发光二极管及其制造方法技术

一种发光二极管及其制造方法，此发光二极管包括基板、第一型掺杂半导体层、发光层、第二型掺杂半导体层、第一介电层、第一导电插塞、第一电极及第二电极。其中，第一型掺杂半导体层是设置于基板上，且发光层及第二型掺杂半导体层是依次设置于部分第一型掺杂半导体层上。第一介电层是设置于未被发光层覆盖的部分第一型掺杂半导体层上，且设置于第一介电层上的第一电极是通过位于第一介电层中的第一导电插塞而电连接于第一型掺杂半导体层。此外，第二电极则是电连接于第二型掺杂半导体层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光元件及其制造方法，且特别是涉及一种。
技术介绍
由于发光二极管与传统灯泡比较具有绝对的优势，例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、发光时无显著的热问题、不含水银(没有污染问题)、发光效率佳(省电)等特性，且近几年来发光二极管的发光效率不断提高，因此发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白热灯泡，例如需要高速反应的扫描仪灯源、液晶显示器的背光源或前光源汽车的仪表板照明、交通信号灯以及一般的照明装置等。而且，由于含氮的III-V族化合物为宽频带能隙的材料，其发光波长可以从紫外光一直涵盖至红光，可说是几乎涵盖整个可见光的波段。因此，利用含氮化镓的化合物半导体，如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(GaAlN)、氮化铟镓(GaInN)等的发光二极管元件已广泛地应用在各种发光模块中。图1为公知的发光二极管的剖面示意图。请参照图1，发光二极管100主要是由基板110、n型掺杂半导体层120、电极122、发光层130、p型掺杂半导体层140、透明导电层150以及电极142所构成。其中，n型掺杂半导体层120、发光层130、p型掺杂半导体层140、透明导电层150以及电极142是依次设置于基板110上，且发光层130仅覆盖住部分的n型掺杂半导体层120，而电极122即是设置在未被发光层130所覆盖的n型掺杂半导体层120上。请继续参照图1，发光二极管100的发光面积主要是取决于发光层130的面积，也就是说，发光层130的面积愈大，发光二极管100的发光面积也就愈大。但由于发光层130与电极122均设置在n型掺杂半导体层120上，因此如欲增加发光层130的面积，就必须缩小电极122的面积。然而，若电极122的面积过小，将会增加后续引线键合(wire bonding)工艺的难度，进而影响发光二极管100的制造合格率。
技术实现思路
鉴于上述情况，本专利技术的目的就是提供一种发光二极管，其可同时具有大面积的发光层与电极，以增加此发光二极管的发光面积，并提高此发光二极管的引线键合工艺的合格率。本专利技术的另一目的是提供一种发光二极管的制造方法，其可在不降低后续引线键合工艺的合格率的情况下，增加发光二极管的发光面积。本专利技术提出一种发光二极管结构，包括基板、第一型掺杂半导体层、发光层、第二型掺杂半导体层、第一介电层、第一导电插塞、第一电极及第二电极。其中，第一型掺杂半导体层是设置于基板上，且发光层及第二型掺杂半导体层是依次设置于部分第一型掺杂半导体层上。第一介电层是设置于未被发光层覆盖的部分第一型掺杂半导体层上，且设置于第一介电层上的第一电极是通过位于第一介电层中的第一导电插塞而电连接于第一型掺杂半导体层。此外，第二电极则是电连接于第二型掺杂半导体层。在本专利技术的较佳实施例中，上述发光二极管还可以包括第二介电层，其是设置于部分第二型掺杂半导体层上。在一实例中，上述发光二极管还可以包括第二导电插塞，其位于第二介电层中。而且，第二电极设置于第二介电层上，并通过此第二导电插塞而与第二型掺杂半导体层电连接。在本专利技术的较佳实施例中，上述发光二极管还可以包括透明导电层，设置于上述第二型掺杂半导体层与第二电极之间。在本专利技术的较佳实施例中，上述第一型掺杂半导体层、发光层与第二型掺杂半导体层的材质包括III-V族化合物半导体材料。举例来说，第一型掺杂半导体层、发光层与第二型掺杂半导体层的材质例如是氮化镓、磷化镓或磷砷化镓。在本专利技术的较佳实施例中，上述第一型掺杂半导体例如是n型掺杂半导体层，而第二型掺杂半导体层例如是p型掺杂半导体层。当然，在另一实施例中，第一型掺杂半导体也可以是p型掺杂半导体层，而第二型掺杂半导体层则例如是n型掺杂半导体层。在本专利技术的较佳实施例中，上述基板的材质可以是蓝宝石、碳化硅、尖晶石或硅。本专利技术还提出一种发光二极管的制造方法，此方法是先在基板上依次形成第一型掺杂半导体层、发光层、第二型掺杂半导体层与掩膜层(masklayer)。其中，掩膜层是暴露出部分第二型掺杂半导体层。接着，以掩膜层为掩膜，移除暴露出的第二型掺杂半导体层与其下方的发光层，以暴露出部分第一型掺杂半导体层。然后，在掩膜层与第一型掺杂半导体层上形成介电材料层。之后，移除部分介电材料层与掩膜层，以于未被发光层所覆盖的部分第一型掺杂半导体层上形成第一介电层。接着，在第一介电层中形成第一导电插塞，以与第一型掺杂半导体层电连接。接着再分别形成第一电极与第二电极，其中第二电极是与第二型掺杂半导体层电连接，且第一电极是通过第一导电插塞而与第一型掺杂半导体层电连接。在本专利技术的较佳实施例中，上述未被掩膜层所覆盖的部分第二型掺杂半导体层与其下方的发光层，通过各向异性蚀刻来移除。在本专利技术的较佳实施例中，移除上述掩膜层及部分介电材料层的方法例如是先在介电材料层上形成图案化光刻胶层，此图案化光刻胶层是暴露出部分介电材料层。接着，利用此图案化光刻胶层为掩膜，依次移除该图案化光刻胶层所暴露的该介电材料层、掩膜层。之后，移除图案化光刻胶层与部分介电材料层。在本专利技术的较佳实施例中，上述掩膜层的材质例如是镍，且其例如是通过王水溶液而移除。在本专利技术的较佳实施例中，上述介电材料层的材质例如是二氧化硅，且其例如是通过氟化氢而移除。在本专利技术的较佳实施例中，上述移除图案化光刻胶层与部分介电材料层的方法例如是先将膜片粘着于图案化光刻胶层上，然后再撕取此膜片，以使图案化光刻胶层与部分介电材料层连同此膜片而从基板上被撕离。在本专利技术的较佳实施例中，在形成该第一介电层之后以及形成第一电极与第二电极之前，还可以先在基板上形成第二介电层，以覆盖部分第二型掺杂半导体层。然后再于第二介电层中形成第二导电插塞，以使后续形成的第二电极通过此第二导电插塞，而与第二型掺杂半导体层电连接。在本专利技术的较佳实施例中，在形成该第一介电层之后以及形成第二电极之前，还包括在第二型掺杂半导体层上形成透明导电层。本专利技术是在发光二极管的第一电极与第一型掺杂半导体层之间设置第一介电层，以使第一电极通过第一介电层中的第一导电插塞而与第一型掺杂半导体层电连接，进而降低第一电极与第一型掺杂半导体层之间的阻值，以改善发光二极管的电特性。为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。附图说明图1为公知的发光二极管的剖面示意图。图2A至图2F为本专利技术的较佳实施例中发光二极管的制造流程剖面图。图3A至图3D为形成图2D的结构的流程剖面图。图4为本专利技术的另一实施例的发光二极管的剖面图。图5为本专利技术的又一实施例的发光二极管的剖面图。主要元件标记说明100、200、400、500发光二极管110、210基板120n型掺杂半导体层122、142电极 130、230发光层140p型掺杂半导体层150、290透明导电层220第一型掺杂半导体层240第二型掺杂半导体层250掩膜层260介电材料层262第一介电层264第一导电插塞266第二介电层268第二导电插塞270图案化光刻胶层272膜片282第一电极284第二电极具体实施方式图2A至图2F为本专利技术的较佳实施例中发光二极管的制造流程剖面图。请参照图2A，首先在基板210上依次形成第一型掺杂半导体层220、发光层230、第二型掺杂半导体层240与掩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征是包括：基板；第一型掺杂半导体层，设置于该基板上；发光层，设置于部分该第一型掺杂半导体层上；第二型掺杂半导体层，设置于该发光层上；第一介电层，设置于未被该发光层所覆盖的部分该第一 型掺杂半导体层上；第一导电插塞，贯穿该第一介电层而与该第一型掺杂半导体层电连接；第一电极，设置于该第一介电层上，以通过该第一导电插塞而与该第一型掺杂半导体层电连接；以及第二电极，电连接于该第二型掺杂半导体层。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征是包括基板；第一型掺杂半导体层，设置于该基板上；发光层，设置于部分该第一型掺杂半导体层上；第二型掺杂半导体层，设置于该发光层上；第一介电层，设置于未被该发光层所覆盖的部分该第一型掺杂半导体层上；第一导电插塞，贯穿该第一介电层而与该第一型掺杂半导体层电连接；第一电极，设置于该第一介电层上，以通过该第一导电插塞而与该第一型掺杂半导体层电连接；以及第二电极，电连接于该第二型掺杂半导体层。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是还包括第二介电层，设置于部分该第二型掺杂半导体层上。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征是还包括第二导电插塞，位于该第二介电层中，且该第二电极是设置于该第二介电层上，并通过该第二导电插塞而与该第二型掺杂半导体层电连接。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是还包括透明导电层，设置于该第二型掺杂半导体层与该第二电极之间。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是该第一型掺杂半导体层、该发光层与该第二型掺杂半导体层的材质包括III-V族化合物半导体材料。6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征是该III-V族化合物半导体材料包括氮化镓、磷化镓或磷砷化镓。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是该第一型掺杂半导体层为n型掺杂半导体层，而该第二型掺杂半导体层为p型掺杂半导体层。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是该第一型掺杂半导体层为p型掺杂半导体层，而该第二型掺杂半导体层为n型掺杂半导体层。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征是该基板包括蓝宝石、碳化硅、尖晶石或硅基板。10.一种发光二极管的制造方法，其特征是包括于基板上依次形成第一型掺杂半导体层、发光层、第二型掺杂半导体层与掩膜层，其中该掩膜层暴露出部分该第二型掺杂半导体层；以该掩膜层为掩膜，移除暴露出的该第二型掺杂半导体层与部分该发光层，以暴露出部分该第一型掺杂半导体层；于该掩膜层与该第一型掺杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：温伟值，林艺峰，曾焕哲，潘锡明，简奉任，黄国瑞，宋文洲，
申请(专利权)人：璨圆光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]