[发明专利]发光二极管装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管装置及其制造方法，尤其涉及一种具有平坦 表面的发光二极管装置。

背景技术

发光二极管(LED)是借由在基板上形成活性区域以及在基板上沉积各种 导电层及半导体层来制造。借由p-n结的电流，空穴对的辐射重组可用来产 生电磁辐射。由例如GaAs或GaN的直接能隙材料制造的顺向偏压p-n结中， 注入耗尽区的空穴对重组，造成电磁辐射的发射。此电磁辐射可能落在可见 光区或是非可见光区的范围。LED的不同颜色可使用不同能隙材料来形成。 再者，在非可见光区发射电磁辐射的LED，可使非可见光导向磷光透镜或类 似的材料。当非可见光被透镜吸收时，此磷光会发出可见光。

LED通常在蓝宝石基板(Al2O3)上制造，形成III族-N化合物的LED结 构，因为蓝宝石基板的结晶方位使III族-N化合物可以外延成长于此蓝宝石 基板上。然而，蓝宝石基板较硅基板贵，而且蓝宝石的低热导性，使得蓝宝 石基板典型特征为热累积。

再者，LED通常在平坦的基板上形成，因此会形成平坦的LED结构。 平坦的LED结构会限制设置于既定尺寸的基板上的发光材料的量。而且平 坦表面能够使光线被导向及捕捉于装置中，导致取出效率(extraction efficiency)降低(Journal of The Electrochemical Society，153 2 G105-G107 2006)。因此，既定尺寸的LED的发光效率会受到限制。

有人已尝试制造非平坦表面的LED以增加既定尺寸基板上的发光区域 量，并破坏波导(waveguide)现象。这样会造成LED结构的顶部基板也成为 非平坦结构。因此，如果在顶部III族-N层上形成电性接触，则不能形成具 有平坦表面的LED装置。

因此，有需要一种具有增加发光效率并具有形成电性接触的适当表面的 LED装置。

发明内容

本发明的实施例提供具有平坦表面的发光二极管(LED)，可减少、解决 或避免上述的问题，并达到技术上的优势。

本发明的一发明方面，提供一发光二极管(LED)装置。此LED装置包括 一半导体基板；凸起区域，形成于上述半导体基板上，上述凸起区域包括一 半导体材料；一第一接触层，位于上述凸起区域上，上述第一接触层具有一 非平坦表面；一非平坦的活性层，位于上述第一接触层上；以及一第二接触 层，位于上述非平坦的活性层上，上述第二接触层具有一平坦表面。

本发明的另一发明方面，提供一制造发光二极管(LED)装置的方法。此 方法包括提供一基板；在上述基板上形成凸起区域；在上述凸起区域上形成 一第一接触层；在上述第一接触层上形成一活性层，上述活性层具有一非平 坦表面；以及在上述活性层上形成一第二接触层，上述第二接触层具有一平 坦表面。

本发明的另一发明方面，提供一制造发光二极管(LED)装置的方法。此 方法包括提供一基板，在上述基板上形成介电层。上述介电层经过图案化形 成图案掩模，此图案掩模定义开口，在此开口内暴露出上述基板。之后，在 上述开口内的上述暴露基板上，形成凸起区域的步骤，以及在上述凸起区域 上形成LED结构的步骤，因此上述LED结构的顶接触层为一平坦表面，而 底接触层为一非平坦表面。

本发明第一接触层与活性层的非平坦表面外形会增加暴露表面的面积， 以此增加发光二极管装置的发光效率。

附图说明

图1a-图5b显示本发明实施例的制造发光二极管装置的多个中间工艺步 骤。

并且，上述附图中的附图标记说明如下：

100～晶片

102～基板

104～掩模层

206～图案化掩模

208～开口

302～凸起区域

402～第一接触层

404～活性层

502～第二接触层

具体实施方式

本发明的优选实施例的制造与使用皆详细说明于下。但本发明提供多种 应用本发明概念而具体实施于大范围的特定内容。此讨论的特定实施例仅用 于说明制造及使用本发明的特定方法，不限制本发明范围。