[发明专利]具有嵌入式上电极的发光二极管元件及发光二极管结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，尤其涉及一种用以增加电流传递同时允许 提高光穿透的发光二极管电极。

背景技术

发光二极管是一种当pn结处于正偏压情况下即会发光的半导体二极管。 典型的垂直型发光二极管结构可包括一n型电极、一基板、一n型层、一多 重或单一量子阱区、一p型层与一p型电极。

接合发光二极管的发光面是发光二极管元件在设计上的一项挑战。典型 上使用作为电极的金属结构可能会阻碍发射自发光二极管有源发光区光线 的穿透。另外，低导电度的p型氮化镓及其合金也可能使侧向电流传递的设 计成为必要。一般来说，流经发光二极管的电流越大，其发射的光线越明亮。 然而，传递流经有源发光区的电流必须小心地加以控制。太多电流或高区域 电流可能会导致有源发光材料的损坏。反之，无足够电流均匀到达发光二极 管材料则可能导致无效发光。

目前，已有数种方法被实施用以接合发光二极管的发光面，包括使用透 明导电材料，例如铟锡氧化物。其他方法也可包括使用不同类型的金属接合， 例如使用极薄的镍金薄膜以接合发光二极管的发光面。

公知的图7A，一发光二极管702使用一铟锡氧化物披覆712于一上接 合层714上。一金属焊垫710贴附于铟锡氧化物披覆712的上表面716，以 于上接合层714上形成一电极。此方法的缺点在于金属焊垫710会阻挡部分 比例的发射光，且众所皆知铟锡氧化物披覆712在紫外光发光二极管中会随 时间降解。

公知的图7B，一发光二极管704包括一设置于一上接合层724上的铟 锡氧化物披覆722与一贴附于铟锡氧化物披覆722上的铟锡氧化物焊垫720。 此上电极法允许较佳的光线穿透。然而，贴附铟锡氧化物焊垫720于铟锡氧 化物披覆722上并不容易，且可能导致元件的提前损坏，此外，发光二极管 704也可能包含前述缺点。

公知的图7C，一发光二极管706包括一设置于一上接合层734上的镍 金薄膜732与一贴附于镍金薄膜732上的金属焊垫730。镍金薄膜732可能 会阻挡部分光穿透，降低发光二极管效率，且金属焊垫730也会阻碍光线发 射。

因此，开发一种接合发光二极管的新结构及方法是必要的，以克服上述 公知缺点。

发明内容

本发明提供一种发光二极管电极，以增加电流传递同时允许提高光穿 透。

本发明的一实施例，提供一种具有一嵌入式上电极的发光二极管元件及 其制造方法。该发光二极管元件包括一发光二极管结构与一上电极。该发光 二极管结构包括多层结构，设置于一包含一有源发光区的基板上。该发光二 极管结构的一上层包括一上接合层。该上电极嵌入该上接合层，其中该上电 极与该上接合层电性接合。

本发明提供一种发光二极管结构，包括：一上接合层，该上接合层为一 掺杂的半导体层；以及一电极，嵌入该上接合层的上接合区，该电极具有一 包含一接合表面积与一剩余表面积的总表面积，其中该接合表面积大于该剩 余表面积。

本发明提供一种发光二极管元件，包括：一基板，包括多个发光二极管 结构层，所述多个发光二极管结构层包括一有源发光层与一上接合层；一开 口，形成于该上接合层中；一第一导电层，至少部分填入该上接合层中的该 开口，以形成一上电极，其中该上电极与该上接合层电性接合；以及一导电 网络，形成于该上接合层上，其中该导电网络与该上接合层接合。

本发明可于一有源发光区中提供一有效传递电流的电极同时提高光穿 透。

附图说明

图1是根据本发明的一实施例，一种具有嵌入式上电极的发光二极管结 构的剖面示意图。

图2A为公知发光二极管主体结构的电流密度分布。

图2B是根据本发明的一实施例，一发光二极管主体结构的电流密度分 布。

图3A～图3B是根据本发明的一实施例，连接导电网络的嵌入式上电极。

图4A～图4F是根据本发明的一实施例，嵌入式上电极形状。

图5A～图5C是根据本发明的一实施例，凹陷型嵌入式上电极、非凹陷 型嵌入式上电极与层型嵌入式上电极。

图6A～图6E是根据本发明的一实施例，一种具有介电层的嵌入式电极 其制造流程的剖面示意图。

图7A～图7C为公知电极结构的剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：