[發(fā)明專利]微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及微發(fā)光二極管的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710812047.1
• 申請(qǐng)日: 2017-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN109494287B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭修邑;陳俊榮;許國(guó)翊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 隆達(dá)電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/44
• 分類號(hào): H01L33/44;H01L33/00
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國(guó)

一種微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及微發(fā)光二極管的制造方法。微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包含固晶基板、粘著層、未摻雜III?V族半導(dǎo)體層、N型III?V族半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及P型III?V族半導(dǎo)體層。粘著層設(shè)置于固晶基板上。未摻雜III?V族半導(dǎo)體層設(shè)置于粘著層上，且粘著層夾設(shè)于固晶基板與未摻雜III?V族半導(dǎo)體層之間。N型III?V族半導(dǎo)體層設(shè)置于未摻雜III?V族半導(dǎo)體層上。發(fā)光層設(shè)置于N型III?V族半導(dǎo)體層上。P型III?V族半導(dǎo)體層設(shè)置于N型III?V族半導(dǎo)體層上，且發(fā)光層位于N型III?V族半導(dǎo)體層與P型III?V族半導(dǎo)體層之間。此微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可以降低制程加工的成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)一種微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及一種微發(fā)光二極管的制造方法。

背景技術(shù)

微發(fā)光二極管(micro light emitting diode，micro LED)是將傳統(tǒng)發(fā)光二極管的尺寸降至微米(μm)等級(jí)，且目標(biāo)良率需達(dá)到99％。然而，微發(fā)光二極管制程目前面臨相當(dāng)多的技術(shù)挑戰(zhàn)，其中巨量轉(zhuǎn)移(Mass Transfer)技術(shù)是最困難的關(guān)鍵制程。此外，還包括設(shè)備的精密度、轉(zhuǎn)移良率、轉(zhuǎn)移時(shí)間、可重工性(rework property)及加工成本等諸多技術(shù)難題亟需解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一方面是提供一種微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。此微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)包含固晶基板、粘著層、未摻雜III-V族半導(dǎo)體層、N型III-V族半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及P型III-V族半導(dǎo)體層。粘著層設(shè)置于固晶基板上。未摻雜III-V族半導(dǎo)體層設(shè)置于粘著層上，且粘著層夾設(shè)于固晶基板與未摻雜III-V族半導(dǎo)體層之間。N型III-V族半導(dǎo)體層設(shè)置于未摻雜III-V族半導(dǎo)體層上。發(fā)光層設(shè)置于N型III-V族半導(dǎo)體層上。P型III-V族半導(dǎo)體層設(shè)置于N型III-V族半導(dǎo)體層上，且發(fā)光層位于N型III-V族半導(dǎo)體層與P型III-V族半導(dǎo)體層之間。

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，未摻雜III-V族半導(dǎo)體層、N型III-V族半導(dǎo)體層、發(fā)光層、以及P型III-V族半導(dǎo)體層具有一總厚度為1um至5um。

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)還包含絕緣層。絕緣層至少覆蓋未摻雜III-V族半導(dǎo)體層的側(cè)壁、N型III-V族半導(dǎo)體層的側(cè)壁、發(fā)光層的側(cè)壁、以及P型III-V族半導(dǎo)體層的側(cè)壁。

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，絕緣層具有一厚度為至

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，絕緣層具有一延伸部，此延伸部由未摻雜III-V族半導(dǎo)體層的側(cè)壁與粘著層的交接處延伸出，且位于粘著層上。

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，絕緣層具有一延伸部。

本發(fā)明的一方面是提供一種微發(fā)光二極管的制造方法，首先提供基板，并形成III-V族半導(dǎo)體疊層于基板上方。接著，形成犧牲層于III-V族半導(dǎo)體疊層上，使得III-V族半導(dǎo)體疊層位于基板與犧牲層之間。形成微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)于犧牲層上，且微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的底面寬度小于犧牲層的頂表面寬度，以暴露犧牲層頂表面的一部分。形成絕緣層連續(xù)地覆蓋III-V族半導(dǎo)體疊層、犧牲層、微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)、以及犧牲層頂表面的所述部分。移除位于犧牲層頂表面的所述部分上的絕緣層，以暴露犧牲層頂表面的所述部分。繼續(xù)移除犧牲層，使得絕緣層的一部分形成支撐架。此支撐架將微發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)懸空地支撐于III-V族半導(dǎo)體疊層上方。最后，使絕緣層的支撐架斷裂，而形成單獨(dú)的微發(fā)光二極管。

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，犧牲層包含第一N型III-V族半導(dǎo)體層。第一N型III-V族半導(dǎo)體層具有第一硅摻雜濃度大于3x10¹⁹cm^-3。

根據(jù)本發(fā)明某些實(shí)施方式，III-V族半導(dǎo)體疊層包含第二N型III-V族半導(dǎo)體層。第二N型III-V族半導(dǎo)體層具有第二硅摻雜濃度為1x10¹⁸cm^-3至1x10¹⁹cm^-3。