[发明专利]发光二极管元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光元件，且特别是涉及一种发光二极管(LED)元件及其制造方法。

背景技术

请参照图1A与图1B，其为分别绘示一种传统垂直式发光二极管结构的俯视示意图、以及沿着图1A的A-B剖面线所获得的剖面示意图。发光二极管结构100包括基板102、接合层104、p型接触层106、p型半导体层108、有源层110、n型半导体层112、n型电极垫114、n型导电分支116与p型电极层118。

在发光二极管结构100中，接合层104、p型接触层106、p型半导体层108、有源层110与n型半导体层112依序堆叠在基板102的表面120上。如图1A所示，n型导电分支116与n型电极垫114相连，且自n型电极垫114向外延伸而出。此外，如图1B所示，n型电极垫114与n型导电分支116均设置在n型半导体层112上。另外，p型电极层118则设置在相对于表面120的基板102的另一表面122上。其中，p型接触层106通常采用高反射率材料来制作，因此又可称为反射层。

然而，此种发光二极管结构100有其缺点。首先，由于n型电极垫114与n型导电分支116均设置在有源层110上方的n型半导体层112上，因此n型导电分支116会吸收有源层110所发出的光，而降低发光二极管结构100的光取出效率。

其次，垂直式发光二极管结构100与传统水平式发光二极管结构不同。请参照图2，其为绘示一种传统水平式发光二极管结构的剖面示意图。传统水平式发光二极管结构200包括：基板202；设置在基板202上的未掺杂氮化镓层204；设置在未掺杂氮化镓层204上的n型氮化镓层206；设置在部分的n型氮化镓层206上的有源层208；设置在有源层208上的p型氮化镓层210、设置在n型氮化镓层206的暴露出的镓表面(Ga-face)216上的n型电极垫212、设置在p型氮化镓层210上的p型欧姆接触层220与设置在部分的p型欧姆接触层220上的p型电极垫214。其中，因为材料特性的关系，n型氮化镓层206的远离生长基板的上表面为镓表面216，而未掺杂氮化镓层204的靠近生长基板的下表面为氮表面(N-face)218。

因此，在水平式发光二极管结构200中，n型电极垫212设置在n型氮化镓层206的镓表面216上。在这样的架构下，n型电极垫212于合金化后，仍可保有良好的欧姆接触。另一方面，在垂直式发光二极管结构100中，n型电极垫114与n型导电分支116设置在n型半导体层112的氮表面上。因而，当n型电极垫114与n型导电分支116设置在氮表面上时，n型电极垫114与n型导电分支116的热稳定性会变差。如此一来，经合金工艺后，n型电极垫114和n型导电分支116与n型半导体层112之间的欧姆接触会变差，而导致n型电极垫114和n型导电分支116与n型半导体层112之间的电阻升高。

再者，在垂直式发光二极管结构100的工艺中，p型接触层106需经两次的合金工艺，亦即p型接触层106形成后所进行的第一次合金工艺、以及n型电极垫114和n型导电分支116形成后所进行的第二次合金工艺。如此一来，兼具有反射层作用的p型接触层106经过两次合金工艺后，其反射率不易控制。

发明内容

因此，本发明的示例就是提供一种发光二极管元件及其制造方法，其导电分支设置在外延结构内，故可降低光被导电分支所吸收的比例。

本发明的另一示例是提供一种发光二极管元件及其制造方法，其是将第一电性电极垫与第一电性导电分支设置在第一电性半导体层的镓表面上，因此可提高第一电性电极垫与第一电性导电分支的热稳定性。

本发明的又一示例是提供一种发光二极管元件及其制造方法，其兼具有反射功能的第二电性接触层是在第一电性电极垫与第一电性导电分支的合金处理之后制作。因此，可有效控制第二电性接触层的反射率。

本发明的再一示例是提供一种发光二极管元件及其制造方法，其可将切割后的发光二极管芯片直接固定在封装基板或导线架上，再移除生长基板(growth substrate)，即大致完成发光二极管元件的制作。因此，在生长基板移除后，可无需再进行光刻工艺。

本发明的再一示例是提供一种发光二极管元件及其制造方法，其将切割后的发光二极管芯片设置于封装基板或支架上后，可无需额外制作排气走道来供以激光移除生长基板时所产生的气体流通。因此，可增加发光二极管芯片的发光面积利用率。