專利名稱：半導體發(fā)光組件及其制造方法
半導體發(fā)光組件及其制造方法
賊艦
本發(fā)明涉及一種半導體發(fā)光組件(semiconductor light-emitting device),特
別涉及一種具有較大的發(fā)光面積的半導體發(fā)光組件。
背景技術：
現(xiàn)今半導體發(fā)光組件(例如，發(fā)光二極管)的應用領域已甚為廣泛，例如 按鍵系統(tǒng)、手機屏幕背光組件、車輛照明系統(tǒng)、裝飾用燈飾及遙控領域等產 品，都可以見到半導體發(fā)光組件被廣泛地應用。
請參閱圖1。圖1是一現(xiàn)有的發(fā)光二極管1。如圖1所示，該發(fā)光二極 管1包含一基板10、 一 N-type氮化鎵12、 一 P-type氮化鎵16、 一發(fā)光區(qū) 14以及電極18。為了導通P-type氮化鎵16及N-type氮化鎵12以使該發(fā)光 二極管1運作，其中一個電極18形成于該P-type氮化鎵16上，另外一個電 極18形成于該N-type氮化鎵12上。
在形成另外一個電極18之前，該發(fā)光二極管1需通過一蝕刻制程以部 分蝕刻該P-type氮化鎵16、該發(fā)光區(qū)14以及該N-type氮化鎵12。之后， 另外一個電極18形成于該N-type氮化鎵12的曝露的部分上。然而，如圖1 所示，由于該發(fā)光區(qū)14被部分蝕刻，因此該發(fā)光二極管1的發(fā)光面積大幅 減少，使得該發(fā)光二極管1的發(fā)光效率降低。另外，該蝕刻制程致使該發(fā)光 二極管1的制造成本提高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種具有較大的發(fā)光面積的半導體發(fā)光組件及其制造方法，以解決上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的一較佳實施例，該半導體發(fā)光組件包含一基板(substmte)、 一第一半導體材料層、 一發(fā)光層、 一第二半導體材料層、 一第一透明絕緣層、 一金屬層以及至少一個電極。
該第一半導體材料層形成于該基板上。該發(fā)光層形成于該第一半導體材 料層上。該第二半導體材料層形成于該發(fā)光層上。該第二半導體材料層具有 一上表面。 一孔洞形成于該第二半導體材料層的該上表面及該第一半導體材 料層之間。該第一透明絕緣層覆蓋該孔洞的側壁并且大體上覆蓋該第二半導 體材料層的該上表面，致使該上表面的一區(qū)域外露。該金屬層填滿該孔洞， 并且部分覆蓋該第一透明絕緣層及該外露的區(qū)域。該至少一個電極形成于該 金屬層上。
本發(fā)明的另一較佳實施例為一種制造一半導體發(fā)光組件的方法。 該方法首先制備一基板。接著，該方法形成一第一半導體材料層在該基 板上。然后，該方法形成一發(fā)光層在該第一半導體材料層上。接著，該方法 形成一第二半導體材料層在該發(fā)光層上，并且該第二半導體材料層具有一上 表面。然后，該方法形成一孔洞介于該第二半導體材料層的該上表面及該第 一半導體材料層之間。然后，該方法形成一第一透明絕緣層以覆蓋該孔洞的 側壁并且大體上覆蓋該第二半導體材料層的該上表面，致使該上表面的一區(qū) 域外露。接著，該方法形成一金屬層以填滿該孔洞并且部分覆蓋該絕緣層及 該外露的區(qū)域。最后，該方法形成至少一個電極在該金屬層上。
相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的半導體發(fā)光組件的發(fā)光面積大幅增加并且電 流在半導體發(fā)光組件的內部的擴散性較佳，借此半導體發(fā)光組件的發(fā)光效率 獲得提升。此外，本發(fā)明的半導體發(fā)光組件并且具有較簡易的制程及成本降 低的優(yōu)點。


圖1是一現(xiàn)有的發(fā)光二極管。圖2A是本發(fā)明的一較佳實施例的半導體發(fā)光組件的截面視圖。 圖2B是本發(fā)明的另一較佳實施例的半導體發(fā)光組件的截面視圖。 圖3是本發(fā)明的半導體發(fā)光組件的一俯視圖。
圖4A至圖4M是用以描述本發(fā)明之另一較佳實施例的一種制造一半導 體發(fā)光組件的方法的截面視圖。
具體實施例方式
為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下面將結 合附圖對本發(fā)明的較佳實施例詳細說明。
請參閱圖2A，圖2A是本發(fā)明的一較佳實施例的半導體發(fā)光組件2的截 面視圖。在此實施例中，該半導體發(fā)光組件2以一發(fā)光二極管為例，但不以 此為限。
如圖2A所示，該半導體發(fā)光組件2包含一基板20、 一第一半導體材料 層22、 一發(fā)光層24、 一第二半導體材料層26、 一第一透明絕緣層28、 一金 屬層30以及至少一個電極32。
在實際應用中，該基板20可以是玻璃(Si02)、硅(Si)、鍺(Ge)、氮化鎵 (GaN)、砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)、氮化鋁(A1N)、藍寶石(sapphire)、尖 晶石(spinnel)、三氧化二鋁(^203)、碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎂(MgO)、 二氧化鋰鋁(LiA102)、 二氧化鋰鎵(LiGa02)或四氧化鎂二鋁(MgAl204)。
該第一半導體材料層22形成于該基板20上。該發(fā)光層24形成于該第 一半導體材料層22上。
在一較佳實施例中，該發(fā)光層24可以是一PN-接合(PN-junction)、 一雙 異質接合(double hetero-junction)或一多重量子井(Multiple quantum well)。
該第二半導體材料層26形成于該發(fā)光層24上。該第二半導體材料層26 具有一上表面260。
在一較佳實施例中，該第一半導體材料層22、該發(fā)光層24及該第二半 導體材料層26分別可以是氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)或氮化鋁銦鎵(AlGalnN)，但不以此為限。
該第一半導體材料層22可以是一 N-type氮化鎵并且該第二半導體材料 層26可以是一 P-type氮化鎵?；蛘撸摰谝话雽w材料層22可以是一 P-type 氮化鎵并且該第二半導體材料層26可以是一 N-type氮化鎵。
如圖2A所示， 一孔洞形成于該第二半導體材料層26的該上表面260 及該第一半導體材料層22的內部之間。該第一透明絕緣層28覆蓋該孔洞的 側壁并且大體上覆蓋該第二半導體材料層26的該上表面260，致使該上表面 260的一區(qū)域外露。該金屬層30填滿該孔洞，并且部分覆蓋該第一透明絕緣 層28及該外露的區(qū)域。該至少一個電極32形成于該金屬層30上。
在一較佳實施例中，該金屬層30可以由金、鋁、銀、錫或上述金屬的 合金所形成。
該金屬層30分別可以與該第一半導體材料層22及該第二半導體材料層 26導通，并且該第一透明絕緣層28用以隔絕該第一半導體材料層22及該第 二半導體材料層26。
在實際應用中，為了改善歐姆接觸，該金屬層30與該第一半導體材料 層22及該第二半導體材料層26之間分別可以形成一歐姆接觸層(未圖示)。
請參閱圖2B。在一較佳實施例中，該半導體發(fā)光組件2進一步包含形 成于該第一透明絕緣層28及該金屬層30的表面上的一第二透明絕緣層34。
請參閱圖3。圖3是本發(fā)明的半導體發(fā)光組件2的一俯視圖。特別地， 由于該孔洞及該第二半導體材料層26的該上表面260的外露的區(qū)域可以選 擇性地形成于該上表面260上，因此在該金屬層30形成后，該至少一個電 極32形成于該金屬層30上的位置較具彈性。在實際應用中，電極32的位 置會影響電流在該半導體發(fā)光組件2的內部的擴散性，進而影響該半導體發(fā) 光組件2的發(fā)光效率。因此，本發(fā)明中該至少一個電極32的形成位置可以 提升該半導體發(fā)光組件2的發(fā)光效率。
請配合參閱圖2及圖4A至圖4M。圖4A至圖4M是用以描述本發(fā)明的 另一較佳實施例的一種制造一半導體發(fā)光組件2的方法的截面視圖。首先，如圖4A所示，該方法制備一基板20。
接著，如圖4B所示，該方法形成一第一半導體材料層22在該基板20上。
隨后，如圖4C所示，該方法形成一發(fā)光層24在該第一半導體材料層 22上。
然后，如圖4D所示，該方法形成一第二半導體材料層26在該發(fā)光層 24上。該第二半導體材料層26具有一上表面260。
接著，如圖4E所示，該方法形成一孔洞介于該第二半導體材料層26的 該上表面260及該第一半導體材料層22之間。
然后，如圖4F所示，該方法形成一第一透明絕緣層28在圖4E中的半 導體結構上。
接著，如圖4G所示，該方法可以借助一蝕刻制程使得該第一透明絕緣 層28僅覆蓋該孔洞的側壁并且大體上覆蓋該第二半導體材料層26的該上表 面260，致使該上表面260的一區(qū)域外露。
接著，如圖4H所示，該方法形成一金屬層30以覆蓋于圖4G中的半導 體結構上。
然后，如圖4I所示，借助另一蝕刻制程，該方法可以使該金屬層30填 滿該孔洞并且部分覆蓋該第一透明絕緣層28及該第二半導體材料層26的該 上表面260的該外露的區(qū)域。
最后，如圖4J所示，該方法形成至少一個電極32在該金屬層30上。
請參閱圖4K至圖4M。在一較佳實施例中，在形成至少一個電極32之 前，該方法可以先選擇性地形成一第二透明絕緣層34。
首先，如圖4K所示，該方法形成一透明絕緣層34以覆蓋該第一透明絕 緣層28及該金屬層30。
接著，如圖4L所示，該方法選擇性地蝕刻該透明絕緣層34以使部分的 該金屬層30外露。
最后，如圖4M所示，該方法形成至少一個電極32在該金屬層30上。相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的半導體發(fā)光組件的發(fā)光面積大幅增加并且電 流在半導體發(fā)光組件的內部的擴散性較佳，借此半導體發(fā)光組件的發(fā)光效率 獲得提升。此外，本發(fā)明的半導體發(fā)光組件并且具有較簡易的制程及成本降 低的優(yōu)點。
以上已對本發(fā)明的較佳實施例進行了具體說明，但本發(fā)明并不限于所述 實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出種種 的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限 定的范圍內。
權利要求
1、一種半導體發(fā)光組件，其特征在于，包含一基板；一第一半導體材料層，所述第一半導體材料層形成于所述基板上；一發(fā)光層，所述發(fā)光層形成于所述第一半導體材料層上；一第二半導體材料層，所述第二半導體材料層形成于所述發(fā)光層上，所述第二半導體材料層具有一上表面，一孔洞形成于所述第二半導體材料層的所述上表面及所述第一半導體材料層之間；一第一透明絕緣層，所述第一透明絕緣層覆蓋所述孔洞的側壁并且大體上覆蓋所述第二半導體材料層的所述上表面，致使所述上表面的一區(qū)域外露；一金屬層，所述金屬層填滿所述孔洞，并且部分覆蓋所述第一透明絕緣層及所述外露的區(qū)域；以及至少一個電極，所述至少一個電極形成于所述金屬層上。
2、 如權利要求1所述的半導體發(fā)光組件，其特征在于所述金屬層由 選自由金、鋁、銀、錫及上述金屬的合金所組成的一群組中的其一所形成。
3、 如權利要求1所述的半導體發(fā)光組件，其特征在于所述第一半導 體材料層、所述發(fā)光層及所述第二半導體材料層分別選自由氮化鎵、氮化銦 鎵、氮化鋁鎵及氮化鋁銦鎵所組成的一群組中的其一所形成。
4、 如權利要求1所述的半導體發(fā)光組件，其特征在于所述發(fā)光層包 含選自由一PN-接合、 一雙異質接合以及一多重量子井所組成的一群組中的 其一。
5、 如權利要求1所述的半導體發(fā)光組件，其特征在于所述基板由選 自由玻璃、硅、鍺、氮化鎵、砷化鎵、磷化鎵、氮化鋁、藍寶石、尖晶石、 三氧化二鋁、碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鋰鋁、二氧化鋰鎵以及四氧化鎂二鋁所組成的一群組中的其一所形成。
6、 如權利要求1所述的半導體發(fā)光組件，其特征在于進一步包含形 成于所述第一透明絕緣層及所述金屬層的表面上的一第二透明絕緣層。
7、 一種制造一半導體發(fā)光組件的方法，其特征在于，所述方法包含下 列步驟制備一基板；形成一第一半導體材料層在所述基板上； 形成一發(fā)光層在所述第一半導體材料層上；形成一第二半導體材料層在所述發(fā)光層上，所述第二半導體材料層具有 一上表面；形成一孔洞介于所述第二半導體材料層的所述上表面及所述第一半導 體材料層之間；形成一第一透明絕緣層以覆蓋所述孔洞的側壁并且大體上覆蓋所述第 二半導體材料層的所述上表面，致使所述上表面的一區(qū)域外露；形成一金屬層以填滿所述孔洞并且部分覆蓋所述第一透明絕緣層及所 述外露的區(qū)域；以及形成至少一個電極在所述金屬層上。
8、 如權利要求7所述的方法，其特征在于所述金屬層由選自由金、 鋁、銀、錫及上述金屬的合金所組成的一群組中的其一所形成。
9、 如權利要求7所述的方法，其特征在于所述第一半導體材料層、 所述發(fā)光層及所述第二半導體材料層分別選自由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁 鎵及氮化鋁銦鎵所組成的 一群組中的其一所形成。
10、 如權利要求7所述的方法，其特征在于所述發(fā)光層包含選自由一 PN-接合、 一雙異質接合以及一多重量子井所組成的一群組中的其一。
11、 如權利要求7所述的方法，其特征在于所述基板由選自由玻璃、 硅、鍺、氮化鎵、砷化鎵、磷化鎵、氮化鋁、藍寶石、尖晶石、三氧化二鋁、 碳化硅、氧化鋅、氧化鎂、二氧化鋰鋁、二氧化鋰鎵以及四氧化鎂二鋁所組成的一群組中的其一所形成。
12、如權利要求7所述的方法，其特征在于在形成所述至少一個電極 之前，所述方法進一步包含下列步驟選擇性地形成一第二透明絕緣層在所述第一透明絕緣層及所述金屬層 的表面上。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導體發(fā)光組件及其制造方法。該半導體發(fā)光組件包含一基板、一第一半導體材料層、一發(fā)光層、一第二半導體材料層、一第一透明絕緣層、一金屬層以及至少一個電極。該第一半導體材料層、該發(fā)光層及該第二半導體材料層依序形成于該基板上。一孔洞形成于該第二半導體材料層的一上表面及該第一半導體材料層之間。該第一透明絕緣層覆蓋該孔洞的側壁并且大體上覆蓋該第二半導體材料層的該上表面，致使該上表面的一區(qū)域外露。該金屬層填滿該孔洞，并且部分覆蓋該第一透明絕緣層及覆蓋該外露的區(qū)域。該至少一個電極形成于該金屬層上。
文檔編號H01L33/00GK101420000SQ20071016691
公開日2009年4月29日 申請日期2007年10月26日 優(yōu)先權日2007年10月26日
發(fā)明者詹玄塘 申請人:廣鎵光電股份有限公司