[发明专利]发光化合物半导体装置及其制造方法

说明书

本发明涉及一种化合物半导体装置及其制造方法。本发明尤其关于一种发光化合物半导体装置，例如GaN型发光二极体(light-emitting diode，LED)，其侧壁与底表面均由一涂覆性导电层所覆盖，以及此种发光化合物半导体装置的制造方法。

近年来，使用GaN型化合物半导体作为制造蓝光、绿光、或蓝绿光发光装置，例如蓝光LED或蓝光激光二极体(laser diode，LD)的材料已愈来愈受到注意。举例而言，蓝光LED通常具有下列结构：包含至少一n型GaN型化合物半导体层、一有源层，由本征或有掺杂的GaN型化合物半导体材料所形成、以及至少一p型GaN型化合物半导体层，其依次叠制于一基板上。

在制造现有的蓝光LED时，经常使用透明的蓝宝石作为形成蓝光LED的基板的材料。不同于其他半导体发光装置所用的半导体基板，蓝宝石为一电绝缘材料。因而，不可能直接形成n型电极于蓝宝石基板上。解决此问题的方法为：藉由蚀刻蓝光LED使n型GaN型化合物半导体层部分显露出，以提供一可使n型电极有效地形成的导电表面。

参照图1以更具体了解前述现有的蓝光LED，现有的蓝光LED主要包含一蓝宝石基板101、一n型GaN型化合物半导体层102、一有源层103，由一本征或有掺杂的GaN型化合物半导体材料所形成、以及一p型GaN型化合物半导体层104。如前所述，一n型电极105形成于n型GaN型化合物半导体层102的显露表面上，而一p型电极106形成于p型GaN型化合物半导体层104上。

然而，图1所示的现有的蓝光LED具有下文所述的若干缺点。首先，当蓝光LED的绝缘蓝宝石基板101安置于杯型引线框107的表面上时，蓝光LED的绝缘蓝宝石基板101无法与杯型引线框107形成电连接。为了电连接蓝光LED与杯型引线框107，必须使用一金属接合线108，使n型电极105电接合至杯型引线框107的表面，如图2所示。既然必须使用另一金属接合线109，使p型电极106电接合至一分离的引线框110，故打线接合制作工艺必须进行二次，以完全接合现有的蓝光LED。此外，金属接合线109以经由一接合垫111而接合至p型电极106为佳。由于二次打线接合特征，现有的蓝光LED的制作工艺复杂度与蓝光LED的晶粒尺寸都大大增加，导致高的制造成本。

另外，如图3所示，现有的蓝光LED的电极105，106的结构与排列是非对称的，其中图3是图1所示的蓝光LED的顶视图。所以，现有的蓝光LED中的电流不会以对称且沿着上下方位的方向流动。因此，现有的蓝光LED难以实现均匀的电流分散特征。既然电流分散特征是不均匀的，故现有的蓝光LED中存在有若干个高电流密度点，其容易于操作中产生损害。

更且，众所周知的静电放电(electrostatic discharge，ESD)问题不可避免地发生于绝缘蓝宝石基板101中。前述缺点大大降低现有的蓝光LED的性能与可靠性。

据此，期望能提供一种获得单一打线接合特征的蓝光LED，不会大大增加制作工艺复杂度与制造成本。也期望能提供一种获得均匀的电流分散特征且免于ESD问题的蓝光LED。而且，期望能提供一种底表面上设有镜状反射器的蓝光LED，藉以增加蓝光LED的发光效率。

本发明的一个目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其获得单一打线接合特征。因此制作工艺复杂度简化且制造成本降低。

本发明的另一目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其具有均匀的电流分散特征。

本发明的又一目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其免于静电放电问题。

本发明的再一目的在于提供一种发光化合物半导体装置，其具有一形成于底表面上的镜状反射器。

依据本发明的第一方面，一种发光化合物半导体装置包括：一绝缘基板；一第一GaN型半导体层，形成于该绝缘基板的顶表面上，该第一GaN型半导体层的中央部分的表面高于该第一GaN型半导体层的周缘部分的表面；一有源层，形成于该第一GaN型半导体层的中央部分的表面上方，用以产生光；一第二GaN型半导体层，形成于该有源层上方；一第一电极，形成于该第二GaN型半导体层上；以及一导电层，经由涂覆而覆盖该绝缘基板侧壁与底表面且电连接于该第一GaN型半导体层的侧壁。