[发明专利]发光二极管与其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管，且特别涉及一种利用金属氢化物作为电流阻挡层的发光二极管与其制造方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)主要由P型与N型的半导体材料组成，它能产生在紫外线、可见光以及红外线区域内的自幅射光。一般可见光的发光二极管大部份应用在电子仪器设备的指示器或是照明，而红外线的发光二极管则应用于光纤通讯方面。发光二极管初时多用作为指示灯、显示板等，但随着白光发光二极管的出现，也被用作照明。由于LED具有省电、寿命长、亮度高等诸多优点，近来在环保与节能省碳的趋势下，LED的应用愈来愈广泛，例如交通号志、路灯、手电筒与液晶显示的背光模块等。

发光二极管的结构有相当多的改良与调整是为了提高发光二极管的出光效率(light extraction efficiency)，其中之一是在透明电极与磊晶层(如P型半导体层)之间设置电流阻挡层。电流阻挡层通常是由氮化硅(Silicon Nitride)或是氧化硅(Silicon Oxide)形成。由于氮化硅或氧化硅具有一定的厚度，所以其上的金属容易产生剥离(peeling)的问题，进而造成工艺良率的下降。

发明内容

本发明提供一种发光二极管与其制造方法，其利用热处理程序所形成的金属氢化物作为电流阻挡层使用。由于金属氢化物直接形成在P型半导体层的表面，所以厚度小于氧化硅或氮化硅所形成的电流阻挡层，以此增加隔离层的电流阻隔功效与改善上方电极与焊线剥离的问题。

本发明实施例提供一种发光二极管，其具有基板、N型半导体层、主动层、P型半导体层、电流扩散层与金属电极，其特征在于P型半导体层与电流扩散层之间具有由P型半导体层中所掺杂的金属离子与氢键结后所产生的一电流阻挡层以阻挡电流由该电流阻挡层的区域通过。

本发明实施例另提出一种发光二极管的制造方法，其包括下列步骤：提供一基板；形成一发光二极管平台于该基板上，该发光二极管平台至少包括一N型半导体层、一主动层与一P型半导体层；以硅甲烷或乙硅烷为反应气体形成一隔离层于该P型半导体层之上；经由热处理程序(Thermal Annealing)，使该隔离层中的氢气与该P型半导体层中的金属离子产生键结以在该P型半导体层的表面上形成一电流阻挡层；形成一电流扩散层以覆盖该电流阻挡层；以及形成一第一金属电极于该电流扩散层上。

综上所述，本发明直接利用热处理程序形成的金属氢化物来做为一电流阻挡层使用，故可以在氧化硅(SiO2)或氮化硅(SiNX)所形成的隔离层厚度变薄的情况下，保持原先的电流阻隔能力，以此改善上方电极与焊线剥离的问题。

为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明的较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A～图1F为本发明一实施例的发光二极管制造工艺示意图。

图2为本发明一实施例的电流阻挡层的结构图。

图3为本发明一实施例的发光二极管的制作方法流程图。

图4A～图4E为根据本发明另一实施例的发光二极管制造工艺示意图。

图5为本发明一实施例的省略去除隔离层130的步骤的流程图。

其中，附图标记说明如下：

110：基板             120：磊晶层

122：N型半导体层      124：主动层

126：P型半导体层      126a：接触面

130：隔离层           140：电流阻挡层

150、450：电流扩散层  160：第一金属电极

170：第二金属电极     200：电流阻挡层的结构

S301～S313：流程图步骤

具体实施方式

请参照图1A～图1F，其为本发明一实施例的发光二极管的制造工艺示意图。发光二极管包括基板110、磊晶层120电流阻挡层140、电流扩散层150与金属电极160、170，其中磊晶层120包括N型半导体层122、主动层124、P型半导体层126。N型半导体层122、主动层124、P型半导体层126形成在基板110上，如图1A所示。基板110的材质例如蓝宝石(sapphire)、GaP、GaAs、AlGaAs、碳化硅(SiC)。本实施例的基板110以蓝宝石基板为例说明，晶格方向例如为(0001)，但本发明不限制所使用的基板材质与晶格方向。