发光二极管芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管芯片，其通过至少一贯穿主动层的凹槽，以及堆叠金属层结构分枝条状布置于发光二极管芯片表面，除了使主动层的所占面积大幅提升外，还能让电流均匀地流通，使主动层的发光效率也得到显著的增进，在发光二极管芯片的发光亮度上有优异的表现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管芯片，尤其是指一种具有堆叠金属层结构且所述结构是分枝条状布置于芯片表面的发光二极管芯片。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种半导体材料制成的固态发光组件，其使用磷化镓、砷化镓等III-V族化学元素的组合，通过将这些化合物半导体施加电压，使电洞和电子在不同的电极电压作用下相遇而产生复合，这时电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的形式释放能量，让电能转换为光能，达成发光的效果。这种照明技术，背后的推动力是由于煤炭、天然气、石油等非再生资源逐渐匮乏，因此在开发新能源的同时，也一并需要开发节能产品用以减缓消耗剩余石化燃料的速度。在石油价格不稳定的压力下，全球都积极地投入节能产品的开发。因此，被喻为绿色光源的发光二极管即符合这一节能趋势，不但技术日益成熟进步，其应用领域也更为广泛。目前，发光二极管已普遍应用于3C产品指示器与显示设备上；另外，再随着发光二极管生产良率的提高，单位制造成本也跟着大幅降低，促使各领域都考虑采用发光二极管为照明材料。如上所述，由于目前开发高亮度的发光二极管已成为各国厂商的研发重点，所以如何将发光二极管的效能做进一步的提升，就是在改良上所应着重的焦点。
技术实现思路
在横式发光二极管芯片结构上,请参考图1，基本结构包括了一基板10 ;第一半导体层11 ;一主动层12 ;第二半导体层13 ;第一电极40及第二电极41，如图所示，所设为第一半导体层11通常为N型半导体层且设置于基板10上，主动层12设置于第一半导体层11上，第二半导体层13通常为P型半导体层且设置于主动层12上；第一电极40与第二电极41则分别设置于第一半导体层11及第二半导体层13上。在使用时，外电压自电极处施加于发光二极管芯片，最终使主动层12发出光子，然而由于电流倾向行走最短的路径，所以在现有技术中，在施加电压后，电流由第二电极41垂直向下经第二半导体层13抵达主动层12，主动层12的主要发光区域将局限于第二电极41垂直下方以及邻近的区块，较远的区块因为缺乏电流通过而有较差的发光效率。本专利技术的主要目的，是提供一种发光二极管芯片，其具有分枝条状布置于芯片表面的金属层，因而促使主动层及其上方的半导体层不需为了暴露主动层下方的半导体层上的电极而做大面积缩减，使发光二极管芯片上的主动层所占面积比例增加，进而增加发光面积。本专利技术的次要目的，是提供一种发光二极管芯片，其具有至少一凹槽设置于第二半导体层上方，并贯穿第二半导体层与主动层直至第一半导体层，使金属层可以在不同位置接触半导体层形成回路而而流通电流，让发光二级管的电流分布的接触不再局限于单一位置，而是通过金属层均匀分布于发光二极管芯片的各处。附图说明图I是一种横式发光二极管芯片结构示意图2是本专利技术实施例的剖面结构示意图3是本专利技术实施例的另一剖面结构示意图4是本专利技术实施例的俯视结构示意图5是本专利技术实施例的另一俯视结构示意图6是图5的线段A-A’剖面结构示意图7是图5的线段B-B’剖面结构示意图8是图5的线段C-C’剖面结构示意图。具体实施例方式以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。首先，请同时参考图2及图3,图2为本专利技术非具有凹槽部分的剖视图，图3则为本专利技术具有凹槽部分的剖视图；如图所示，本专利技术的发光二极管芯片，其包括一基板10 ;—第一半导体层11设于该基板10上方；一主动层12设于该第一半导体层11上方；一第二半导体层13设于该主动层12上方；至少一凹槽20包括一底部201，该凹槽20开口设于该第二半导体层13上方；一堆叠金属层结构包括一第一绝缘层30、一第一金属层31、一第二绝缘层32、一透明导电层33及一第二金属层34依序设于该第二半导体层13上方。其中，凹槽20的底部201往下延伸接触第一半导体层11 ;第一绝缘层30设于部分第二半导体层13上，以隔离第一金属层31及第二半导体层13 ;第一半导体层11暴露于凹槽20的底部201，使第一金属层31的一部分能与第一半导体层11相接；第二绝缘层32包覆至少部分第一金属层31 ;透明导电层33设于第二半导体层13及第二绝缘层32上方；第二金属层34设于透明导电层33及第二绝缘层32上方。在前述本专利技术的结构下，第一金属层31得以在第一绝缘层30及第二绝缘层32的隔绝下布置于第二半导体层13上，待行进至凹槽20的底部201时，由于第一绝缘层30并未延伸至底部201，因此第一金属层31得以在这种结构下顺利地和第一半导体层11相接触，形成另一回路而达到能将电流的流通分散的目标。请参考图4，为本专利技术在还未覆盖透明导电层33与第二金属层34时的结构俯视示意图；如图所示，本专利技术的发光二极管芯片还进一步包括第一电极40，该第一电极40设于第一半导体层11上，并与第一金属层31相连接；多个凹槽20的开口散布于发光二极管芯片的表面，并且其底部201暴露出原本被主动层12及第二半导体层13所覆盖的第一半导体层11。在第二半导体层13上设有如手指般分枝条状布置的金属覆盖区域，在本图中显示出该金属覆盖区域最底层的第一绝缘层30的设置方式为设于第二半导体层13上，但只贴沿着凹槽20的侧边而不会通过底部201，让设于第一绝缘层30上的第一金属层31不会与主动层12或是第二半导体层13相接触而造成短路；换句话说，在通过第一绝缘层30与第二半导体层13电性隔离下，设于第一绝缘层30上的第一金属层31仍能与第一半导体层11相接触于凹槽20的底部201。请参考图5，为本专利技术将透明导电层33、第二金属层34与第二电极41完成设置时的结构俯视示意图；如图所示，本专利技术的发光二极管芯片还进一步包括第二电极41，该第二电极41设于透明导电层33上，并与第二金属层34相连接；透明导电层33完全覆盖于第二半导体层13上，并同时一并覆盖了设置于第一金属层31与第二金属层34之間的第二绝缘层32、第一金属层31 (图中未示，其位于第二绝缘层32下)及第一绝缘层30 (图中未示，其位于第一金属层31除了凹槽20的底部201处以外的下方)。另外，本专利技术中，第一半导体层11可为N型半导体层，这时第二半导体层13为P型半导体层，第一电极40为N型电极，第二电极41为P型电极；而若第一半导体层11为P型半导体层，则第二半导体层13为N型半导体层，第一电极40为P型电极，第二电极41为N型电极。透明导电层33为铟锡氧化物，也就是为铟氧化物(In2O3)和锡氧化物(SnO2)的混合物，通常质量比是采用90%的In2O3与10% Sn02。铟锡氧化物处于薄膜状态时为透明无色并且具有导电性，所以主动层12所发出的光子仍可顺利通过透明导电层33 ;再凭借透明导电层33所具有的导电性质，自外界于第二金属层34所施加电压而产生的电流可经由透明导电层33的传导而抵达第二半导体层13。为了更详细揭示本专利技术的发光二极管芯片的结构，下面描述图5中线段A-A’、线段B-B’以及线段C-C’的剖面。首先，请参考图6，为本专利技术的发光二极管芯片于凹槽20及其周边的剖面，也就是图5中线段A-A’的剖面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管芯片，其特征在于，包括：一第一半导体层；一主动层，设于所述第一半导体层上方；一第二半导体层，设于所述主动层上方；及一堆叠金属层结构，设于所述第二半导体层上方，包括：一第一金属层，所述第一金属层通过一凹槽连接所述第一半导体层；一第二金属层，所述第二金属层设于所述第一金属层上方并连接一透明导电层；其中所述第一金属层与所述第二金属层间接重叠。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：廖汉忠，吕志轩，李芳仪，郑惟纲，潘锡明，
申请(专利权)人：璨圆光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：