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。此发光二极管包括接合基板、第一电性电极、接合层、外延结构、第二电性电极、生长基板与封胶层。第一电性电极与接合层分别设于接合基板的第二表面与第一表面上。外延结构包括依序堆叠在接合层上的第一电性半导体层、有源层与第二电性半导体层。第一电性半导体层与第二电性半导体层的电性不同。外延结构的外围环状设置有沟槽自第二电性半导体层延伸至第一电性半导体层。第二电性电极与第二电性半导体层电性连接。生长基板设于外延结构上。生长基板具有一凹槽以暴露出部分的外延结构与沟槽。封胶层填设于凹槽中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种发光元件，且特别是有关于一种发光二极管(LED)及其制造方法。
技术介绍
目前，发光二极管的封装工艺主要是将发光二极管芯片固定在可提供保护的封装支架上，再覆盖一层封胶来保护发光二极管芯片。封装支架除了提供给发光二极管芯片良好的保护外，也需要将外部电路的电源供应给发光二极管芯片，以供发光二极管芯片操作 Z用ο然而，为了达到上述的封装目的，通常会使得封装结构的体积大幅增加，也会增加制作成本。因此，亟需一种可缩减发光二极管的体积与降低制作成本的技术，以降低元件成本，并可符合元件的轻薄短小的趋势。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的之一在于提供一种发光二极管及其制造方法，其生长基板可取代封装支架，故可缩减发光二极管的封装结构的体积，并可降低制作成本。本专利技术的另一目的在于提供一种发光二极管及其制造方法，其可将水平电极式的发光二极管的两个电极的传导位置调整至封装结构的同一侧，因此可省略引线键合步骤， 并可直接将发光二极管设置于电路板。所以，可增加发光二极管元件的出光面积，更可避免掉传统设计中引线键合良率不佳的问题。本专利技术的又一目的在于提供一种发光二极管及其制造方法，其可利用基板置换技术，来提升发光二极管的散热效率，因此可提升发光二极管的寿命与光电特性稳定度。根据本专利技术的上述目的，提出一种发光二极管。此发光二极管包括接合基板、第一电性电极、接合层、外延结构、第二电性电极、生长基板以及封胶层。其中，第一电性与第二电性为不同电性。接合基板包括相对的第一表面与第二表面。第一电性电极设于接合基板的第二表面上。接合层设于接合基板的第一表面上。外延结构包括依序堆叠在接合层上的第一电性半导体层、有源层与第二电性半导体层，其中外延结构的外围环状设置有一沟槽， 此沟槽自第二电性半导体层延伸至第一电性半导体层。第二电性电极与第二电性半导体层电性连接。生长基板设于外延结构上，其中生长基板具有一凹槽以暴露出部分的外延结构与沟槽。封胶层填设于凹槽中。依据本专利技术的一实施例，上述的第二电性电极位于第二电性半导体层上，且凹槽暴露出第二电性电极。依据本专利技术的另一实施例，上述的发光二极管还包括一接触孔，其中该接触孔自第一电性电极延伸至第二电性半导体层，且接触孔暴露出第二电性半导体层的一部分。根据本专利技术的上述目的，另提出一种发光二极管的制造方法，包括下列步骤。提供生长基板。形成外延结构于生长基板上，其中此外延结构包括依序堆叠在生长基板上的第二电性半导体层、有源层与第一电性半导体层。第一电性半导体层与第二电性半导体层的电性不同。利用接合层来接合第一电性半导体层与接合基板的第一表面，其中接合基板还包括第二表面相对于第一表面。形成一凹槽于生长基板中，其中该凹槽暴露出部分的外延结构。形成一沟槽于外延结构中，其中该沟槽环状设置于外延结构的外围，且自第二电性半导体层延伸至第一电性半导体层。形成第二电性电极与第二电性半导体层电性连接。形成第一电性电极于接合基板的第二表面上。形成封胶层填入凹槽中。依据本专利技术的一实施例，上述形成第二电性电极的步骤还包括使第二电性电极位于第二电性半导体层的暴露部分上。依据本专利技术的另一实施例，上述方法于形成第二电性电极的步骤前，还包括形成一接触孔，该接触孔自第一电性电极延伸至第二电性半导体层中，其中该接触孔暴露出第二电性半导体层的一部分。此外，上述的第二电性电极形成于第二电性半导体层的暴露部分上。根据上述实施例，应用本揭示可缩减发光二极管的封装结构的体积、降低制作成本、增加发光二极管元件的出光面积、提升工艺良率以及增进发光二极管的寿命与光电特性稳定度。附图说明为让本专利技术的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下图IA至图IF是绘示依照本专利技术的实施方式的一种发光二极管的工艺剖面图。图2A至图2F是绘示依照本专利技术的另一实施方式的一种发光二极管的工艺剖面图。图3A与图:3B是绘示依照本专利技术的又一实施方式的一种发光二极管的工艺剖面图。主要元件符号说明100生长基板104表面108未掺杂半导体层112有源层116外延结构120反射层124接合基板128表面132沟槽136底面140侧面144厚度148保护层152第一电性电极156封胶层160第一接触孔164隔离层168接触孔172侧面176发光二极管180发光二极管102表面106缓冲层110第二电性半导体114第一电性半导体层118第一电性接触层122接合层126表面130:凹槽138 侧面146:第二电性电极154 光学材料层162 第二电性金属电极层170 底面134 侧壁 142 高度 150 反射层 158 发光二极管 166 第二接触孔 174 色缘层 178 光学结构θ 夹角具体实施例方式请参照图IA至图1F，其是绘示依照本专利技术的实施方式的一种发光二极管的工艺剖面图。在本实施方式中，制作发光二极管时，先提供生长基板100。生长基板100具有相对的表面102与104。生长基板100的材料可例如包括氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)或砷化镓(GaAs)。接着，利用例如外延生长方式，在生长基板100的表面102上形成外延结构116。 在一实施例中，外延结构116可包括依序堆叠在生长基板100的表面102上的第二电性半导体层110、有源层112与第一电性半导体层114。其中，第一电性半导体层114与第二电性半导体层110具有不同的导电性。例如，第一电性半导体层114与第二电性半导体层110 其中之一为η型，另一个则为ρ型。在图IA所示的实施例中，外延结构116更进一步包括缓冲层106与未掺杂半导体层108。其中，缓冲层106先形成于生长基板100的表面102上， 未掺杂半导体层108再生长于缓冲层106，接着才依序生长第二电性半导体层110、有源层 112与第一电性半导体层114。外延结构116的材料可包括氮化铟铝镓(InMGaN)系材料或磷化铟铝镓(InMGaP)系材料。在一实施例中，可选择性地形成第一电性接触层118覆盖在第一电性半导体层 114上，以提升元件的电性品质。第一电性接触层118可与第一电性半导体层114形成欧姆接触。第一电性接触层118可为单层结构或多层结构，例如可为镍和金的叠层结构、镍和银的叠层结构、氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌镓(GZO)层、氧化锌铝(AZO)层或氧化铟层。此外，如图IA所示，更可依产品需求，而选择性地形成反射层120覆盖在第一电性接触层118 上，以提升元件的发光亮度。反射层120可例如包括高反射特性的金属层或布拉格反射镜 (Distributed Bragg Reflector, DBR)。在一实施例中，反射层120的材料可包括铝、银或钼。接着，如图IB所示，可形成接合层122于反射层120上。接合层122的材料可例如为金属。接下来，先提供接合基板124，其中此接合基板IM包括相对的表面1 与128。 接合基板124的材料可采用高导电与高散热特性的材料。在一实施例中，接合基板124的材料可包括硅、铝、铜、钼、镍、或铜钨合金。再利用接合层122来接合反射层120与接合基板124的表面126，以接合外延结构116的第一电性半导体层114与接合基板124，如图IC 所示。在另一实施例中，接合层122亦本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光二极管，包括：接合基板，包括相对的第一表面与第二表面；第一电性电极，设于该接合基板的第二表面上；接合层，设于该接合基板的第一表面上；外延结构，包括依序堆叠在该接合层上的第一电性半导体层、有源层与第二电性半导体层，该第一电性半导体层与该第二电性半导体层的电性不同，其中该外延结构的外围环状设置有一沟槽，该沟槽自该第二电性半导体层延伸至该第一电性半导体层；以及第二电性电极，与该第二电性半导体层电性连接；生长基板，设于该外延结构上，其中该生长基板具有一凹槽，该凹槽暴露出部分的该外延结构与该沟槽。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包括接合基板，包括相对的第一表面与第二表面；第一电性电极，设于该接合基板的第二表面上；接合层，设于该接合基板的第一表面上；外延结构，包括依序堆叠在该接合层上的第一电性半导体层、有源层与第二电性半导体层，该第一电性半导体层与该第二电性半导体层的电性不同，其中该外延结构的外围环状设置有一沟槽，该沟槽自该第二电性半导体层延伸至该第一电性半导体层；以及第二电性电极，与该第二电性半导体层电性连接；生长基板，设于该外延结构上，其中该生长基板具有一凹槽，该凹槽暴露出部分的该外延结构与该沟槽。2.如权利要求1所述的发光二极管，其中该接合基板的材料包括硅、铝、铜、钼、镍或铜灼口巫ο3.如权利要求1所述的发光二极管，其中该第一电性电极包括共晶金属或非共晶金属，该共晶金属包括金锡、银锡、银锡铜、金锡铜或金铍，该非共晶金属包括金、钼、铬、钛、镍或铝。4.如权利要求1所述的发光二极管，还包括第一电性接触层，其中该第一电性接触层介于该接合层与该第一电性半导体层之间。5.如权利要求4所述的发光二极管，其中该第一电性接触层包括镍和金的叠层结构、 镍和银的叠层结构、氧化铟锡层、氧化锌层、氧化锌镓层、氧化锌铝层或氧化铟层。6.如权利要求4所述的发光二极管，还包括反射层，其中该反射层介于该第一电性接触层与该第一电性半导体层之间。7.如权利要求1所述的发光二极管，其中该外延结构还包括未掺杂半导体层，位于该第二电性半导体层上；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：余国辉，王建钧，朱长信，李孟信，
申请(专利权)人：佛山市奇明光电有限公司，奇力光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44