发光化合物半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

一种具有单一打线接合特征的发光化合物半导体装置及其制造方法。此发光化合物半导体装置具有一形成于一绝缘基板上的ＧａＮ型半导体层状结构。ＧａＮ型半导体层状结构的周缘部分受蚀刻，使得该ｎ型层周缘部分的显露表面低于该ｎ型层的中央部分的表面。一ｎ型电极形成于该ｎ型层的显露表面，而一ｐ型电极形成于ｐ型层上且未电连接至该ｎ型电极。一导电层经由涂覆而覆盖该绝缘基板的侧壁与底表面且电连接于ｎ型电极。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种化合物半导体装置及其制造方法。本专利技术尤其关于一种发光化合物半导体装置，例如GaN型发光二极体(light-emitting diode，LED)，其侧壁与底表面均由一涂覆性导电层所覆盖，以及此种发光化合物半导体装置的制造方法。近年来，使用GaN型化合物半导体作为制造蓝光、绿光、或蓝绿光发光装置，例如蓝光LED或蓝光激光二极体(laser diode，LD)的材料已愈来愈受到注意。举例而言，蓝光LED通常具有下列结构包含至少一n型GaN型化合物半导体层、一有源层，由本征或有掺杂的GaN型化合物半导体材料所形成、以及至少一p型GaN型化合物半导体层，其依次叠制于一基板上。在制造现有的蓝光LED时，经常使用透明的蓝宝石作为形成蓝光LED的基板的材料。不同于其他半导体发光装置所用的半导体基板，蓝宝石为一电绝缘材料。因而，不可能直接形成n型电极于蓝宝石基板上。解决此问题的方法为藉由蚀刻蓝光LED使n型GaN型化合物半导体层部分显露出，以提供一可使n型电极有效地形成的导电表面。参照附图说明图1以更具体了解前述现有的蓝光LED，现有的蓝光LED主要包含一蓝宝石基板101、一n型GaN型化合物半导体层102、一有源层103，由一本征或有掺杂的GaN型化合物半导体材料所形成、以及一p型GaN型化合物半导体层104。如前所述，一n型电极105形成于n型GaN型化合物半导体层102的显露表面上，而一p型电极106形成于p型GaN型化合物半导体层104上。然而，图1所示的现有的蓝光LED具有下文所述的若干缺点。首先，当蓝光LED的绝缘蓝宝石基板101安置于杯型引线框107的表面上时，蓝光LED的绝缘蓝宝石基板101无法与杯型引线框107形成电连接。为了电连接蓝光LED与杯型引线框107，必须使用一金属接合线108，使n型电极105电接合至杯型引线框107的表面，如图2所示。既然必须使用另一金属接合线109，使p型电极106电接合至一分离的引线框110，故打线接合制作工艺必须进行二次，以完全接合现有的蓝光LED。此外，金属接合线109以经由一接合垫111而接合至p型电极106为佳。由于二次打线接合特征，现有的蓝光LED的制作工艺复杂度与蓝光LED的晶粒尺寸都大大增加，导致高的制造成本。另外，如图3所示，现有的蓝光LED的电极105，106的结构与排列是非对称的，其中图3是图1所示的蓝光LED的顶视图。所以，现有的蓝光LED中的电流不会以对称且沿着上下方位的方向流动。因此，现有的蓝光LED难以实现均匀的电流分散特征。既然电流分散特征是不均匀的，故现有的蓝光LED中存在有若干个高电流密度点，其容易于操作中产生损害。更且，众所周知的静电放电(electrostatic discharge，ESD)问题不可避免地发生于绝缘蓝宝石基板101中。前述缺点大大降低现有的蓝光LED的性能与可靠性。据此，期望能提供一种获得单一打线接合特征的蓝光LED，不会大大增加制作工艺复杂度与制造成本。也期望能提供一种获得均匀的电流分散特征且免于ESD问题的蓝光LED。而且，期望能提供一种底表面上设有镜状反射器的蓝光LED，藉以增加蓝光LED的发光效率。本专利技术的一个目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其获得单一打线接合特征。因此制作工艺复杂度简化且制造成本降低。本专利技术的另一目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其具有均匀的电流分散特征。本专利技术的又一目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其免于静电放电问题。本专利技术的再一目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其具有一形成于底表面上的镜状反射器。依据本专利技术的第一方面，一种发光化合物半导体装置包括一绝缘基板；一第一GaN型半导体层，形成于该绝缘基板的顶表面上，该第一GaN型半导体层的中央部分的表面高于该第一GaN型半导体层的周缘部分的表面；一有源层，形成于该第一GaN型半导体层的中央部分的表面上方，用以产生光；一第二GaN型半导体层，形成于该有源层上方；一第一电极，形成于该第二GaN型半导体层上；以及一导电层，经由涂覆而覆盖该绝缘基板侧壁与底表面且电连接于该第一GaN型半导体层的侧壁。依据本专利技术第一方面的发光化合物半导体装置的制造方法包括准备一绝缘基板；形成一第一GaN型半导体层于该绝缘基板上；形成一有源层于该第一GaN型半导体层上方，用以产生光；形成一第二GaN型半导体层于该有源层上方；分别蚀刻该第二GaN型半导体层、该有源层、与该第一GaN型半导体层的周缘部分，使得该第一GaN型半导体层的该周缘部分的显露表面低于该第一GaN型半导体层的中央部分的表面；形成一第一电极于该第二GaN型半导体层上；以及涂覆一导电层，以覆盖该绝缘基板的侧壁与底表面且电连接于该第一GaN型半导体层的侧壁。依据本专利技术的第二方面，一第二电极形成于第一GaN型半导体层的周缘部分的表面且未电连接至有源层、第二GaN型半导体层、与第一电极。覆盖该绝缘基板的侧壁与底表面的导电层电连接于该第二电极。依据本专利技术的第三方面，一附着层形成于该绝缘基板的侧壁与底表面上，随后形成该涂覆导电层于附着层上方。该附着层用以增强该第一电极与该导电层间的粘附性。依据本专利技术的第四方面，该导电层为一透光层。关于该透光导电层，可使用一铟锡氧化物层、一镉锡氧化物层、一氧化锌层、或一薄金属层，该薄金属层的厚度处于0.001μm至1μm的范围内，由Au、Ni、Pt、Al、Sn、In、Cr、Ti、或其合金所形成。下文的说明与附图将使本专利技术的这些与其他目的特征与优点更明显。兹将参照图示详细说明依据本专利技术的优选实施例。附图中图1显示现有的蓝光LED的剖面图；图2显示图1的现有的蓝光LED安置于一杯型引线框上的剖面图；图3显示图1的现有的蓝光LED的电极的排列的顶视图；图4A至4E显示依据本专利技术第一实施例的蓝光LED的制造步骤的剖面图；图5显示图4E的蓝光LED的电极的排列的顶视图；图6显示图4E的蓝光LED安置于一杯型引线框上的剖面图；图7A至7C显示依据本专利技术第二实施例的蓝光LED的制造步骤的剖面图；图8显示图7C的蓝光LED安置于一杯型引线框上的剖面图9显示依据本专利技术第三实施例的蓝光LED安置于一杯型引线框上的剖面图；以及图10显示依据本专利技术第四实施例的蓝光LED安置于一杯型引线框上的剖面图。符号说明101蓝宝石基板102n型GaN型化合物半导体层103有源层104p型GaN型化合物半导体层105n型电极106p型电极107杯型引线框108金属接合线109金属接合线110分离的引线框111接合垫400蓝光LED400a 上方侧壁400b 下方侧壁400c 底表面401绝缘基板402n型层402a 显露表面402b 中央部分的表面403n型束缚层404有源层405p型束缚层406p型层407透明的接触层409p型电极410弹性卷带411导电层700蓝光LED708p型电极900蓝光LED901附着层1000 蓝光LED1001 导电层1002 p型电极1003 接合垫第一实施例图4A至4E显示依据本专利技术第一实施例的蓝光LED400的制造步骤的剖面图。参照图4A，一厚度为3μm至5μm的n型层402首先形成于一绝缘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光化合物半导体装置，包括：一绝缘基板；一第一ＧａＮ型半导体层，形成于该绝缘基板的顶表面上，该第一ＧａＮ型半导体层的中央部分的表面高于该第一ＧａＮ型半导体层的周缘部分的表面；一有源层，形成于该第一ＧａＮ型半导体层的中央部分的 表面上方，用以产生光；一第二ＧａＮ型半导体层，形成于该有源层上方；一第一电极，形成于该第二ＧａＮ型半导体层上；以及一导电层，经由涂覆而覆盖该绝缘基板侧壁与底表面且电连接于该第一ＧａＮ型半导体层的侧壁。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

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