[发明专利]发光二极管阵列及其制造方法

说明书

技术领域

本发明有关于一种半导体发光元件，特别是有关于一种发光二极管阵列及其制造方法。

背景技术

请参阅图1A，其是一现有技术水平式发光二极管的构造示意图，水平式发光二极管包含有磊晶基板11，自磊晶基板11向上磊晶成长的磊晶结构12a，以及设置在磊晶结构12a上，用以提供电能的电极单元13a。磊晶基板11由易于供氮化(铟)镓系列半导体材料磊晶成长的材料，例如蓝宝石(sapphire)或碳化硅来构成。

磊晶结构12a通常是选自氮化(铟)镓系列半导体材料自磊晶基板11向上磊晶形成n型掺杂层121a及p型掺杂层122a，提供电能时n型掺杂层121a及p型掺杂层122a接面处所构成的发光区123a将产生电子-电洞复合现象，导致电子会位移到较低的能阶，同时以光子的模式释放出能量。目前发光区123a是以一多量子井(Multiple Quantum Well，简称MQW)结构来完成，用以在空间上限制了电子电洞的运动，使得电子和电洞有较高的机率复合，进而增强发光效率。

而上述电极单元13a包括第一电极131a与第二电极132a，分别与n型掺杂层121a及p型掺杂层122a完成欧姆接触，进而对磊晶结构12a提供电能。当对第一、二电极131a、132a施加电压时，电流自第二电极132a向磊晶基板11方向向下行进后再于磊晶结构12a中水平分散流通，而使磊晶结构12a以光电效应产生光子，进而向外发光，这也是水平式发光二极管的命名由来。

水平式发光二极管的优势在于制作过程简单，但其存在有电流雍塞(current crowding)、非均匀出光及热堆积(thermal accumulation)等问题。于是，用以改善上述缺失的垂直式结构发光二极管便被发展出来。

请参见图1B，其是一现有技术垂直式发光二极管的构造示意图，垂直式发光二极管包含有磊晶结构12b以及设置在磊晶结构12b上，用以提供电能的电极单元13b。磊晶结构12b同样可选自氮化(铟)镓系列半导体材料自磊晶基板(本图未示出)向上磊晶形成n型掺杂层121b、多量子井(MQW)结构123b及p型掺杂层122b。然后，接上第二电极132b，与p型掺杂层122b完成欧姆接触，而且第二电极132b还可贴合至一散热基板14，增加散热效率。最后，再将磊晶基板剥除后接上第一电极131b，与n型掺杂层121b完成欧姆接触。当对第一、二电极131b、132b施加电压时，电流是呈垂直方向流通。于是，发展出的垂直式发光二极管(vertical LED)可有效改善传统的水平式发光二极管的电流雍塞、非均匀出光，与热堆积的问题，但是无可避免地，制程步骤将较为繁复。

而上述水平式发光二极管与垂直式发光二极管，大都是以单颗晶粒的方式完成封装，若是要制作出大面积的面光源，便需要发展出更适合的发光二极管结构，故本案再提出关于发光二极管的新制造方法与结构，用以改善现有手段的不足之处。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种发光二极管阵列及其制造方法，以提高产品的良率。

本发明主要揭露一种发光二极管阵列，包含：功能结构，至少包含永久基板；第一发光二极管，位于功能结构的上方；第一电极，第一电极电性连接第一发光二极管，其中，第一电极位于第一发光二极管与功能结构之间；第二发光二极管，位于功能结构的上方；第二电极，第二电极电性连接第二发光二极管，其中，第二电极位于第二发光二极管与功能结构之间，第一发光二极管与第二发光二极管是被间隙所分隔；至少一层高分子材料，至少部分填充于间隙当中；内连线，位于上述高分子材料层的下方，电性连接第一电极与第二电极。

本发明另一方面揭露一种发光二极管阵列的制造方法，首先形成发光二极管结构于暂时基板上；进行元件化程序，通过间隙区隔发光二极管结构为第一发光二极管与第二发光二极管，且分别电性连接第一电极以及第二电极；放置至少一种高分子材料层于发光二极管结构上方且至少部分填充于间隙当中；于高分子材料层上形成至少内连线，电性连接第一电极与第二电极；于完成内连线的高分子材料层上形成一功能结构；最后移除暂时基板。

在本发明的一个范例中，该发光二极管阵列更包含至少一层介电材料位于该高分子材料与该内连线之间。

在本发明的一个范例中，该功能结构至少包含该永久基板与一绝缘层，该绝缘层位于该永久基板的上方，且该第一发光二极管、该第一电极、该第二发光二极管、该第二电极、该至少一层高分子材料、该内连线均位于该绝缘层上方。