[發明專利]發光二極管及其制造方法

在審

• 申請號: 201380066443.4
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104885236A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: 李剡劤;金鐘奎;尹余鎮;金在權;金每恞
• 申請（專利權）人: 首爾偉傲世有限公司
• 主分類號: H01L33/36
• 分類號: H01L33/36
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 楊文娟;臧建明

技術領域

本發明是有關于一種發光二極管及其制造方法，且特別是有關于一種包含多個經由單一基板上的內連線(interconnection)互相連接的發光單元(light?emitting?cell)的發光二極管，及其制造方法。

背景技術

氮化鎵(GaN)型發光二極管(LED)已經使用于包括全彩發光二極管顯示器(full?color?LED?display)、發光二極管交通號志板、白光發光二極管等等的廣泛應用。近年來，發光效率(luminous?efficacy)高于現有的螢光燈(fluorescent?lamp)的白光發光二極管預期將在通用照明領域超越現有的螢光燈。

發光二極管可藉由正向電流(forward?current)驅動來發光且需要直流電的供應。因此，當發光二極管直接連接到交流電(alternating?current，AC)源時，發光二極管將根據電流的方向重復開/關(on/off)操作，因而無法連續發光且可能容易被反向電流(reverse?current)損壞。

為了解決發光二極管的此種問題，由酒井(Sakai)等人所提出的WO2004/023568(A1)(名為“具有發光元件的發光裝置(LIGHT-EMITTING?DEVICE?HAVING?LIGHT-EMITTING?ELEMENTS)”)揭露一種可透過直接連接到高電壓交流電源來使用的發光二極管。

上述WO2004/023568(A1)的交流電發光二極管包括多個經由交流電源所驅動的空氣橋內連線(air?bridge?interconnection)所互相連接的發光元件。這樣的空氣橋內連線可能會很容易被外力打斷，并且可能由于受外力變形而造成短路。

為了解決空氣橋內連線的此種缺點，例如第10-069023號及第10-1186684號的韓國專利中公開一種交流電發光二極管。

圖1是一種包含多個發光單元的典型發光二極管的示意平面圖，而圖2及圖3是沿著圖1的線A-A所截取的剖面圖。

參照圖1及圖2，發光二極管包括基板21、包含S1、S2的多個發光單元26、透明電極層31、絕緣層33、及內連線35。此外，每一個發光單元26包括下半導體層25、主動層27及上半導體層29，且緩沖層23可插置于基板21與發光單元26之間。

發光單元26藉由圖案化在基板21上成長的下半導體層25、主動層27及上半導體層29而形成，且透明電極層31形成于每一個發光單元S1、S2上。在每一個發光單元26中，藉由部分移除主動層27及上半導體層29而部分曝露下半導體層25的上表面，以連接到內連線35。

接著，絕緣層33經形成以覆蓋發光單元26。絕緣層33包括覆蓋發光單元26的側表面的側絕緣層33a及覆蓋透明電極層31的絕緣保護層33b。絕緣層33經形成而具有藉以曝露部分的透明電極層31的開口(opening)及藉以曝露下半導體層25的開口。然后，內連線35形成于絕緣層33上，其中內連線35的第一連接部(connection?section)35p經由絕緣層33的開口連接到一個發光單元S1的透明電極層31，且內連線35的第二連接部35n經由絕緣層33的其他開口連接到與發光單元S1相鄰的另一個發光單元S2的下半導體層25。第二連接部35n連接到藉由部分移除主動層27及上半導體層29而曝露的下半導體層25的上表面。

在現有技術中，內連線35形成于絕緣層33上，因此可避免受到外力而變形。此外，因為內連線35藉由側絕緣層33a與發光單元26分開，所以能夠避免發光單元26因內連線35而短路。

然而，這樣的現有發光二極管對于發光單元26區域中的電流散布可能有其限制。尤其，電流可能集中在連接到透明電極層31的內連線35的一端的下方，而非均勻散布在發光單元26的區域中。電流聚集(current?crowding)可能隨著電流密度逐漸增加而變得嚴重。

此外，這樣的現有發光二極管可能具有主動層27中所產生的一部分的光可能被內連線35吸收及損耗的問題，且可能需要增加絕緣層33的厚度以避免形成諸如針孔(pin-holes)之類的缺陷。

此外，由于為了第二連接部35n的電性連接而曝露下半導體層25的上表面的一部分，所以主動層27及上半導體層29被部分移除，且因而可能減少有效發光區域。

為了避免電流聚集，可在透明電極層31與發光單元26之間配置電流阻擋層30以避免內連線35的連接端下方的電流聚集。

圖3是相關技術中的一種包含電流阻擋層30的發光二極管的剖面圖。