[发明专利]发光元件及其制造方法

说明书

本申请文件是2008年9月19日提交的第200810165663.3号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光元件的结构与制造方法，特别是涉及一种使用化学镀膜法于发光元件形成焊垫的方法。

背景技术

一般制造发光二极管(light emitting diode；LED)管芯的方法是于生长基板上形成多个外延层以及位于外延层上方的焊垫。外延层中至少包含n型半导体层、p型半导体层、以及位于n型半导体层与p型半导体层间的发光层(light-emitting layer)。

焊垫(bonding pad)通常通过引线(wire bonding)或倒装焊(flip chip)方式使n型半导体层与p型半导体层与外部线路电连接，因此在其材料选择上，主要以具适当厚度的金属以能承受引线时所造成的冲击为原则。

焊垫一般是以物理镀膜方式形成，如电子束蒸镀、热蒸镀或离子溅镀。但物理镀膜方向是全向性(omni-directional)，因此无须形成焊垫的部分也会被焊垫材料所覆盖，而这些材料必须被移除，造成制造成本的浪费。特别若是以金等贵金属做为焊垫材料，将使制造成本大幅上升。

此外，许多发光二极管采用表面粗化技术以提升出光效率，而通常以物理镀膜方式所形成的焊垫，其表面都会受发光二极管表面粗化的影响，而也有粗糙的现象。此粗糙表面在发光二极管封装工艺中，易造成引线机械设备辨识不良等问题。

发明内容

本发明涉及一种发光元件的结构与制造方法，尤其涉及一种使用化学镀膜法于发光元件形成焊垫的方法。此发光元件包含基板；半导体叠层，位于基板之上，其中半导体叠层包含p型半导体层、n型半导体层、及位于p型半导体层与n型半导体层间的发光层；以及焊垫，位于p型半导体层与n型半导体层中至少其中之一的上方，其中焊垫包含以物理镀膜法形成的晶种层与以化学镀膜法形成的化镀层，且晶种层厚度小于化镀层的厚度。

其中晶种层材料可与化镀层材料元素相同，但具有不同的结晶形态，且晶种层的结晶颗粒(grain)可大于化镀层的结晶颗粒。

其中晶种层或化镀层的结构可为多层结构，此晶种层或化镀层的多层结构中至少有一层与另一结构的一层材料元素相同，但具有不同的结晶形态，例如，与化镀层材料相同的晶种层其结晶颗粒大于此化镀层的结晶颗粒。

其中半导体叠层、晶种层与化镀层的上表面可为粗化结构，且晶种层上表面的粗糙度，可小于外延结构上表面的粗糙度，且化镀层的上表面粗糙度，也可小于晶种层上表面的粗糙度。

附图说明

图1为说明本发明的发光二极管发光装置的制造流程图；

图2为显示依照本发明实施例的发光二极管发光装置的结构剖面图；

图3为显示依照本发明实施例的发光二极管发光装置的结构剖面图；

图4为显示依照本发明实施例的发光二极管发光装置的结构剖面图；以及

图5为显示依照本发明实施例的发光二极管发光装置的结构剖面图。

附图标记说明

1～基板            2～n型半导体层

3～发光层          4～p型半导体层

5～透明导电层

206、208、306、308、406、408、506、508～晶种层

207、209、307、309、407、409、507、509～化镀层

具体实施方式

以下配合附图说明本发明的实施例。

本发明是关于一种形成发光二极管焊垫的制造方法，尤其是通过化学镀膜法以形成发光二极管的焊垫(bond pad)的制造方法。以下参考图1，说明使用化学镀膜法形成焊垫的流程。首先，在步骤101中，形成发光二极管外延结构，此发光二极管外延结构至少包含基板、n形半导体层、p形半导体层以及位于n形半导体层与p形半导体层间的发光层。

接着，在步骤102中，在发光二极管外延结构上形成作为晶种层(seed layer)的金属层或导体层，以覆盖至少部分的外延结构表面。

在步骤103中，在发光二极管外延结构未被晶种层覆盖的其他表面上覆盖一层保护层或绝缘层。

在步骤104中，通过光刻法于保护层或绝缘层上形成化镀层图案。光刻法已为本领域技术人员所熟知，故不再赘述。

在步骤105中，将上述结构中至少晶种层的部分或欲形成化镀层的部分，进行化学镀膜程序，使金属离子还原为金属并沉积在晶种层上，以形成焊垫。