[发明专利]发光二极管

说明书

本申请是申请人为晶元光电股份有限公司，申请日为2007年1月17日，申请号为200710002410.X，发明名称为“高效率发光二极管及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管(LED)及其制造方法，特别是涉及一种高效率发光二极管及其制造方法。

背景技术

在发光二极管的制作上，Ⅲ-Ⅴ族半导体化合物，例如磷化镓(GaP)、磷化镓砷(GaAsP)、磷化镓铟(GaInP)、砷化铝镓(AlGaAs)或磷化铝镓(AlGaP)以及磷化铝镓铟(AlGaInP)等材料，为相当常见的材料。一般传统的发光二极管结构采用N型砷化镓(GaAs)作为成长基板(Growth Substrate)材料。由于N型砷化镓所构成的成长基板会吸收光，因此在发光二极管的主动层所产生的光子中，朝向成长基板方向的光子大部分将为成长基板所吸收，而严重影响发光二极管组件的发光效率。

为避免发光二极管的基板吸光问题，比利时Gent大学I.Pollentirer等人于1990年在Electronics Letters期刊发表将砷化镓发光二极管芯片自砷化镓基板上剥离后直接接合到硅(Si)基板的技术。此外，美国Hewlett-Packard公司在其美国专利编号第5376580号(申请日1993年3月19日)中提出将砷化铝镓(AlGaAs)发光二极管芯片自砷化镓基板剥离后直接接合到其它基板的技术。但是，由于此美国专利编号第5376580号是以半导体为贴合介质的芯片直接贴合技术，因此必须要考虑贴合二半导体芯片间的晶格方向对齐，工艺困难度高，导致成品率降低。

此外，传统贴合工艺中，均需先进行贴合，再进行发光外延结构及永久基板上的工艺流程，因而必须局限贴合温度大于发光外延结构的工艺温度，而在较高的贴合温度下，也使得粘着层的材质须为融点较高且硬度较高的材料，这样，发光二极管组件相当容易发生操作劣质化的问题。

此外，为改善电流分散，一般的设计采用增加电极的面积的方式。但是，由于电极不透光，因此电极面积的增加会导致不透光面积增加，而造成发光二极管组件的发光亮度下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效率发光二极管，由于发光外延结构与永久基板贴合后不需再进行高温的工艺，故可增加接合材料的选择性，可提供较容易的制造条件，而可扩大贴合程序的工艺窗，进而可有效提升发光二极管组件的可靠度。

本发明的另一目的在于提供一种高效率发光二极管，其可具有P型朝上(P-side Up)的发光外延结构，因而可外延成长较厚且导电性较高的透明电流分散层(Transparent Current Spreading Layer)。因此，可增加光取出效率，改善电流分散，进而减少不透光的电极面积，达到亮度提升的目的。

本发明的另一目的在于提供一种高效率发光二极管，其永久基板的材料可采用硅，由于硅具有高导热及高导电且容易制造处理的特性，并且在大电流操作下具有优异的可靠度。因此，可提高发光二极管组件的操作质量。

本发明的另一目的在于提供一种高效率发光二极管的制造方法，可提供较容易的制造条件，进一步可有效提升发光二极管组件的可靠度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高效率发光二极管，至少包括：一永久基板，具有相对的第一表面以及第二表面，其中永久基板为可导电；一第一接触金属层以及一第二接触金属层分别设于永久基板的第一表面以及第二表面；一接合层设于第二接触金属层上，其中接合层为可导电；一扩散阻隔层设于接合层上，其中扩散阻隔层为可导电；一反射金属层设于扩散阻隔层上；一透明导电氧化层设于反射金属层上；一发光外延结构设于透明导电氧化层上，其中发光外延结构具有相对的第一表面以及第二表面，且发光外延结构至少包括依序堆栈的第一电性局限层、主动层、第二电性局限层以及透明电流分散层，第一电性局限层与第二电性局限层具有相反的电性；一第一电性欧姆接触层凸设于发光外延结构的第一表面的一部分；一第一电性欧姆接触金属层设在第一电性欧姆接触层下，其中第一电性欧姆接触层与第一电性欧姆接触金属层夹设在发光外延结构的第一表面与透明导电氧化层之间且为透明导电氧化层所覆盖；以及一第二电性复合电极垫设于发光外延结构的第二表面的一部分上。