具有电流引导结构的立式发光二极管制造技术

本发明专利技术是提供一种具有电流引导结构的立式发光二极管，其是用于控制在如发光二极管的半导体元件的电流的技术。对于某些实施例而言，是可提供具有邻近高/低接触区域的一电流导引结构。对于某些实施例而言，是可提供一第二电流路径(除了在一n接触焊垫与一基板之间的一电流路径之外)。对于某些实施例而言，是可同时提供一电流导引结构以及第二电流路径。

【技术实现步骤摘要】
具有电流引导结构的立式发光二极管
本申请案是2011年6月15日申请的美国专利申请案第13/161，254号(后文以’ 254案称之)的部分延续案(continuation-1n-part),而’ 254案为2010年6月25日申请的美国专利申请案第12/823,866号(后文以’ 866案称之)的延续案(continuation)，’ 866案目前已公告为美国专利第8，003，994号，且’ 866案是为2008年6月10日申请的美国专利申请案第12/136，547号(后文以’ 547案称之)的分割案(division)，’ 547案目前已公告为美国专利第7，759，670号，而’ 547案是已主张美国临时申请案第60/943，533号的优点，其全部内容以参考文献的方式合并于此。本专利技术的实施例一般是关于半导体处理，具体而言，本专利技术的实施例是关于发光二极管(LED)结构的形成。
技术介绍
在制造发光二极管(light — emitting diode, LED)时,可能形成「LED堆叠」的嘉晶结构，例如，「LED堆叠」包括P掺杂GaN层及η掺杂GaN层。图1是一示意图，说明现有的LED元件102的一例，其具有η掺杂层106和ρ掺杂层110，此两层被多量子井(multi —quantum we 11, MQff)层108隔开。一般来说,LED元件102是沉积在合适材料的载体/成长支撑基板(图未示)上，例如c 一平面(c 一 plane)碳化硅或c 一平面蓝宝石，且是通过接合层204与导热导电基板101接合。反射层202可加强亮度。各别地经由η电极117和导热导电基板101,可以在η掺杂层106和P掺杂层110之间施加电压。在某些例子中，希望能控制通过η电极117而到基板101的电流量，例如，以用来限制功率损耗及/或防止LED元件102的损坏。因此在ρ掺杂层110之下、反射层202的中形成电性绝缘层206，以增加η电极117下的接触电阻并且限制电流。绝缘层206可类似于「Photonics Spectra, Decemberl991, pp.64 一 66byH.Kaplan」中所描述的电流限制层(current-blocking layer))。在标题为「WaferBonding of Light Emitting DiodeLayersJ的美国专利第5，376，580号中，Kish等人揭示了蚀刻图案化半导体晶圆以形成一凹部，并且使所述晶圆与单独的LED结构接合，使得凹部在所述结合结构中形成一腔室(cavity)。当通过施加电压使所述结合结构为正向偏压时，电流将在LED结构中流动,但因为空气(air)是电性绝缘体，所以将没有电流会流过腔室或流到直接在腔室之下的区域。因此，空气腔室(air cavity)当作另一种型式的电流限制结构(current-blockingstructure)。可惜的是，这些电流引导的方法有一些缺点。例如，电性绝缘层206、空气腔室、以及其它的现有电流限制结构可能限制了导热性，因此可能增加操作中的温度，并减损了元件可靠度及/或寿命。此外，现有的LED元件，例如图1中的LED元件102，容易被静电放电(ESD)及其它高电压暂态所破坏。ESD尖峰可能发生，例如，于元件的处理期间，不论是在LED元件本身的制造时、在运送时、或是在置放于印刷电路板或其它合适的电连接用固定表面之上时。过电压暂态可能发生于LED元件的用电操作过程中。这样的高电压暂态可能破坏元件的半导体层，甚至可能导致元件故障，因此减少LED元件的寿命及可靠度。因此，需要一种用来引导电流通过LED元件的改良方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种具有电流引导结构的立式发光二极管，以解决上述现有技术中所存在的问题。本专利技术的实施例提出用来引导半导体元件(例如发光二极管，LED)中的电流的方法和元件。为了达到上述目的，本专利技术提供一种具有电流引导结构的立式发光二极管，包括:—基板；一 LED堆叠，是用于发射光线，并设置在所述基板之上，其中，所述LED堆叠包括:一 P型半导体层；以及一 η型半导体层，是设置在所述ρ型版导体层之上，其中，所述LED堆叠是提供一第一电流路径给所述发光二极管；以及一第二路径，是不同于所述第二路径。其中，所述第二路径是耦接在所述基板与所述η型半导体层之间。其中，所述第二路径是与所述η型半导体层形成一非欧姆接触。其中，所述第二路径包括一导电性材料。其中，所述导电性材料包括多重金属层。其中，所述导电性材料包括以下至少其一:N1、Ag、Au、Al、Mo、Pt、W、W — S1、Ta、T1、Hf、Ge、Mg、Zn、W/Au、Ta/Au、Pt/Au、Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Au、Ti/Ni/Au、Ta/Pt/Au、W —Si/Au、Cr/Au、Cr/Al、Ni/Au、Ni/Al、Nui/Cu、Cr/Ni/Au、Cr/W/Au、Cr/ff — Si/Au、Cr/Pt/Au >AuGe、AuZn、ITO、或者是 IZO、。其中，更进一步包括一电性绝缘材料，是位于所述第二电流路径与所述LED堆叠之间。其中，所述电性绝缘材料包括一包护层，是邻近所述LED堆叠的侧表面。其中，所述电性绝缘材料包括以下至少其一:Si02、Si3N4, TiO2, A1203、HfO2, Ta2O5,旋转涂布玻璃、MgO、高分子、聚酰亚胺、光敏电阻、聚对二甲苯基、SU - 8、或者是热塑性塑胶。其中，所述第二电流路径是架构来保护所述LED堆叠，以避免一高电压暂态。其中，所述高电压暂态包括一静电放电。其中，所述第二电流路径包括一保护元件，是邻近所述η型半导体层设置。其中，所述保护元件是包括以下至少其一:Zn0、ZnS、Ti02、Ni0、SrTi03、Si02、Cr203、以及聚甲基丙烯酸甲脂。其中，所述保护元件的厚度是在Inm到10 μ m的范围之间。其中，所述第二电流路径是包括一贴合层，是邻近所述保护元件设置。其中，所述第二电流路径是包括一导线，是耦接在所述基板与所述贴合层之间。[0031 ] 其中，所述贴合层包括多重金属层。其中，所述贴合层是包括以下至少其一:Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Au、Cr/Au、Cr/Al、Al、Au、Ni/Au、Ni/Al、或 Cr/Ni/Au。其中，所述贴合层的厚度是在0.5到IOym之间。其中，更进一步包括一 ρ电极，是插设在所述基板与所述LED堆叠之间，其中，所述P电极包括一导电结构，是用于将电流导引经过所述LED堆叠，使得在所述η电极正下方直接发射的光线少于从所述LED堆叠的其他区域所发射的光线。其中，所述电流导引结构包括第一及第二接触，所述第一接触是比所述第二接触具有较闻的电阻。为了达到上述目的，本专利技术提供一种具有电流引导结构的立式发光二极管，包括:一 η 电极；一 LED堆叠，是用于发射光线，并设置在所述η电极之下，其中，所述LED堆叠包括耦接到所述η电极的一 η型半导体层以及设置在所述η型半导体层之下的一 ρ型半导体层；以及一 ρ电极，设置在所述ρ型半导体层之下，其中，所述ρ电极包括一导电结构，是用于将电流导引经过所述LED堆叠，使得在所述η电极正下方直本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，包括：一基板；一LED堆叠，是用于发射光线，并设置在所述基板之上，其中，所述LED堆叠包括：一p型半导体层；以及一n型半导体层，是设置在所述p型版导体层之上，其中，所述LED堆叠是提供一第一电流路径给所述发光二极管；以及一第二路径，是不同于所述第二路径。

【技术特征摘要】
1.一种具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，包括: 一基板； 一 LED堆叠，是用于发射光线，并设置在所述基板之上，其中，所述LED堆叠包括: 一P型半导体层；以及 一 η型半导体层，是设置在所述P型版导体层之上，其中，所述LED堆叠是提供一第一电流路径给所述发光二极管；以及 一第二路径，是不同于所述第二路径。2.根据权利要求1的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二路径是耦接在所述基板与所述η型半导体层之间。3.根据权利要求2的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二路径是与所述η型半导体层形成一非欧姆接触。4.根据权利要求2的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二路径包括一导电性材料。5.根据权利要求4的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述导电性材料包括多重金属层。6.根据权利要求 4的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述导电性材料包括以下至少其一:N1、Ag、Au、Al、Mo、Pt、W、W — S1、Ta、T1、Hf、Ge、Mg、Zn、W/Au、Ta/Au、Pt/Au、Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Au、Ti/Ni/Au, Ta/Pt/Au、W - S i/Au、Cr/Au、Cr/Al, Ni/Au、Ni/Al、Nui/Cu、Cr/Ni/Au、Cr/W/Au、Cr/ff — Si/Au、Cr/Pt/Au、AuGe> AuZn> ITO、或者是IZO、。7.根据权利要求2的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，更进一步包括一电性绝缘材料，是位于所述第二电流路径与所述LED堆叠之间。8.根据权利要求7的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述电性绝缘材料包括一包护层，是邻近所述LED堆叠的侧表面。9.根据权利要求7的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述电性绝缘材料包括以下至少其一说02、3“队、1102、41203、!1?)2、1&205、旋转涂布玻璃、1%0、高分子、聚酰亚胺、光敏电阻、聚对二甲苯基、SU - 8、或者是热塑性塑胶。10.根据权利要求1的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二电流路径是架构来保护所述LED堆叠，以避免一高电压暂态。11.根据权利要求10的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述高电压暂态包括一静电放电。12.根据权利要求2的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二电流路径包括一保护元件，是邻近所述η型半导体层设置。13.根据权利要求12的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述保护元件是包括以下至少其一:Zn0、ZnS、Ti02、Ni0、SrTi03、Si02、Cr203、以及聚甲基丙烯酸甲脂。14.根据权利要求12的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述保护元件的厚度是在Inm到10 μ m的范围之间。15.根据权利要求12的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二电流路径是包括一贴合层，是邻近所述保护元件设置。16.根据权利要求15的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述第二电流路径是包括一导线，是耦接在所述基板与所述贴合层之间。17.根据权利要求15的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述贴合层包括多重金属层。18.根据权利要求15的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述贴合层是包括以下至少其一:Ti/Au、Ti/Al、Ti/Pt/Au、Cr/Au、Cr/Al、Al、Au、Ni/Au, Ni/Al、或Cr/Ni/Au。19.根据权利要求15的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，所述贴合层的厚度是在0.5到IOym之间。20.根据权利要求1的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在于，更进一步包括一 P电极，是插设在所述基板与所述LED堆叠之间，其中，所述P电极包括一导电结构，是用于将电流导引经过所述LED堆叠，使得在所述η电极正下方直接发射的光线少于从所述LED堆叠的其他区域所发射的光线。21.根据权利要求20的具有电流引导结构的立式发光二极管，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文煌，朱振甫，朱俊宜，郑兆祯，郑好钧，樊峯旭，张源孝，
申请(专利权)人：旭明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71