[发明专利]发光二极管装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种发光二极管装置及其制造方法，特别关于一种具有垂直电极结构的发光二极管装置及其制造方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)因其具有高亮度、体积小、重量轻、不易破损、低耗电量和寿命长等优点，所以被广泛地应用各式显示产品中，其发光原理如下：施加一电压于二极管上，驱使二极管里的电子与空穴结合，此结合所产生的能量是以光的形式释放出来。

图1为一已知具有蓝宝石(sapphire)基底的发光二极管10的剖面结构示意图。该发光二极管10包括一蓝宝石基底12、一缓冲层13、一半导体元件层15、一第一电极20以及第二电极22。半导体元件层15包括一N型半导体层14、一发光层16以及一P型半导体层18。该发光二极管10的形成方式是在蓝宝石基底12上依序形成该缓冲层13、N型半导体层14、发光层16、以及P型半导体层18，然后再其一侧蚀刻一凹槽露出部分的N型半导体层14，最后镀上金属层后以光罩光刻蚀刻，以分别在N型半导体层14及P型半导体层18形成第一电极20及第二电极22。该第一电极20及第二电极22皆在同一侧(基底的反侧)，如此安排的原因为蓝宝石基底不导电，无法在芯片的反面制造电极。如此一来，除了必需牺牲部分发光面积来形成N型半导体层14的接触电极使得该发光二极管10的有效发光面积减少外，如此结构亦会造成电流集中于两电极20、22之间的最短路径25而无法均匀分布至整个发光二极管10，使得发光二极管10的整体发光效率不佳而且发光不均匀。

为解决上述问题，一种已知技术为达到垂直电极的设计，是先在蓝宝石基底上形成所需的磊晶层，然后在借由使用激光剥离(laser lift-off)制程进一步将发光二极管芯片的蓝宝石基底移除，并改以散热较佳基板如硅基底取代。然而，上述作法的制造良率并不高，且使得制造成本大幅提高。

基于上述，业界亟需一种创新的发光二极管装置来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种发光二极管装置，包含一绝缘基底，具有一上表面及一下表面；一图形化导电层，配置于该绝缘基底的部分上表面；一缓冲层，配置于该绝缘基底未被该图形化导电层所覆盖的上表面；一第一半导体层，配置于该缓冲层之上；一发光层，配置于该第一半导体层之上；一第二半导体层，配置于该发光层之上；以及，一电极，配置于该第二半导体层之上。

此外，本发明亦提供一种发光二极管装置制造方法，包含：提供一绝缘基底，该绝缘基底具有一上表面及一下表面；形成一图形化导电层于该绝缘基底的部分上表面；形成一缓冲层于该绝缘基底未被该图形化导电层所覆盖的上表面；形成一第一半导体层于该缓冲层之上；形成一发光层于该第一半导体层之上；形成一第二半导体层于该发光层之上；以及，形成一电极，配置于该第二半导体层之上。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是一剖面结构图，绘示已知技术所述的发光二极管结构。

图2A、3A、7A、10A、11A、12A、13A、及图14A为一系列的上视图，用以说明本发明实施例的发光二极管装置的制造流程。

图2B、3B、7B、10B、11B、12B、13B、及图14B为图2A、3A、7A、10A、11A、12A、13A、及图14A沿的A-A’切线的剖面结构图。

图4、5、及图6为一系列的上视图，用以说明本发明其他实施例所述的发光二极管装置其图形化导电层的设计。

图8为一上视图，用以说明本发明另一实施例所述的配置于绝缘基底侧面的图形化导电层的形成方式。

图9为一剖面结构图，用以说明本发明另一实施例所述的发光二极管装置其图形化导电层的设计。

图15及图16为一系列剖面结构图，用以说明本发明另一实施例所述的发光二极管装置的制造流程。

图17为一剖面结构图，绘示本发明另一实施例所述的发光二极管装置。

图18为一剖面结构图，绘示本发明又一实施例所述的发光二极管装置。

主要元件符号说明：

10～发光二极管；

12～蓝宝石基底；

13～缓冲层；

14～N型半导体层；

15～半导体元件层；

16～发光层；

18～P型半导体层；

20～第一电极；

22～第二电极；

25～最短路径；