[发明专利]发光二极管元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管元件及其制造方法，特别是涉及一种降低制作工艺成本以及确保导线连接可靠度的发光二极管元件及其制造方法。

背景技术

发光二极管（light-emitting diode,LED）是一种由半导体材料制作而成的发光元件。由于发光二极管属于冷发光，具有耗电量低、元件寿命长、反应速度快等优点，再加上体积小容易制成极小或阵列式元件的特性，因此近年来随着技术不断地进步，其应用范围涵盖了电脑或家电产品的指示灯、液晶显示装置的背光源乃至交通号志或是车用指示灯。

由于传统四元垂直式电极结构的LED以砷化镓材料作为基板，但由于砷化镓基板本身不透光，因此LED所发出的光线会有一半以上被砷化镓基板所吸收，造成LED发光效率不佳。

另一种现有技术中，水平式电极的LED可将原本会吸光的砷化镓基板去除，用氧化铝基板取而代之成为LED的基板。虽然氧化铝基板的透光性良好，可提高LED发光的萃取率，提升LED的发光效率，然而，由于氧化铝基板导电性不佳，因此，电极的配置结构则需由原本传统的垂直式电极改良为水平式电极结构。

请参阅图1A及图1B，为现有具有氧化铝基板的改良式水平式电极的LED制作工艺示意图。如图1A所示，首先，在外延基板（图中未显示）上成长外延层11，接着形成p型欧姆接触层14于基板，再通过一接合材料12与一键合基板13接合并移除外延基板，之后形成n型欧姆接触层15于外延层11，现有的LED1依序具有键合基板13、接合材料12、p型欧姆接触层14、一外延层11、以及n型欧姆接触层15。

如图1A及图1B所示，于LED 1中为了制作能与p型欧姆接触层14电性导通的电极，在现有技术中使用光致抗蚀剂P来协助定义开孔16的位置，以通过感应耦合等离子体（Inductively Coupled Plasma,ICP）蚀刻并贯穿外延层11，以暴露出p型欧姆接触层14，然后使用电子枪蒸镀形成金属层161以及二电极171、172，其中，电极171覆盖部分的n型欧姆接触层15而形成电连接，电极172通过金属层161而与暴露于开孔16的p型欧姆接触层14电连接。

但由于开孔16的深度较大，也就是深宽比较大，在进行有方向性的电子枪蒸镀时，常会造成于开孔16侧壁的金属层161厚度不足，甚至可能影响产品的可靠度。但若蒸镀较厚的金属层161来确保电性连结的可靠度的话，则会造成使用金属材料的成本增加，以及制作工艺时间的增加。

因此，如何提供一种提升可靠度以及降低成本的制造发光二极管元件的方法，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的在于提供一种提升可靠度以及降低成本的制造发光二极管元件的方法，避免现有技术中利用电子枪蒸镀导电层于穿孔中造成的成本增加以及可靠度不足的问题。

为达上述目的，依据本发明的一种发光二极管元件的制造方法包括提供一外延基板；形成一外延层于外延基板上，外延层具有相对的一第一侧表面与一第二侧表面，第一侧表面与外延基板的一表面接合；形成一第一欧姆接触层于外延层上的第二侧表面；形成一接合层于第一欧姆接触层上，通过接合层将一键合基板接合于第一欧姆接触层上；移除外延基板；形成一第二欧姆接触层于外延层的第一侧表面上；形成暴露第一欧姆接触层的一穿孔；形成一导电层于穿孔中，并与第一欧姆接触层电连接；以及形成一第一电极及一第二电极于外延层上，第一电极经由导电层电连接第一欧姆接触层，第二电极与第二欧姆接触层电连接。

在本发明的一较佳实施例中，更包含形成一隔离层覆盖外延层与第二欧姆接触层，但暴露出第一电极及第二电极。

在本发明的一较佳实施例中，外延基板为砷化镓基板或氮化物基板。

在本发明的一较佳实施例中，外延层以有机金属化学气相沉积形成于该外延基板。

在本发明的一较佳实施例中，第一欧姆接触层为p型欧姆接触层，第二欧姆接触层为n型欧姆接触层。

在本发明的一较佳实施例中，穿孔以感应耦合等离子体离子蚀刻形成。

在本发明的一较佳实施例中，形成穿孔的步骤更包括以光刻制作工艺定义一光致抗蚀剂层覆盖于第二欧姆接触层与外延层上；以及蚀刻未被光致抗蚀剂层覆盖的外延层，由此定义一n型平台与一p型平台及露出第一欧姆接触层。

在本发明的一较佳实施例中，蚀刻部分外延层后，露出外延层的一磷化镓层。

在本发明的一较佳实施例中，导电层以无电电镀方法形成。