[發明專利]具有電極框架的垂直發光二極管晶粒及其制造方法

無效

• 申請號: 201110089279.1
• 申請日: 2011-04-11
• 公開（公告）號: CN102347413A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: 朱振甫;樊峰旭;鄭好鈞;段忠
• 申請（專利權）人: 旭明光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/36
• 分類號: H01L33/36;H01L33/06;H01L33/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

技術領域

概括而言，本揭露內容是關于光電元件，尤其是關于一種垂直發光二極管(VLED)晶粒(die)及其制造方法。

背景技術

一種光電系統，例如發光二極管(LED)，可包含一或多個安裝在襯底上的發光二極管晶粒。一種發光二極管晶粒，稱為垂直發光二極管(VLED，vertical?light?emitting?diode)晶粒，其包含由例如GaN的化合物半導體材料所制造的多層半導體襯底。此半導體襯底可包含：p-型限制層，具有p-型摻雜物；n-型限制層，具有n-型摻雜物；以及多重量子阱(MQW)層，位于這些限制層之間并用以發光。

垂直發光二極管晶粒亦可包含：電極，位于n-型限制層上；以及鏡面體，與p-型限制層接觸。此電極可將電流提供至n-型限制層，以啟動多重量子阱(MQW，multiple?quantumwell)層發光。此鏡面體可將所放出的光向外反射。伴隨此種垂直發光二極管(VLED)晶粒的一個問題為：電流可能會累積在n-型限制層的特定區域(特別是靠近電極之處)上，而限制多重量子阱層的效率。此問題(有時稱為“電流叢聚(current?crowding)”)需要較高的正向偏壓(Vf)，并且亦會增加電力消耗以及熱輸出。一種解決此問題的現有方法是形成具有若干接腳的電極，這些接腳可使電流散開。然而，此方法容易覆蓋住大范圍的多重量子阱層而限制亮度。

發明內容

本發明揭露內容是針對具有電極框架(electrode?frame)的垂直發光二極管晶粒以及此垂直發光二極管晶粒的制造方法。此垂直發光二極管晶粒可用以構成具有改善的熱與電特性的發光二極管。

提供一種垂直發光二極管晶粒，包含：金屬基部；鏡面體，位于金屬基部上；p-型半導體層，位于鏡面體上；多重量子阱層，位于p-型半導體層上并用以發光；以及n-型半導體層，位于多重量子阱層上。此垂直發光二極管晶粒亦包含：電極，位于n-型半導體層上；以及電極框架，位于n-型半導體層上并與電極電性接觸；以及有機或無機材料，被容納于電極框架內并具有所選擇的光學特性。此電極框架具有包含在n-型半導體層的周邊輪廓內的四邊形相框輪廓，并用以提供高電流容量以及將電流從n-型半導體層的外周邊散布到n-型半導體層的中心。此垂直發光二極管(VLED)晶粒亦可包含鈍化層，此鈍化層形成在金屬基部上，且包圍電極框架、鏡面體的邊緣、p-型半導體層的邊緣、多重量子阱(MQW)層的邊緣以及n-型半導體層的邊緣并使其電性絕緣。

提供一種垂直發光二極管(VLED)晶粒的制造方法，包含下列步驟：設置金屬基部，此金屬基部具有：鏡面體；p-型半導體層，位于鏡面體上；多重量子阱(MQW)層，位于p-型半導體層上并用以發光；以及n-型半導體層，位于多重量子阱(MQW)層上。此方法亦包含下列步驟：將電極以及電極框架形成在n-型半導體層上，電極框架與電極電性接觸并用以將電流從n-型半導體層的外周邊散布到n-型半導體層的中心。此方法亦可包含下列步驟：形成鈍化層，此鈍化層用以使電極框架、鏡面體的邊緣、p-型半導體層的邊緣、多重量子阱層的邊緣以及n-型半導體層的邊緣電性絕緣。此方法亦可包含下列步驟：將有機或無機材料沉積在電極框架內，此材料具有所選擇的光學特性。

本發明提供垂直發光二極管晶粒可用以構成具有改善的熱與電特性的發光二極管。

附圖說明

示范實施例顯示于附圖的參考圖中。此意指將在此所揭露的實施例與圖視為示例而非限制。

圖1是具有電極框架的垂直發光二極管晶粒的概略立體圖；

圖2A是沿著寬度側的垂直發光二極管晶粒的概略側視圖；

圖2B是相當于圖2A的垂直發光二極管晶粒的概略側視圖，此晶粒具有鈍化層；

圖3A是沿著長度側的垂直發光二極管晶粒的概略側視圖；

圖3B是相當于圖3A的垂直發光二極管晶粒的概略側視圖，此晶粒具有鈍化層；

圖4A是垂直發光二極管晶粒的平面視圖，其顯示電極以及電極框架；

圖4B是垂直發光二極管晶粒的平面視圖，其顯示電極延伸跨越電極框架的一替代實施例；

圖4C是垂直發光二極管晶粒的平面視圖，其顯示鏡面體；

圖5是具有鈍化層以及有機或無機材料的垂直發光二極管的概略側視圖，此有機或無機材料位于電極框架內；及

圖6是具有鈍化層以及有機或無機材料的垂直發光二極管的概略側視圖，此鈍化層設置成堤壩，而此有機或無機材料容納在此堤壩內。

附圖標號

10垂直發光二極管晶粒