之間。
[0022]典型地，在傳統(tǒng)的發(fā)光二極管中，第二電極焊盤位于第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上并電連接到第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層。結(jié)果，電流集中在第二電極焊盤周圍，從而抑制了電流擴散。相反，根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，由于第二電極焊盤位于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層上，所以能夠防止電流擁擠在第二電極焊盤周圍。另外，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層分為多個發(fā)光區(qū)域，從而能夠?qū)崿F(xiàn)在發(fā)光區(qū)域上的均勻的電流擴散。
[0023]應(yīng)該理解，上述的概要描述與下面的詳細描述為示例性的和說明性的，并意圖進一步提供本發(fā)明的如權(quán)利要求的解釋。
【附圖說明】
[0024]所包括的并且包含在本說明書中的附圖提供了對本發(fā)明的進一步的理解并構(gòu)成了說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實施例，并與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0025]圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的發(fā)光二極管的平面圖。
[0026]圖2為沿圖1中的線A-A截取的剖視圖。
[0027]圖3為沿圖1中的線B-B截取的剖視圖。
[0028]圖4為根據(jù)本發(fā)明另一示例性實施例的發(fā)光二極管的剖視圖。
[0029]圖5為根據(jù)本發(fā)明又一示例性實施例的發(fā)光二極管的平面圖。
[0030]圖6為根據(jù)本發(fā)明再一示例性實施例的發(fā)光二極管的平面圖。
【具體實施方式】
[0031]在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實施且不應(yīng)解釋為局限于這里提出的示例性實施例。另外，提供這些示例性實施例使得本公開是徹底的并將把本發(fā)明的范圍充分地傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在附圖中，為了清晰起見會放大層和區(qū)域的尺寸和相對尺寸。在附圖中，相同的標(biāo)號代表相同的元件。
[0032]應(yīng)該理解，當(dāng)諸如層、膜、區(qū)域或基底的元件被稱作“在”另一個元件“上”時，它可以直接在另一個元件上或也可以存在中間元件。相反，當(dāng)元件被稱作“直接在”另一個元件“上”時，不存在中間元件。
[0033]圖1為根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的發(fā)光二極管的平面圖，圖2為沿圖1中的線A-A截取的剖視圖，圖3為沿圖1中的線B-B截取的剖視圖。
[0034]參照圖1至圖3，發(fā)光二極管包括基底21、第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23、有源層25、第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層27、絕緣層31、第一電極焊盤35、第二電極焊盤33和上延伸體33a。發(fā)光二極管還可以包括連接部分33b、透明電極層29和下延伸體35a?；?1可以為藍寶石基底，但不限于此。
[0035]第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23位于基底21上，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層27位于第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23上，有源層25設(shè)置在第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層之間。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23、有源層25和第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層27可以由諸如AlxInyGapx-yN(其中0 ^xd，0^y^l，0^x+y< 1)的GaN基化合物半導(dǎo)體材料形成，但不限于此。確定有源層25的組成元件和組分以發(fā)射具有需要波長的光，例如，發(fā)射紫外線或藍光。第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23可以為η型氮化物半導(dǎo)體層，第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層27可以為Ρ型氮化物半導(dǎo)體層，反之亦然。
[0036]如圖中所示，第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23和/或第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層27可以具有單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。另外，有源層25可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。發(fā)光二極管還可以包括在基底21和第一導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層23之間的緩沖層(未示出)。這些半導(dǎo)體層23、25和27可以通過金屬有機化學(xué)氣相沉積(M0CVD)技術(shù)或分子束外延(ΜΒΕ)技術(shù)而形成。
[0037]透明電極層29可以形成在第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層27上。透明電極層29可以由氧化銦錫(ΙΤ0)或Ni/Au形成，并與第二導(dǎo)電類型半導(dǎo)體層形成歐姆接觸。