发光元件制造技术

本发明专利技术公开一种发光元件，该发光元件包括：半导体叠层；反射层，位于半导体叠层之上；第一缓冲层，包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，位于反射层之上；第一电极；以及电性绝缘层，位于第一缓冲层与第一电极之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光元件，尤其涉及具改善性能表现的发光二极管。
技术介绍
倒装结构(Flip Chip)的发光二极管LED为了增加光的反射，如图1所示，会在第二半导体层123 (例如P型半导体层)上设置金属反射层(miiror)130。而为了增加倒装接合时的接合面积，与第一半导体层121 (例如η型半导体层)电性相接的第一电极150 (例如η型电极)，除了和第一半导体层121接触的接触区150a外，也会向周围延伸，如图1的延伸区150b。如此,在金属反射层130和第一半导体层121的第一电极150的延伸区150b间，需要施作电性绝缘层140，以电性隔绝两者。为了改善电性，金属反射层130需要经过热处理工艺(如退火)以达到优选的欧姆接触特性，经过热处理后，此金属反射层130和底下的第二半导体层123的接触会较好，可降低元件的正向电压Vf。但在热处理之后，因为热处理使得金属发生氧化变质，降低后续的附着力，使金属反射层130与后续覆盖其上的电性绝缘层140间的附着力不佳，造成在后续工艺，例如在制作金属电极光致抗蚀剂剥离(liftoff)工艺时，产生电性绝缘层140(及已覆盖于其上的各层)随同光致抗蚀剂一并被剥离而呈现剥离脱落(Peeling)的问题，实际剥离脱落(Peeling)的情形如图5所示。该附着性问题显示电性绝缘层140与金属反射层130间存在应力，使元件于高温工艺时，造成金属反射层130受应力作用而与第二半导体层123的接触面接触不良，导致正向电压Vf上升及漏电流增加。
技术实现思路
本专利技术提出一种发光元件，包括半导体叠层；反射层，位于半导体叠层之上；第一缓冲层，包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，位于反射层之上；第一电极；以及电性绝缘层，位于第一缓冲层与第一电极之间。本专利技术另提出一种发光元件，包括导电基板；接合层，位于导电基板之上；缓冲层，包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，位于接合层之上；扩散阻障层，位于缓冲层之上；反射层，位于扩散阻障层之上；以及发光叠层，位于反射层之上。附图说明图1:已知技术的发光二极管结构；图2:本专利技术第一实施例的发光二极管结构；图3:本专利技术第二实施例的发光二极管结构；图4:本专利技术第三实施例的发光二极管结构；图5:图1结构的发光二极管的工艺中显微镜影像；图6:图2结构的发光二极管的工艺中显微镜影像；图7:对应图5及图6所述的发光二极管在经 过形成合金的热处理前后的电性比较图；图8 :图2结构的发光二极管与图3结构的发光二极管在经过形成合金的热处理前后正向电压Vf点测Mapping图；图9 :图8的量化数据；图10 :显示图4结构的发光二极管及同样图4结构的发光二极管但不具有缓冲层的发光二极管在经过形成合金的热处理前后正向电压Vf变化量。附图标记说明110，210，310 :生长基板120，220，320 :半导体叠层 121，221，321 :第一电性半导体层122，222，322 :活性层123，223，323 :第二电性半导体层130，230，330 :金属反射层20a，30a :第一缓冲层30b :第二缓冲层140，240，340 电性绝缘层150，250，350 :第一电极I5Oa, 25Oa :接触区150b，250b :延伸区160，260，360 :第二电极410:导电基板420 :发光叠层430:金属反射层440 :扩散阻障层450 :第一电极460:第二电极470 :金属接合层40a :缓冲层具体实施例方式为改善如前述图1的发光二极管在金属反射层130与电性绝缘层140间的附着性问题，并避免及改善发光二极管在后续高温工艺时出现金属反射层130与电性绝缘层140间的应力问题，在本专利技术的实施例中，在金属反射层与电性绝缘层间加入第一缓冲层。该第一缓冲层包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，例如金属氧化物(MetallicOxide)或金属氮化物(Metallic Nitride),以作为金属反射层与电性绝缘层间的应力缓冲层。在实施例中，采用铟锡氧化物(ITO)作为此第一缓冲层。该具有第一缓冲层的发光二极管结构的第一实施例如图2所示，发光二极管包括生长基板210，在生长基板210上有半导体叠层220，半导体叠层220包括第一电性半导体层221 ;活性层222位于第一电性半导体层221之上；以及第二电性半导体层223位于活性层222之上。其中第一电性半导体层221和第二电性半导体层223为相异电性，例如在本实施例中第一电性半导体层221为η型半导体层，而第二电性半导体层223为ρ型半导体层。在半导体叠层220之上设有金属反射层230 ;第一缓冲层20a位于金属反射层230之上，包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，例如金属氧化物(Metallic Oxide)或金属氮化物(Metallic Nitride),以作为金属反射层230与后面形成的电性绝缘层240间的应力缓冲层。在第一缓冲层20a上设有电性绝缘层240，以作为金属反射层230与后面形成的第一电极250的电性绝缘。而在电性绝缘层240上设有第一电极250，为了与第一电性半导体层221电性连接及为增加倒装接合时的接合面积，此第一电极250包括与第一电性半导体层221电性连接的接触区250a及沿着半导体叠层220的侧壁延伸至电性绝缘层240上的延伸区250b，所以前述电性绝缘层240除了设于第一缓冲层20a上，也沿着半导体叠层220的侧壁延伸以将沿着半导体叠层220侧壁延伸的第一电极250部分做电性隔绝。或者说，第一电极250以接触区250a来电性连接半导体叠层220在平台(mesa)结构的区域(即部分第二电性半导体层223及活性层222被移除而曝露出的第一电性半导体层221的区域)的第一电性半导体层221，且第一电极250的延伸区250b沿着平台结构的侧壁延伸并延伸至电性绝缘层240上，而电性绝缘层240除了设于第一缓冲层20a上，亦随第一电·极250沿着平台结构的侧壁向平台结构的区域延伸并与第一电性半导体层221相接触以达电性隔绝的功能。此外，此发光二极管还包括第二电极260，设于第一缓冲层20a之上，透过第一缓冲层20a及金属反射层230与第二电性半导体层223电性连接。对于该图2发光二极管结构，在此简称为加盖(Cap)结构。其中金属反射层230的材料包括金属，如铝、金、钼、锌、银、镍、锗、铟、锡或上述金属的合金；电性绝缘层240的材料包括非导体材料，如氧化铝、二氧化钛、二氧化硅、氮化娃、氮化招化或上述非导体材料的组合；第一电极250及第二电极260的材料包括金属，如金、银、铝、铜、钼、锡、镍、锗、钛、钯、及铬或上述金属的合金。而生长基板210及半导体叠层220的材料已为本领域一般技术人员所知悉，在此不多赘述。第一缓冲层20a包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，例如金属氧化物(Metallic Oxide)或金属氮化物(Metallic Nitride)。其中金属氧化物例如包括Ιη203、SnO2, ZnO、TiO2或CdO ;金属氧化物也可以是掺杂的金属氧化物，例如包括In2O3 = Sn(ITO)、In203Mo(IM0), ZnO:1n (IZO)、ZnO: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光元件，包括：半导体叠层；反射层，位于该半导体叠层之上；第一缓冲层，包括由金属元素及非金属元素所组成的化合物，位于该反射层之上；第一电极；以及电性绝缘层，位于该第一缓冲层与该第一电极之间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳琨，沈建赋，陈昭兴，杨於铮，叶慧君，古依雯，陈宏哲，林植南，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：