发光二极管及发光二极管的制造方法技术

本发明专利技术公开一种发光二极管及发光二极管的制造方法，该发光二极管包含一发光结构，此发光结构含有一置于横跨一第一掺杂层的垂直侧壁上的钝化层、一发光层，及至少完全覆盖上述发光层侧壁的一第二掺杂层。通过等离子体轰击(plasma?bombardment)或发光结构的离子注入来形成钝化层。如此可在后续工艺步骤中保护侧壁且防止发光层周围的电流泄漏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体光源，特别是涉及发光二极管。
技术介绍
发光二极管是一种半导体光源，其包含一半导体二极管、电接点，及一非必要 (optional)的接合基板，用以产生一特定波长或一波长范围的光。传统上使用发光二极管作为指示灯，并且越来越多用来作为显示器。当给予一电压，该电压横跨通过反向掺杂的半导体化合物层(oppositely doping semiconductor compound layers)形成的半导体二极管p-n接面时，发光二极管就会发光。通过改变二极管中半导体层的能阶(bandgaps) 并在p-n接面中制造一发光层(active layer)即可产生不同的光波长。此外，可非必要地 (optional)使用荧光材料以改变发光二极管产生的光特性。发光二极管持续的发展已经可以产生在可见光谱内及超过可见光谱范围的力学上健壮(mechanically robust)的高效光源。这些特质搭配寿命长的固态装置，可产生各种新颖的显示应用，且让发光二极管能够与地位已经很巩固的白炽灯和日光灯相抗衡。无论如何，制造高效率和高机械性强度的发光二极管的工艺改善方法仍在持续探寻中。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，依照本专利技术一实施例的发光二极管，包含一发光结构， 包含一第一掺杂层，掺杂有一第一导电型的一第一杂质；一发光层，位于该第一掺杂层上；一第二掺杂层，位于该发光层上，且该第二掺杂层掺杂有与该第一导电型相反的第二导电型的一第二杂质；以及一钝化层，包含该发光层的一钝化部分，其中该发光层的钝化部分为该发光层的整个边缘部分；一接触金属层，邻近该第二掺杂层且与其电性接触；以及一封装基板。依照本专利技术一实施例的发光二极管的制造方法，包含提供一生长基板；形成一发光结构于该生长基板上，该结构包含一第一掺杂层，掺杂有一第一导电型的一第一杂质；一发光层，位于该第一掺杂层上；以及一第二掺杂层，位于该发光层上，且该第二掺杂层掺杂有与第一导电型相反的第二导电型的一第二杂质；蚀刻多个切割道于该发光结构中以形成具有外露侧壁的多个发光台面结构；及钝化该发光台面结构的外露侧壁。本专利技术的实施例中，通过等离子体轰击(plasma bombardment)或发光结构的离子注入来形成钝化层。如此可在后续工艺步骤中保护侧壁且防止发光层周围的电流泄漏。为让本专利技术的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1和图2A至图2C为根据一些实施例来制造发光二极管的方法的流程图。图3至图14为根据本专利技术中对应图2A的流程图的某些实施例，在各种制造阶段的发光二二极1^的各种示意图O图15至图19为根据本专利技术中对应图2B的流程图的某些实施例，在各种制造阶段的发光二二极1^的各种示意图O图20至图32为根据本专利技术中对应图2C的流程图的某些实施例，在各种制造阶段的发光二二极1^的各种示意图O主要附图标记说明11 -、制造方法12A 范例流程12B 范例流程12C 范例流程13广、步骤15 -步骤16广、步骤17 -步骤19广、步骤21 -开口23广、金属凸块24 -金属凸块25广、金属凸块26 -预焊凸块27广、裸片28 4果片40的表面30广、发光结构31 基板33 -、第一未掺杂层(缓冲层)35 掺杂层37 多层量子阱41 接触金属层45 光致抗蚀剂图案49 光致抗蚀剂图案53 接合金属层57 粘着金属层61 粗糙表面65 光致抗蚀剂图案69 钝化层73 光致抗蚀剂图案77 暂时接触金属层81 暂时接触金属层85 钝化层89 光致抗蚀剂图案具体实施例方式本专利技术接下来将会提供许多不同的实施例以实施本专利技术中不同的特征。各特定实施例中的构成及配置将会在以下作描述以简化本专利技术。这些为实施例并非用于限定本专利技术。此外，一第一元件形成于一第二元件“上方”、“之上”、“下方”或“之下”可包含实施例中的该第一元件与第二元件直接接触，或也可包含该第一元件与第二元件之间更有其他额外元件使该第一元件与第二元件无直接接触。各种元件可能以任意不同比例显示以使附图清晰简洁。539 -、掺杂层43 -、反射金属层47 -、切割道51 -、钝化层55 -、暂时接点59 -、基板63 -、金属接点67 -、光致抗蚀剂图案71 -、钝化层75 -、接合金属层79 -、暂时接触金属层83 -、光致抗蚀剂图案87 -、生长基图1和图2A至图2C为制造方法11及图12A至图12C的流程图，以说明本专利技术制造发光二极管的一些实施例。图1说明一或多个本专利技术实施例中的一般步骤。图2A至图 2C说明不同的实施例，其包含全部或至少部分图1的一般步骤。当图1的步骤在图2A到图 2C执行时，上述步骤以标示一样的附图标记标示。首先参考图3至图7的剖面图来详细讨论图1的步骤。接着讨论图2A至图2C的不同实施例。一发光二极管可为显示器或具有多个发光二极管的发光装置的一部分。装置中的这些发光二极管可被单独或结合控制。该发光二极管也可为集成电路芯片、系统芯片(SoC) 的一部分的，其包含了无源(passive)或有源(active)微电子装置，如电阻、电容、电感、 二极管、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补式金属氧化物半导体(CM0Q晶体管、双极接面晶体管(BJT)、横向扩散金属氧化物半导体(LDM0Q晶体管、高效金属氧化物半导体(M0Q晶体管，或其他类型的晶体管。本说明书简化各种附图以便更了解本专利技术。因此须注意，在图1和图2A到图2C中的方法的前、中、后皆可增加额外的工艺，这些附图中一些其他的工艺只有简略的描述，且各种可达到与所述工艺一样效果的可应用工艺皆可用来替换。参见图1，方法11开始于步骤13中提供一基板。该基板包含适合发光结构生长的材料。因此，该基板又称为生长基板(growth substrate)或生长晶片(growth wafer) 0 一实施例中，该基板是蓝宝石。一些其他的实施例中，该基板可为碳化硅、硅，或另一种适合发光结构生长的材料。在步骤15中，一发光结构形成于上述基板上。该发光结构通常是一半导体二极管。图3显示一发光结构30形成至基板31上。本实施例中，发光结构30包含一掺杂层35、多层量子阱37 (MQW)、和一掺杂层39。掺杂层35和39为反向掺杂的半导体层。一些实施例中，掺杂层35包含一 η型氮化镓材料，且掺杂层39包含一 ρ型氮化镓材料。一些实施例中，掺杂层35包含一 ρ型氮化镓材料，且掺杂层39包含一 η型氮化镓材料。图3中多层量子阱37层包含有源材料的交替(或间歇)层(alternating or periodic)，这些有源材料如氮化镓、氮化镓铟。例如，一实施例中，多层量子阱37层包含十层氮化镓及十层氮化镓铟，其中一氮化镓铟层形成于一氮化镓层上，而另一氮化镓层形成在氮化镓铟层上，以此类推。该结构的发光效率是取决于交替层的层数及其厚度。在不同的实施例中，多层量子阱层37厚度可约为10-2000纳米、100-1000纳米、1微米，或例如100纳米。根据图3的一些实施例，掺杂层35、多层量子阱层37，及掺杂层39皆由外延成长 ISkpitaxial growth processes)产生。在外延成长工艺，通常在基板3本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种发光二极管，包含：一发光结构，包含：一第一掺杂层，掺杂有一第一导电型的一第一杂质；一发光层，位于该第一掺杂层上；一第二掺杂层，位于该发光层上，且该第二掺杂层掺杂有与该第一导电型相反的第二导电型的一第二杂质；以及一钝化层，包含该发光层的一钝化部分，其中该发光层的钝化部分为该发光层的整个边缘部分；一接触金属层，邻近该第二掺杂层且与其电性接触；以及一封装基板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：黄泓文，夏兴国，邱清华，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71