一种发光二极管制造技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管，尤指一种可适用于四元外延层的平面型发光二极管，其主要在一半导体基板上首先形成一由第一材料层、发光层及第二材料层所组合而成的四元外延层，第二材料层上表面再固设一透光基板，且于去除半导体基板后，在第一材料层下表面分别凿设至少一可穿透第一材料层并延伸至第二材料层部分体积的隔离凹槽及第一延伸凹槽，第一延伸凹槽内设有一第一延伸电极，第一延伸电极又可与一设于第一材料层部分表面的第一电极电性连接，如此第一电极即可与另一形成于第一材料层其它部分表面的第二电极具有近似相同之水平位置，借此不仅可方便后续制造过程的进行，又可因此增加ＰＮ界面的发光作用区域，提高发光亮度及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管，尤指一种可应用于四元处延层的平面型发光二极管，不仅可方便后续制造过程的进行，又可因此增加PN界面的发光作用区域，从而提高发光亮度及使用寿命。
技术介绍
发光二极管(LED；Light-Emitting Diode)由于具备有寿命长、体积小、发热量低、耗电量少、反应速度快、无幅射及单色性发光的特性及优点，因此被广泛应用于指示灯、广告看板、交通号志灯、汽车车灯、显示器面板、通讯器具、消费电子等各项产品中。现有的发光二极管，例如具有四元外延(epitaxy)层的发光二极管，如图1所示，其发光组件10主要是在一半导体基板11(如GaAs基板)上形成一外延层13，该外延层13至少由一第一材料层131、发光层132及一第二材料层133所组合而成。接续，在第二材料层133的上表面固设有一第一电极17，而在半导体基板11的下表面则固设有一第二电极15。当第一电极17与第二电极15作用时，发光层132将产生一投射光源，例如正面光L1、L2。由于GaAs基板11具有吸收光源而不透光的特性，对于发光二极管的输出光通量及发光亮度影响很大，因此，亦可在GaAs基板11及第一材料层131之间设有一反光层19(亦可称为一分散布拉格反射层DBR)，借此可将发光层132所产生的背面光L3反射至正面出光处，如虚线所示。上述现有的发光二极管虽然可产生投射光源，但其正面光L2还是会被第一电极17所吸收而无法投射于外界。为此，业界开发出多种四元外延层的发光二极管改良结构，例如图2所示，其主要是在第二材料层133的上表面首先借助一粘合层22或直接外延方式形成有一透光基板21，如GaP基板(被称为一window layer或thick transparentlayer)，再将不透光的GaAs基板11予以去除。接续，以一般半导体制造过程将部分外延层235予以去除，以形成有一第一沟槽23，并裸露出第二材料层133的部分下表面。之后，再于第一材料层131下表面依序设有一导电层29及第二电极25，且于裸露的第二材料层133下表面固设有一第一电极27。如此，当发光层132作用而产生光源时，其背面光L4将可通过透光基板21投射于外界，而不会受到第一电极27的吸收影响，借此以有效提高发光亮度。另外，利用第二种现有构造，还可以方便以成为一倒装芯片发光二极管(Flip-Chip LED；例如本专利技术图10所示构造)。虽然，现有第二种发光二极管可以获得较佳的发光导出效率及发光亮度，但其却存在有下列缺点为了第一电极27的安置而必须移除部分外延层235，相对将损失部分发光作用区域及降低发光亮度。为了第一电极27的安置而必须移除部分外延层235，如此将造成第一电极27及第二电极25不在同一水平位置，相对也提高后续制作上的困难。由于部分发光层132将被移除，相对其发光作用区域将受到挤压，如此工作高温将容易集中于某个区域范围内，相对降低其发光组件的使用寿命。由于不同材质的透明基板是直接外延或借助一粘合层而固设于一外延层上，不仅制造过程繁琐，且亦将降低其生产合格率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新颖的四元外延层发光二极管，不仅可有效均匀分布工作电流密度，以提高发光导出效率及发光亮度，且第一电极及第二电极又可自然位于同一水平高度位置，而有利于后续的制作方便。本专利技术的主要目的，在于提供一种发光二极管，可有效地解决上述现有发光二极管所面临的技术困难点。本专利技术的次要目的，在于提供一种发光二极管，在无需大面积移除部分外延层的情况下，即可让第一电极获得适当的固设位置，借此以有效提高发光作用区域及输出光通量。本专利技术的又一目的，在于提供一种发光二极管，第一电极可与第二电极位于近似同一水平位置，因此可有利于后续制作的进行。本专利技术的又一目的，在于提供一种发光二极管，借助较大面积的发光作用区域，致使作用电流分布较为均匀，因此可有效提高发光组件的使用寿命。本专利技术的又一目的，在于提供一种发光二极管，可将四元外延层固设于一供电基板上，不仅可避免吸光基板或导线的吸光作用，且亦可相对提高生产合格率。为达上述目的，本专利技术提供了一种发光二极管，其至少包括有一外延层，包括有一第一材料层及一第二材料层，其中第二材料层系固设于第一材料层的上表面；一透光基板，固设于第二材料层之上表面；一第一电极，固设于第一材料层的部分下表面；一第二电极，固设于第一材料层的其它部分下表面；至少一延伸凹槽，可贯穿第一材料层，并延伸至第二材料层的部分体积，而在延伸凹槽内设有一可与第一电极电性连接的延伸电极；及至少一隔离凹槽，设于第一电极与第二电极之间，可贯穿第一材料层，并延伸至第二材料层的部分体积。为进一步了解与认识本专利技术的结构特征及所达成的功效，下面结合附图详细说明本专利技术的较佳实施例。附图说明图1为现有发光二极管的构造截面图；图2是另一种现有发光二极管的构造截面图；图3A至图3C分别为本专利技术发光二极管一较佳实施例在各制作步骤的构造截面图；图4是本专利技术如图3C所示实施例的构造截面图；图5A是本专利技术又一实施例的构造截面图；图5B是本专利技术如图5A所示实施例的构造仰视图；图6A是本专利技术又一实施例的构造截面图；图6B是本专利技术如图6A所示实施例的构造仰视图；图7A是本专利技术又一实施例的构造截面图；图7B是本专利技术如图7A所示实施例的构造仰视图；图8A是本专利技术又一实施例的构造截面图；图8B是本专利技术如图8A所示实施例的构造仰视图；图9是本专利技术又一实施例的构造截面图； 图10是本专利技术又一实施例的构造截面图；图11是本专利技术又一实施例的构造截面图；图12是本专利技术又一实施例的构造截面图；及图13是本专利技术又一实施例的构造截面图。其中，附图标记10、100、110、120、130-发光组件；11-LED基板；13-外延层，131-第一材料层，132-发光层，133-第二材料层；15-第二电极，17-第一电极，19-反光层；21-透光基板，22-粘合层，23-第一沟渠，235-部分外延层；25-第二电极，27-第一电极，29-导电层；31-LED基板，33-外延层，331-第一材料层，332-发光层；333-第二材料层，35-第二电极，350-第二电极，37-第一电极；371-第一延伸凹槽，372-第二延伸凹槽，375-第一延伸电极；376-隔离凹槽，377-隔离层，378-第二延伸电极；39-导电层，41-透光基板，42-粘合层，50-发光组件；60-发光组件，65-第二电极；67-第一电极，671-第一延伸凹槽；675-第一延伸电极，677-凹槽隔离层；679-表面隔离层，70-发光组件；75-第二电极，77-欧姆接触点79-导电层，80-发光组件；85-第二电极，855-导电层；857-欧姆接触点，858-第二导电凸块；87-第一电极，871-第一延伸凹槽；875-第一延伸电极，877-凹槽隔离层；878-第一导电凸块，879-表面隔离层；89-供电基板，890-抗静电保护组件；891-ESD第一电极，892-ESD第二电极；895-第二导电层，897-第一导电层； 90-倒装芯片发光二极管，91-LED基板；931-第一材料层，933-第二材料层；95-第二电极，951-第三延伸凹槽；96-反光层，97-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于，至少包括有：一外延层，包括有一第一材料层及一第二材料层，其中第二材料层固设于第一材料层的上表面；一透光基板，固设于第二材料层的上表面；一第一电极，固设于该第一材料层的部分下表面；一 第二电极，固设于该第一材料层的其它部分下表面；至少一延伸凹槽，可贯穿第一材料层，并延伸至第二材料层之部分体积，而在延伸凹槽内设有一可与该第一电极电性连接的延伸电极；及至少一隔离凹槽，设于该第一电极与第二电极之间，可贯穿第一材 料层，并延伸至第二材料层的部分体积。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，至少包括有一外延层，包括有一第一材料层及一第二材料层，其中第二材料层固设于第一材料层的上表面；一透光基板，固设于第二材料层的上表面；一第一电极，固设于该第一材料层的部分下表面；一第二电极，固设于该第一材料层的其它部分下表面；至少一延伸凹槽，可贯穿第一材料层，并延伸至第二材料层之部分体积，而在延伸凹槽内设有一可与该第一电极电性连接的延伸电极；及至少一隔离凹槽，设于该第一电极与第二电极之间，可贯穿第一材料层，并延伸至第二材料层的部分体积。2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在，该第一材料层下表面设有多个欧姆接触点，而欧姆接触点、第一材料层及第二电极之间则设有一导电层。3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该外延层可选择为一四元化合物及三元化合物的其中之一。4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一材料层与该第二材料层之间尚设有一发光层。5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一材料层及第二材料层分别为一磷化铝镓铟材质所形成。6.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一材料层及第二材料层可分别选择为一磷化铝镓铟的同质结构、单异质结构、双异质结构、量子阱结构及其组合式的其中之一。7.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该透光基板可选择为一玻璃、蓝宝石、碳化硅、磷化镓、磷砷化镓、硒化锌、硫化锌、硒硫化锌、石英及其组合式的其中之一。8.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该隔离凹槽内尚设有一隔离层。9.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一材料层的部分下表面尚设有一导电层。10.如权利要求9所述的发光二极管，其特征在于，该导电层亦可为一反光材质所制成。11.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该延伸凹槽可选择为一点状、长条状、环形、圆形、矩形、直线、半环形及其组合式的其中之一。12.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该外延层成长于一吸光基板上，并于第二材料层的上表面形成该透光基板后，再移除吸光基板而成。13.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该吸光基板为一GaAs基板。14.如权利要求1所述的发光组件，其特征在于，该第一电极及第二电极可覆盖整个第一材料层下表面的垂直延伸位置，且分别由一具有导电及反光功能的材质所制成。15.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一电极与该第二电极具有近似同一水平高度位置。16.如权利要求1所述的所述的发光二极管，其特征在于，包括有一供电基板，其上表面分别设有一第一导电层及第二导电层，其中第一导电层系与该第一电极电性连接，而第二导电层则与该第二电极电性连接。17.如权利要求16所述的发光二极管，其特征在于，该第一导电层可借助一第一导电凸块而与该第一电极电性连接，第二导电层则借助一第二导电凸块而与该第二电极电性连接，致使该发光二极管以成为一倒装芯片发光二极管。18.如权利要求16所述的发光二极管，其特征在于，该供电基板可为一陶瓷、玻璃、氮化铝、氮化硅、氧化铝、环氧树脂、尿素树脂、塑料、金刚石、氧化铍、氮化硼、电路板、印刷电路板、PC板、覆有介电材质的碳化硅、硅、氮化镓及其组合式的其中之一。19.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该隔离凹槽可由一凹槽隔离层及一表面隔离层所取代，其中凹槽隔离层设于该延伸凹槽内，介于该延伸电极与该第一材料层之间，而表面隔离层则固设于该第一电极与第一材料层之间，致使延伸电极及第一电极可分别与第一材料层电性隔离。20.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一材料层的部分下表面尚设有一反光层。21.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该延伸凹槽环设于该第一材料层的外围，且可贯穿第二材料层的部分体积，延伸凹槽内再依序设有一凹槽隔离层及一延伸电极。22.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该延伸电极为一环侧电极。23.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该透光基板可选择为一不掺杂离子浓度的第二材料层所形成。24.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该透光基板可选择为一不掺杂离子浓度的磷化铝镓铟所形成。25.如权利要求16所述的发光二极管，其特征在于，该供电基板可为一静电保护组件，其上表面分别设有一ESD第一电极及一ESD第二电极，其中ESD第一电极可与该外延层第二电极电性连接，而ESD第二电极则与该外延层第一电极电性连接。26.如权利要求25所述的发光二极管，其特征在于，该静电保护组件可选择为一齐纳二极管、萧特基二极管、硅基二极管、3-5族元素所构成的二极管、静电保护电路及其组合式的其中之一。27.如权利要求16所述的发光二极管，其特征在于，该供电基板可为一电压调整组件，分别设有一VRD第一电极及一VRD第二电极，而VRD第一电极可电性连接于该外延层二电极。28.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明德，许荣贵，林三宝，
申请(专利权)人：光磊科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]