發(fā)光二極管及具有其的發(fā)光模塊的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型提供發(fā)光二極管及具有其的發(fā)光模塊。發(fā)光二極管包括：第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；臺(tái)面，包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及活性層，具有貫通第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及活性層而使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層暴露的貫通孔；第一接觸層，包括在臺(tái)面周?chē)佑|第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的外部接觸部及通過(guò)貫通孔接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的內(nèi)部接觸部；第二接觸層，設(shè)置于臺(tái)面上，接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，與第一接觸層電絕緣；第一電極片，設(shè)置于第一接觸層上，電連接于第一接觸層；第二電極片，與第一電極片隔開(kāi)，電連接于第二接觸層，臺(tái)面的上表面具有棱被倒角的四邊形形狀。本實(shí)用新型的發(fā)光二極管利用具有外部接觸部及內(nèi)部接觸部的第一接觸層改善了電流分散性能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
發(fā)光二極管及具有其的發(fā)光模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管及發(fā)光模塊，更詳細(xì)而言，涉及一種具有經(jīng)改善的發(fā)光效率的倒裝晶片型的高效率的發(fā)光二極管及具有其的發(fā)光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]—般而言，諸如氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)等的ΙΠ族元素的氮化物，熱穩(wěn)定性優(yōu)異，具有直接躍迀型的能帶(band)結(jié)構(gòu)，因而最近作為可見(jiàn)光及紫外線區(qū)域的光源用物質(zhì)而倍受矚目。特別是利用氮化銦鎵(InGaN)的藍(lán)色及綠色發(fā)光二極管，應(yīng)用于大型天然色平板顯示裝置、信號(hào)燈、室內(nèi)照明、高密度光源、高分辨率輸出系統(tǒng)和光通信等多樣的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0003]氮化鎵系列的發(fā)光二極管通常在諸如藍(lán)寶石的基板上使多個(gè)外延層生長(zhǎng)而形成，并且包括N型半導(dǎo)體層、P型半導(dǎo)體層及介于它們之間的活性層。另一方面，在N型半導(dǎo)體層上形成N-電極片，在P型半導(dǎo)體層上形成P-電極片。發(fā)光二極管通過(guò)多個(gè)電極片而電連接于外部電源并驅(qū)動(dòng)。此時(shí)，電流從P-電極片經(jīng)多個(gè)半導(dǎo)體層而流入N-電極片。
[0004]另一方面，為了防止因P-電極片導(dǎo)致的光損失、提高散熱效率，使用了倒裝晶片結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，并且提出了用于在大面積倒裝晶片結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管中有助于電流分散的多樣的電極結(jié)構(gòu)。例如，在P型半導(dǎo)體層上形成反射電極，蝕刻P型半導(dǎo)體層與活性層，在暴露的N型半導(dǎo)體層上形成用于分散電流的多個(gè)延長(zhǎng)部。
[0005]在P型半導(dǎo)體層上形成的反射電極使活性層產(chǎn)生的光反射，提高光提取效率，并有助于P型半導(dǎo)體層內(nèi)的電流分散。但是，反射電極限定地位于P型半導(dǎo)體層上，因而相當(dāng)多地發(fā)生無(wú)法被反射電極反射、因多個(gè)電極片及多個(gè)延長(zhǎng)部而損失的光。
[0006]另一方面，連接于N型半導(dǎo)體層的多個(gè)延長(zhǎng)部有助于N型半導(dǎo)體層內(nèi)的電流分散，使得在廣泛的活性區(qū)域均勻地產(chǎn)生光。特別是在為高功率而使用的約Imm2以上的大面積發(fā)光二極管中，與P型半導(dǎo)體層內(nèi)的電流分散一起，要求N型半導(dǎo)體層內(nèi)的電流分散。但是，即使根據(jù)以往技術(shù)，使電流均勻分散于發(fā)光二極管的多個(gè)邊緣區(qū)域并不容易，特別是電流容易沿著發(fā)光二極管的棱的部分集中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]技術(shù)目的
[0008]本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種使電流均勻分散并在活性層的寬闊面積中均勻地產(chǎn)生光，從而能夠改善發(fā)光效率的高效率的發(fā)光二極管及具有其的發(fā)光模塊。
[0009]本實(shí)用新型的又一目的是提供一種能夠防止電流集中于發(fā)光二極管的棱的部分的發(fā)光二極管及發(fā)光模塊。
[0010]本實(shí)用新型的又一目的是提供一種能夠減小活性層產(chǎn)生的光的損失的倒裝晶片型發(fā)光二極管及發(fā)光模塊。
[0011]技術(shù)方案
[0012]本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管包括:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層；臺(tái)面，包括設(shè)置于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及位于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間的活性層，并具有貫通第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及活性層而使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層暴露的多個(gè)貫通孔;第一接觸層，包括在臺(tái)面的周?chē)佑|第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的外部接觸部及通過(guò)多個(gè)貫通孔而接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的多個(gè)內(nèi)部接觸部;第二接觸層，設(shè)置于臺(tái)面上，接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，并與第一接觸層電絕緣;第一電極片，設(shè)置于第一接觸層上，并電連接于第一接觸層;第二電極片，與第一電極片隔開(kāi)，電連接于第二接觸層，臺(tái)面的上表面具有多個(gè)棱被倒角的四邊形形狀。
[0013]臺(tái)面的棱的部分被倒角，從而能夠防止電流集中于臺(tái)面的棱的部分。
[0014]另一方面，第二電極片可以包括多個(gè)爪。由于第二電極片被形成為具有多個(gè)爪，因而當(dāng)在基臺(tái)(Submount)或印刷電路板上安裝倒裝晶片時(shí)，能夠防止縫隙被困于電極片下，增強(qiáng)發(fā)光二極管的粘合力。
[0015]第一電極片還可以包括多個(gè)爪。第一電極片的多個(gè)爪與第二電極片的多個(gè)爪可以相互面對(duì)，可以相互交錯(cuò)設(shè)置。因此，可以更長(zhǎng)地形成多個(gè)爪的長(zhǎng)度，可以有助于電流分散。
[0016]在幾個(gè)實(shí)施例中，外部接觸部可以是包圍臺(tái)面的環(huán)形形狀。不同于此，第一接觸層可以包括相互隔開(kāi)的多個(gè)外部接觸部。特別地，多個(gè)外部接觸部可以在臺(tái)面的棱附近相互隔開(kāi)。因此，能夠進(jìn)一步防止電流集中在臺(tái)面的棱附近。
[0017]另一方面，多個(gè)內(nèi)部接觸部可以包括長(zhǎng)形狀的接觸部。因此，能夠容易地使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層內(nèi)的電流分散。
[0018]發(fā)光二極管還可以包括上部絕緣層，設(shè)置于第一接觸層上，并具有與第一接觸層疊置的第一開(kāi)口部及與第二接觸層疊置的第二開(kāi)口部。第一電極片及第二電極片可以通過(guò)上部絕緣層的第一開(kāi)口部及第二開(kāi)口部分別電連接于第一接觸層及第二接觸層。上部絕緣層覆蓋第一接觸層，并保護(hù)第一接觸層。
[0019]進(jìn)而，發(fā)光二極管還可以包括中間連接部，設(shè)置于第二接觸層與第二電極片之間，并被第一接觸層包圍。上部絕緣層的第二開(kāi)口部可以使中間連接部暴露，第二電極片可以通過(guò)上部絕緣層的第二開(kāi)口部而連接于中間連接部，中間連接部可以連接于第二接觸層。
[0020]第一接觸層與中間連接部可以作為相同物質(zhì)層而包括Al層，作為最上層而包括Ti層。Al層可以用作反射層，Ti層增強(qiáng)與設(shè)置于其上的上部絕緣層的粘合力。
[0021]最上層的Ti層可以限制性地位于第一接觸層與上部絕緣層的界面之間以及中間連接部與上部絕緣層的界面之間。
[0022]另一方面，第二電極片可以限定地設(shè)置于中間連接部上，以具有比中間連接部的面積小的面積。
[0023]另外，發(fā)光二極管還可以包括下部絕緣層，覆蓋臺(tái)面，并在使第一接觸層與臺(tái)面絕緣的同時(shí)位于第二接觸層與中間連接部之間。下部絕緣層使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層暴露以使外部接觸部及內(nèi)部接觸部接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，并且使第二接觸層暴露以使中間連接部接觸第二接觸層。
[0024]下部絕緣層可以包括硅氮化物層和硅氧化物層，上部絕緣層可以包括硅氧化物層。
[0025]發(fā)光二極管還可以包括設(shè)置有第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的基板，并且還包括覆蓋基板的下表面及側(cè)表面的波長(zhǎng)變換層。
[0026]另外，本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的發(fā)光模塊包括:貼裝于印刷電路板上的基臺(tái)；在基臺(tái)上倒裝的前面描述的發(fā)光二極管。
[0027]實(shí)用新型效果
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，利用具有外部接觸部及內(nèi)部接觸部的第一接觸層改善電流分散性能，從而能夠提供高效率的倒裝晶片型發(fā)光二極管及具有其的發(fā)光模塊。進(jìn)一步而言，將臺(tái)面的上表面的棱形成為倒角的形狀，從而防止電流集中于臺(tái)面的棱附近，能夠進(jìn)一步改善發(fā)光效率。此外，本實(shí)用新型顯示出多樣的效果，本申請(qǐng)的具體效果及優(yōu)點(diǎn)將在相應(yīng)部分中進(jìn)一步詳細(xì)地說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0029]圖1顯示了本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的概略性俯視圖。
[0030]圖2是沿著圖1的截取線A-A截取的概略性剖面圖。
[0031]圖3是圖2的局部放大剖面圖。
[0032]圖4是沿著圖1的截取線B-B截取的概略性剖面圖。
[0033]圖5至圖9是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的制造方法的概略性俯視圖。
[0034]圖10是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的外部接觸部及內(nèi)部接觸部的概略性俯視圖。
[0035]圖11是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的外部接觸部的變形例的概略性俯視圖。
[0036]圖12是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的內(nèi)部接觸部的變形例的概略性俯視圖。
[0037]圖13是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的第一電極片的變形例的概略性俯視圖。
[0038]圖14是用于說(shuō)明具有波長(zhǎng)變換層的發(fā)光二極管的概略性剖面圖。
[0039]圖15是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光模塊的概略性剖面圖。
[0040]圖16中的(a)和(b)分別是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光模塊的基臺(tái)(Submount)的俯視圖及后視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面參照附圖，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施例。下面介紹的實(shí)施例，作為示例，提供用于使本實(shí)用新型的技術(shù)思想能夠充分傳遞給所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員。因此，本實(shí)用新型不限定于以上說(shuō)明的實(shí)施例，還可以以其它形態(tài)具體化。而且，在附圖中，為了便利，可以夸張地表現(xiàn)構(gòu)成要素的寬度、長(zhǎng)度、厚度等。在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，相同的附圖符號(hào)代表相同的元件。
[0042]圖1是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的概略性俯視圖，圖2是沿著圖1的截取線A-A截取的剖面圖，圖3是圖2的局部放大剖面圖，圖4是沿著圖1的截取線B-B截取的剖面圖。
[0043]參照?qǐng)D1至圖4，發(fā)光二極管100包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、臺(tái)面M、活性層25、第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27、第一接觸層35a、第二接觸層31、第一電極片39a及第二電極片39b。另外，發(fā)光二極管100可以包括基板21、下部絕緣層33、上部絕緣層37及中間連接部35b。
[0044]基板21只要是適合使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層生長(zhǎng)即可，則不特別進(jìn)行限制?；?1例如可以是藍(lán)寶石基板、氮化鎵基板、氮化鋁基板、碳化硅基板等，也可以是圖案化的藍(lán)寶石基板。
[0045]如圖1的俯視圖所示，基板21可以具有矩形或正方形的外形，并具有側(cè)面?；?1的尺寸例如可以是ΙΟΟΟμ??ΧΙΟΟΟμπι或700μπιΧ700μπι的正方形形狀或類(lèi)似大小的矩形形狀，
但不特別限定于此。
[0046]在基板21上設(shè)置有半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)30。半導(dǎo)體層疊結(jié)構(gòu)30包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、活性層25及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。
[0047]第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23設(shè)置在基板21的前面上。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23作為在基板21上生長(zhǎng)的層，為氮化鎵系半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23可以是摻雜了雜質(zhì)例如摻雜了Si的氮化鎵系半導(dǎo)體層。雜質(zhì)的摻雜濃度例如可以為1Ε19?2E19/cm3范圍內(nèi)。
[0048]在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上設(shè)置有臺(tái)面M。臺(tái)面M可以限定地位于被第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23包圍的區(qū)域的內(nèi)側(cè)，因此，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的多個(gè)邊緣附近的區(qū)域不被臺(tái)面M覆蓋而暴露于外部。
[0049]臺(tái)面M可以包括第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27和活性層25，并且包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的厚度的一部分。活性層25介于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27之間?；钚詫?5可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)。在活性層25內(nèi)，阱層的組成及厚度決定產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)。特別是通過(guò)調(diào)節(jié)阱層的組成，可以提供產(chǎn)生紫外線、藍(lán)色光或綠色光的活性層。
[0050]另一方面，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27可以是摻雜了P型雜質(zhì)例如摻雜了 Mg的氮化鎵系半導(dǎo)體層。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27可以分別是單層，但不限定于此，也可以是多層，還可以包括超晶格層。
[0051 ]另一方面，如圖1的俯視圖所示，臺(tái)面M具有棱被倒角的四邊形形狀。臺(tái)面M的水平端面也具有棱被倒角的四邊形形狀。通過(guò)對(duì)棱進(jìn)行倒角，可以防止電流集中在棱中。
[0052]另一方面，臺(tái)面M具有多個(gè)貫通孔30a。第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23通過(guò)多個(gè)貫通孔30a暴露。多個(gè)貫通孔30a可以在臺(tái)面M內(nèi)規(guī)則地排列。在本實(shí)施例中，圖示了9個(gè)貫通孔30a排列成矩陣形態(tài)的情形，但并非限定于此，也可排列更少或更多的貫通孔30a。
[0053]另一方面，第二接觸層31設(shè)置于臺(tái)面M的上部，并接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。第二接觸層31可以設(shè)置在臺(tái)面M上部區(qū)域，例如臺(tái)面M的幾乎整個(gè)區(qū)域。例如，第二接觸層31可以覆蓋臺(tái)面M的上部區(qū)域的80%以上，甚至覆蓋90%以上。
[0054]第二接觸層31可以包括具有反射率的金屬層，因此，可以使活性層25中產(chǎn)生的并向第二接觸層31行進(jìn)的光反射到基板21側(cè)。例如，第二接觸層31可以是按Ag/Ni/Ti/Pt的順序?qū)盈B的金屬層。不同于此，第二接觸層31例如也可以是諸如IT0(indium tin oxide，氧化銦錫)或ZnO的透明氧化物層。
[0055]另一方面，第一接觸層35a覆蓋臺(tái)面M的上部區(qū)域。第一接觸層35a包括接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的外部接觸部35cl及內(nèi)部接觸部35c2。外部接觸部35cl沿著臺(tái)面M的外周，以環(huán)形形狀在基板21的邊緣附近接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23，內(nèi)部接觸部35c2接觸通過(guò)多個(gè)貫通孔30a而暴露的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。外部接觸部35cl及內(nèi)部接觸部35c2的形狀及位置可以多樣地變形，后面將對(duì)此再次說(shuō)明。
[0056]另一方面，第一接觸層35a可以在臺(tái)面M的上部區(qū)域(特別地，在第二接觸層31的上部)具有開(kāi)口部，中間連接部35b可以設(shè)置于開(kāi)口部的內(nèi)部。因此，中間連接部35b可以與第一接觸層35a隔開(kāi)，并被第一接觸層35a包圍。第一接觸層35a全部設(shè)置于臺(tái)面M的上部區(qū)域、側(cè)面區(qū)域及臺(tái)面M的外部區(qū)域。與此相反，中間連接部35b限定地設(shè)置于臺(tái)面M的上部區(qū)域內(nèi)。
[0057]中間連接部35b可以在形成第一接觸層35a期間一同形成，因此，中間連接部35b與第一接觸層35a可以以相同的物質(zhì)層形成。第一接觸層35a及中間連接部35b可以包括Al層，另外，作為最上層可以包括Ti層。例如，第一接觸層35a及中間連接部35b可以以Al/Ti/Pt/Au/Ti/Ni/Au/Ti形成。最上層的Ti層正如后面的說(shuō)明，存在于與上部絕緣層37接觸的界面，從而改善上部絕緣層37的粘合力。不過(guò)，在第一電極片39a及第二電極片39b與第一接觸層35a及中間連接部35b的各界面中，可以去除Ti層。因此，第一接觸層35a及中間連接部35b的Au層暴露，該Au層可以與第一電極片39a及第二電極片39b的金屬層接觸，例如與Cu層接觸。
[0058]下部絕緣層33設(shè)置于第一接觸層35a與臺(tái)面M之間，以使第一接觸層35a與臺(tái)面M及第二接觸層31絕緣。如圖3所示，下部絕緣層33可以包括第一絕緣層32及第二絕緣層34。第一絕緣層32可以覆蓋第二接觸層31周邊的臺(tái)面M。第一絕緣層32例如可以以硅氮化物層形成，并覆蓋臺(tái)面M的側(cè)面，進(jìn)而可以覆蓋第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的一部分區(qū)域。第二絕緣層34覆蓋第一絕緣層32，并覆蓋第二接觸層31。第二絕緣層34例如可以以硅氧化物層形成。
[0059]另一方面，下部絕緣層33具有使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23從多個(gè)貫通孔30a內(nèi)暴露的多個(gè)開(kāi)口部33a。第一接觸層35a的多個(gè)內(nèi)部接觸部35c2通過(guò)多個(gè)開(kāi)口部33a而接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。另外，下部絕緣層33覆蓋臺(tái)面M周?chē)牡谝粚?dǎo)電型半導(dǎo)體層23的一部分，使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23暴露，以使外部接觸部35cl可以接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。
[0060]下部絕緣層33還可以介于中間連接部35b與第二接觸層31之間，可以具有使第二接觸層31暴露的開(kāi)口部33b。具有較小尺寸的多個(gè)開(kāi)口部33b可以使第二接觸層31在多樣的位置暴露，但本實(shí)用新型并非限定于此，可以形成更少數(shù)量的開(kāi)口部或單一的開(kāi)口部，以使第二接觸層31暴露。中間連接部35b可以通過(guò)這些開(kāi)口部33b而接觸第二接觸層31。
[0061 ]上部絕緣層37設(shè)置于第一接觸層35a及中間連接部35b上，具有使第一接觸層35a暴露的開(kāi)口部37a及使中間連接部35b暴露的開(kāi)口部37b。多個(gè)開(kāi)口部37a、37b可以形成為使第一接觸層35a及中間連接部35b暴露，但并非限定于此，也可以一個(gè)開(kāi)口部37a使第一接觸層35a暴露，另一個(gè)開(kāi)口部37b使中間連接部35b暴露。
[0062]上部絕緣層37還可以覆蓋外部接觸部35cl，覆蓋基板21的邊緣附近的暴露的面。上部絕緣層37可以覆蓋并保護(hù)第一接觸層35a及中間連接部35b，使其不暴露于外部。
[0063]上部絕緣層37可以以硅氧化物層的單層形成，但并非限定于此。例如，上部絕緣層37既可以具有包括硅氮化物層和硅氧化物層的多層結(jié)構(gòu)，也可以是交替層疊硅氧化物層與鈦氧化物層的分布布拉格反射器。
[0064]第一電極片39a通過(guò)上部絕緣層37的開(kāi)口部37a而電連接于第一接觸層35a，第二電極片39b通過(guò)開(kāi)口部37b連接于中間連接部35b。因此，第二電極片39b可以經(jīng)中間連接部35b而電連接于第二接觸層31。當(dāng)省略中間連接部35b時(shí)，第二電極片39b可以直接連接于第二接觸層31。
[0065]如圖1所示，第一電極片39a大致可以具有矩形形狀。第二電極片39b也與第一電極片39a類(lèi)似，可以具有矩形形狀。不同于此，如圖1所示，第二電極片39b可以具有多個(gè)爪。多個(gè)爪可以朝向第一電極片39a。
[0066]多個(gè)爪在通過(guò)導(dǎo)電膏等而將第二電極片39b貼裝于印刷電路板或基臺(tái)時(shí)，有助于使得縫隙不被困于第二電極片39b的下方。即，多個(gè)縫隙可以容易地排出到多個(gè)爪之間的區(qū)域。進(jìn)而，多個(gè)爪可以不與多個(gè)貫通孔30a重疊地設(shè)置于多個(gè)貫通孔30a之間區(qū)域的上部，因此，能夠防止在第二電極片39b上形成相對(duì)較大的槽。
[0067]根據(jù)本實(shí)施例，采用臺(tái)面M上面的棱具有倒角形狀的臺(tái)面M，從而提供能夠防止電流集中于臺(tái)面M的棱附近的發(fā)光二極管100。另外，可以利用第一接觸層35a的外部接觸部35cl及內(nèi)部接觸部35c2，使電流在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23中均勻分散。
[0068]圖5至圖9是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管制造方法的俯視圖。
[0069]參照?qǐng)D1至圖5，首先，在基板21上生長(zhǎng)第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、活性層25及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。
[0070]另一方面，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23例如可以包括η型氮化鎵層，第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27可以包括P型氮化鎵層。另外，活性層25可以是單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)，可以包括阱層和勢(shì)皇層。另外，阱層根據(jù)要求的光的波長(zhǎng)而選擇其組成元素，例如可以包括InGaN。
[0071]可以利用有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)法在氮化鎵基板21上生長(zhǎng)第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23、活性層25及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。
[0072]接著，對(duì)第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27及活性層25進(jìn)行圖案化，形成設(shè)置于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23上的臺(tái)面M。臺(tái)面M分別包括活性層25及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27，進(jìn)而，還可以包括第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的厚度的一部分。在形成臺(tái)面M期間，還形成貫通第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27及活性層25而使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23暴露的多個(gè)貫通孔30a。
[0073]臺(tái)面M設(shè)置于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的邊緣區(qū)域的內(nèi)側(cè)，多個(gè)貫通孔30a設(shè)置于臺(tái)面M區(qū)域內(nèi)部。多個(gè)貫通孔30a的個(gè)數(shù)不特別限定。
[0074]臺(tái)面M的側(cè)面可以通過(guò)使用諸如光刻膠回流的技術(shù)而傾斜地形成。臺(tái)面M側(cè)面的傾斜輪廓使在活性層25生成的光的提取效率提高。
[0075]進(jìn)而，臺(tái)面M上表面的棱具有倒角的形狀。而且，臺(tái)面M的水平端面也具有棱被倒角的形狀。
[0076]參照?qǐng)D6，在臺(tái)面M上部形成第二接觸層31。第二接觸層31歐姆接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。另一方面，第二接觸層31周?chē)呐_(tái)面M區(qū)域及第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23可以被第一絕緣層32覆蓋。
[0077]具體而言，可以首先形成覆蓋第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23及臺(tái)面M的第一絕緣層32。第一絕緣層32例如可以利用化學(xué)氣相沉積技術(shù)，以硅氮化物層形成。
[0078]在第一絕緣層32上，形成具有使臺(tái)面M上部區(qū)域暴露的開(kāi)口部的光刻膠圖案。該開(kāi)口部可以大致與臺(tái)面M的形狀類(lèi)似，但可以比臺(tái)面M稍小地形成。光刻膠可以覆蓋臺(tái)面M的多個(gè)邊緣部。另外，光刻膠覆蓋多個(gè)貫通孔30a及其周?chē)呐_(tái)面M區(qū)域。另外，該開(kāi)口部可以形成為底部寬度大于入口寬度。例如，可以使用負(fù)型光刻膠，從而容易形成具有如上所述形狀的開(kāi)口部的光刻膠圖案。
[0079]接著，把光刻膠圖案用作蝕刻掩模，蝕刻第一絕緣層32，因此，暴露第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27。第一絕緣層32例如可以利用濕法蝕刻技術(shù)進(jìn)行蝕刻。
[0080]然后，形成第二接觸層31?？梢越柚诶秒娮邮舭l(fā)法的涂布技術(shù)而在臺(tái)面M上形成第二接觸層31。第二接觸層31例如可以以Ag/Ni/Ti/Pt的多重金屬層形成，但并非限定于此，也可以以諸如ITO或ZnO的透明導(dǎo)電層形成。接著，去除光刻膠圖案。因此，臺(tái)面M成為被第一絕緣層32與第二接觸層31覆蓋的狀態(tài)。即，在臺(tái)面M上，保留接觸第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層27的第二接觸層31，在第二接觸層31周?chē)Ａ舻谝唤^緣層32。第一絕緣層32還可以覆蓋第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的暴露的部分。
[0081]參照?qǐng)D7，形成覆蓋臺(tái)面M并覆蓋臺(tái)面M周?chē)牡谝粚?dǎo)電型半導(dǎo)體層23的下部絕緣層33。下部絕緣層33具有在多個(gè)貫通孔30a內(nèi)使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23暴露的多個(gè)開(kāi)口部33a，從而使第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的邊緣區(qū)域暴露。進(jìn)而，下部絕緣層33可以具有使第二接觸層31暴露的開(kāi)口部33b。如圖7所示，開(kāi)口部33b可以偏向臺(tái)面M—側(cè)邊緣設(shè)置。另外，可以形成多個(gè)開(kāi)口部33b。
[0082]如圖3所示，下部絕緣層33可以包括第一絕緣層32及第二絕緣層34。第二絕緣層34覆蓋第二接觸層31，并覆蓋第一絕緣層32。
[0083]例如，形成覆蓋圖6的第一絕緣層32及第二接觸層31的第二絕緣層34，一同對(duì)第二絕緣層34和第一絕緣層32進(jìn)行圖案化形成多個(gè)開(kāi)口部33a及多個(gè)開(kāi)口部33b，而且去除臺(tái)面M周?chē)牡谝粚?dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第一絕緣層32及第二絕緣層34，從而可以形成下部絕緣層33。
[0084]第二絕緣層34可以使用化學(xué)氣相沉積(CVD)等技術(shù)，只以S12等氧化膜形成，可以利用照相及蝕刻技術(shù)而形成開(kāi)口部33a、33b。
[0085]參照?qǐng)D8，在下部絕緣層33上形成第一接觸層35a及中間連接部35b。第一接觸層35a及中間連接部35b例如可以利用剝離(Iift off)技術(shù)，以相同的材料同時(shí)形成。例如，第一接觸層35a及中間連接部35b可以以Al/Ti/Pt/Au/Ti/Ni/Au/Ti形成。
[0086]第一接觸層35a具有接觸臺(tái)面M周?chē)┞兜牡谝粚?dǎo)電型半導(dǎo)體層23的外部接觸部35cl及接觸通過(guò)下部絕緣層33的多個(gè)開(kāi)口部33a而暴露的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的多個(gè)內(nèi)部接觸部35c2。外部接觸部35cl可以是包圍臺(tái)面M的環(huán)形形狀。
[0087]中間連接部35b與第一接觸層35a電絕緣。如圖所示，中間連接部35b可以設(shè)置于第一接觸層35a的開(kāi)口部?jī)?nèi)，并被第一接觸層35a包圍。中間連接部35b通過(guò)下部絕緣層33的多個(gè)開(kāi)口部33b而連接于第二接觸層31。中間連接部35b可以以具有多個(gè)爪的形狀形成。
[0088]在本實(shí)施例中，說(shuō)明了中間連接部35b與第一接觸層35a—同形成的情形，但中間連接部35b也可以省略。
[0089]參照?qǐng)D9，在第一接觸層35a及中間連接部35b上形成上部絕緣層37。上部絕緣層37具有使第一接觸層35a暴露的開(kāi)口部37a和使中間連接部35b暴露的開(kāi)口部37b。開(kāi)口部37a可以與第一接觸層35a疊置地形成，開(kāi)口部37b可以與第二接觸層31疊置地形成在中間連接部35b上。多個(gè)開(kāi)口部37a、37b可以利用照相及蝕刻技術(shù)對(duì)上部絕緣層37進(jìn)行圖案化而形成。特別是在形成多個(gè)開(kāi)口部37a、37b期間，還可以去除作為第一接觸層35a及中間連接部35b的最上層的Ti層。
[0090]另一方面，在本實(shí)施例中，雖然圖示及說(shuō)明了形成相互隔開(kāi)的多個(gè)開(kāi)口部37a、37b的情形，但各個(gè)開(kāi)口部37a或37b可以是相互連接的單一者。
[0091]開(kāi)口部37b可以與第二接觸層31疊置地存在，并具有小于中間連接部35b的尺寸。因此，中間連接部35b的邊緣及側(cè)壁被上部絕緣層37覆蓋。進(jìn)而，第一接觸層35a的開(kāi)口部的側(cè)壁也被上部絕緣層37覆蓋。
[0092]上部絕緣層37可以以硅氮化膜或硅氧化膜的單層形成，但并非限定于此，可以以多層或分布布拉格反射器結(jié)構(gòu)形成。
[0093]再次參照?qǐng)D1，在上部絕緣層37上形成第一電極片39a及第二電極片3%。第一電極片39a通過(guò)上部絕緣層37的開(kāi)口部37a連接于第一接觸層35a，第二電極片39b通過(guò)上部絕緣層37的開(kāi)口部37b連接于中間連接部35b。為了把發(fā)光二極管100貼裝于基臺(tái)或印刷電路板等，使用了第一電極片39a及第二電極片39b。第一電極片39a和第二電極片39b可以以Cu形成。
[0094]在本實(shí)施例中，第二電極片39b具有與中間連接部35b類(lèi)似的形狀。即，第二電極片39b包括多個(gè)爪，可以設(shè)置于中間連接部35b上。不過(guò)，第二電極片39b具有小于中間連接部35b的面積，可以限定地設(shè)置于中間連接部35b上。
[0095]接著，將基板21分割成個(gè)別發(fā)光二極管，從而完成如參照?qǐng)D1至圖4所作說(shuō)明地個(gè)別地分尚的發(fā)光二極管100。
[0096]圖10是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的外部接觸部35cl及內(nèi)部接觸部35c2的概略性俯視圖。
[0097]參照?qǐng)D10，在本實(shí)施例的發(fā)光二極管100中，外部接觸部35cl以環(huán)形形狀包圍臺(tái)面M。外部接觸部35cl借助于下部絕緣層33而與臺(tái)面M隔開(kāi)。另一方面，內(nèi)部接觸部35c2在多個(gè)貫通孔30a內(nèi)接觸通過(guò)下部絕緣層33的多個(gè)開(kāi)口部33a而暴露的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23。
[0098]圖11是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的外部接觸部的變形例的概略性俯視圖。
[0099]參照?qǐng)D11，在本實(shí)施例中，多個(gè)外部接觸部135cI在臺(tái)面M的各側(cè)面附近形成。不過(guò)，多個(gè)外部接觸部135cl在臺(tái)面M的棱附近相互隔開(kāi)。例如，既可以在棱附近的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23上保留下部絕緣層33以防止第一接觸層35a接觸第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23，也可以去除第一接觸層35a在棱附近區(qū)域的部分。
[0100]根據(jù)本實(shí)施例，多個(gè)外部接觸部135cl在棱附近相互隔開(kāi)，因而能夠防止電流集中于臺(tái)面M的棱附近區(qū)域。
[0101]圖12是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的內(nèi)部接觸部的變形例的概略性俯視圖。
[0102]參照?qǐng)D12，本實(shí)施例的多個(gè)內(nèi)部接觸部包括具有長(zhǎng)形狀的內(nèi)部接觸部35c3。多個(gè)內(nèi)部接觸部也可以包括前面說(shuō)明的實(shí)施例的內(nèi)部接觸部35c2。第一電極片139a可以設(shè)置于內(nèi)部接觸部35c2與內(nèi)部接觸部35c3的一部分區(qū)域上。
[0103]為了形成內(nèi)部接觸部35c3而在臺(tái)面M上形成多個(gè)貫通孔130a，在多個(gè)貫通孔130a內(nèi)形成下部絕緣層33的開(kāi)口部133a。多個(gè)貫通孔130a及多個(gè)開(kāi)口部133a具有長(zhǎng)形形狀。通過(guò)形成長(zhǎng)形狀的內(nèi)部接觸部35c3，電流在第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的分散更順暢。
[0104]圖13是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的第一電極片的變形例的概略性俯視圖。
[0105]參照?qǐng)D13，在本實(shí)施例中，第一電極片239a包括多個(gè)爪。第一電極片239a的多個(gè)爪與第二電極片39b的多個(gè)爪可以相互面對(duì)地設(shè)置，或相互交錯(cuò)地設(shè)置。因此，可以更長(zhǎng)地形成多個(gè)爪的長(zhǎng)度。
[0106]圖14是用于說(shuō)明具有波長(zhǎng)變換層的發(fā)光二極管的概略性剖面圖。
[0107]參照?qǐng)D14，在前面說(shuō)明的發(fā)光二極管100的基板21側(cè)形成波長(zhǎng)變換層200。波長(zhǎng)變換層200覆蓋基板21的下部面。進(jìn)而，波長(zhǎng)變換層200可以覆蓋基板21的側(cè)面及第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層23的側(cè)面。另外，波長(zhǎng)變換層200可以覆蓋上部絕緣層37的一部分。
[0108]通過(guò)形成波長(zhǎng)變換層200，可以使在活性層25產(chǎn)生的光進(jìn)行波長(zhǎng)變換。因此，可以呈現(xiàn)波長(zhǎng)變換的光與在活性層25產(chǎn)生的光的混合光，例如，呈現(xiàn)白色光。
[0109]圖15是用于說(shuō)明本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光模塊的概略性剖面圖，圖16中的(a)和(b)分別是用于說(shuō)明發(fā)光模塊的基臺(tái)的概略性俯視圖(a)及后視圖(b)。
[0110]參照?qǐng)D15，發(fā)光模塊包括印刷電路板(PCB)61、基臺(tái)(Submount)51及發(fā)光二極管100。發(fā)光二極管100也可以如參照?qǐng)D14所作的說(shuō)明一樣，具有波長(zhǎng)變換層200。也可以省略基臺(tái)(Submount) 51。
[0111]印刷電路板61可以是諸如Al-PCB或Cu-PCB的金屬PCB，或者陶瓷PCB。由于Cu比Al的導(dǎo)熱率高，因而能夠更迅速地釋放發(fā)光二極管100產(chǎn)生的熱。
[0?12] 參照?qǐng)D15及圖16，基臺(tái)(Submount)51包括設(shè)置于基體基板上的上部電極圖案及下部電極圖案。另外，上部電極圖案包括第一上部電極53a及第二上部電極53b，下部電極圖案包括第一下部電極55a、第二下部電極55b，還可以包括散熱墊55c。
[0113]基臺(tái)(Submount)51的基體基板可以為AlN基板。另外，上部電極圖案及下部電極圖案可以具有Ni層/Cu層/Au層層疊的多層結(jié)構(gòu)。Ni層是為了提高多個(gè)電極圖案在AlN基板上的粘合力而使用的，Au層是為了防止Cu層的氧化并為了提高發(fā)光二極管100與多個(gè)電極片39a、39b的粘合力而使用的。另外，Cu層使為了提高電流及熱傳遞而使用的，并且與Ni層及Au層相比，相對(duì)較厚。
[0114]多個(gè)過(guò)孔54a、54b貫通AlN基板，并將第一上部電極53a及第二上部電極53b分別連接于第一下部電極55a及第二下部電極55b。
[0?15]另一方面，散熱墊55c設(shè)置于第一下部電極55a及第二下部電極55b之間，并與第一下部電極55a及第二下部電極55b電絕緣。散熱墊55c接觸印刷電路板61，特別是接觸金屬PCB 61的金屬，能夠幫助散熱。
[0116]發(fā)光二極管100與圖1中說(shuō)明的發(fā)光二極管相同，因而省略詳細(xì)說(shuō)明。發(fā)光二極管100可以以倒裝晶片形式倒置地貼裝于基臺(tái)(Subm0unt)51上。發(fā)光二極管100的多個(gè)電極片(圖1的39a、39b)分別粘貼于基臺(tái)(Submount)51的多個(gè)第一上部電極53a及第二上部電極53b ο
[0117]通過(guò)使用基臺(tái)(Submount)51及金屬PCB 61，可以容易地釋放在發(fā)光二極管100中產(chǎn)生的熱，因此，可以進(jìn)一步提高發(fā)光二極管100運(yùn)轉(zhuǎn)所需的電流密度。
[0118]以上對(duì)本實(shí)用新型的多樣的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本實(shí)用新型并非限定于這些實(shí)施例。另外，針對(duì)一個(gè)實(shí)施例而說(shuō)明的事項(xiàng)或構(gòu)成要素，只要不超出本實(shí)用新型的技術(shù)思想，也可以應(yīng)用于其它實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管包括: 第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層； 臺(tái)面，包括設(shè)置于所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及位于所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層與所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層之間的活性層，并且具有貫通所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層及所述活性層而使所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層暴露的多個(gè)貫通孔； 第一接觸層，包括在所述臺(tái)面的周?chē)佑|所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的外部接觸部及通過(guò)所述多個(gè)貫通孔而接觸所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的多個(gè)內(nèi)部接觸部； 第二接觸層，設(shè)置于所述臺(tái)面上，接觸所述第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，并且與所述第一接觸層電絕緣； 第一電極片，設(shè)置于所述第一接觸層上，并電連接于所述第一接觸層；以及 第二電極片，與所述第一電極片隔開(kāi)，并電連接于所述第二接觸層； 所述臺(tái)面的上表面具有多個(gè)棱被倒角的四邊形形狀。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第二電極片包括多個(gè)爪。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第一電極片包括多個(gè)爪。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第一電極片的所述多個(gè)爪與所述第二電極片的所述多個(gè)爪相互面對(duì)且相互交錯(cuò)設(shè)置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第一接觸層包括相互隔開(kāi)的多個(gè)外部接觸部，所述多個(gè)外部接觸部在所述臺(tái)面的所述多個(gè)棱附近相互隔開(kāi)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述多個(gè)內(nèi)部接觸部包括長(zhǎng)形狀的接觸部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括:上部絕緣層，設(shè)置于所述第一接觸層上，并具有與所述第一接觸層疊置的第一開(kāi)口部及與所述第二接觸層疊置的第二開(kāi)口部， 所述第一電極片及所述第二電極片通過(guò)所述上部絕緣層的所述第一開(kāi)口部及所述第二開(kāi)口部分別電連接于所述第一接觸層及所述第二接觸層。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括:中間連接部，設(shè)置于所述第二接觸層與所述第二電極片之間，并被所述第一接觸層包圍， 其中，所述上部絕緣層的所述第二開(kāi)口部使所述中間連接部暴露， 所述第二電極片通過(guò)所述上部絕緣層的所述第二開(kāi)口部連接于所述中間連接部，所述中間連接部連接于所述第二接觸層。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第一接觸層與所述中間連接部作為相同的物質(zhì)層而包括Al層，作為最上層而包括Ti層。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述Ti層限制性地位于所述第一接觸層與所述上部絕緣層的界面之間以及所述中間連接部與所述上部絕緣層的界面之間。11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述第二電極片限定地設(shè)置于所述中間連接部上，以具有比所述中間連接部的面積小的面積。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括:下部絕緣層，覆蓋所述臺(tái)面，并在使所述第一接觸層與所述臺(tái)面絕緣的同時(shí)位于所述第二接觸層與所述中間連接部之間， 所述下部絕緣層使所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層暴露以使所述外部接觸部及所述多個(gè)內(nèi)部接觸部接觸所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，并且使所述第二接觸層暴露以使所述中間連接部接觸所述第二接觸層。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的發(fā)光二極管，其特征在于， 所述下部絕緣層包括硅氮化物層和硅氧化物層， 所述上部絕緣層包括硅氧化物層。14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括設(shè)置有所述第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的基板。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括覆蓋所述基板的下表面及側(cè)表面的波長(zhǎng)變換層。16.一種發(fā)光模塊，其特征在于，所述發(fā)光模塊包括: 印刷電路板； 基臺(tái)，貼裝于所述印刷電路板上；以及 權(quán)利要求1至15中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管，倒裝于所述基臺(tái)上。
【文檔編號(hào)】H01L33/22GK205645858SQ201620340524
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年4月21日
【發(fā)明人】芮暻熙
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