專利名稱：發(fā)光二極管陣列及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，且特別是關(guān)于一種發(fā)光二極管(LED)陣列及制造此種LED陣列的方法。
背景技術(shù)：
圖1為一傳統(tǒng)的水平式發(fā)光二極管(horizontal light emitting diode)的示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，水平式發(fā)光二極管100包含磊晶基板102。磊晶結(jié)構(gòu)104藉由一磊晶成長(zhǎng)制程而自嘉晶基板長(zhǎng)成。電極單元106形成于嘉晶結(jié)構(gòu)上以提供電能(electrical energy)。嘉晶基板102由監(jiān)寶石(sapphire)或碳化娃(SiC)等材料制成，因此能夠在嘉晶基板102上進(jìn)行三族氮化物(例如氮化鎵系(GaN-based)或氮化銦鎵系(InGaN-based)半導(dǎo)體材料)的磊晶成長(zhǎng)。磊晶結(jié)構(gòu)104通常由氮化鎵系半導(dǎo)體材料或氮化銦鎵系半導(dǎo)體材料制成。在磊晶成長(zhǎng)制程中，氮化鎵系半導(dǎo)體材料或氮化銦鎵系半導(dǎo)體材料自磊晶基板102磊晶成長(zhǎng)，以形成η型摻雜層108與P型摻雜層110。當(dāng)電能被施加至磊晶結(jié)構(gòu)104時(shí)，位于η型摻雜層108與P型摻雜層110交界處的發(fā)光部(light emitting portion) 112產(chǎn)生電子電洞捕捉現(xiàn)象(electron-hole capture phenomenon)。發(fā)光部112的電子因而落下至一較低能階，并以光子的模式放出能量。舉例而言，發(fā)光部112為一單一量子井(single quantum well,SQff)或一多重量子井(multiple quantum weIl7MQff)結(jié)構(gòu),而可限制電子及電洞在空間中的運(yùn)動(dòng)。如此一來，電子與電洞彼此碰撞的可能性增加，而使得電子電洞捕捉現(xiàn)象更容易發(fā)生，從而改善發(fā)光效率。電極單元106包含第一電極114與第二電極116。第一電極114及第二電極116分別地與η型摻雜層108及P型摻雜層110歐姆接觸(ohmic contact)。電極提供嘉晶結(jié)構(gòu)104電能。當(dāng)施加一電壓于第一電極114與第二電極116之間時(shí)，一電流自第二電極116流出，通過磊晶結(jié)構(gòu)104并水平地分布于磊晶結(jié)構(gòu)104中，再流向第一電極114。如此一來，一些光子由發(fā)生于磊晶結(jié)構(gòu)104內(nèi)的光電效應(yīng)產(chǎn)生。由于前述水平分布的電流，水平式發(fā)光二極管100自磊晶結(jié)構(gòu)104發(fā)出光線。水平式發(fā)光二極管100的制程簡(jiǎn)單。然而，水平式發(fā)光二極管可能導(dǎo)致數(shù)種問題的發(fā)生，例如電流擁擠(current crowding)問題、發(fā)光不均(non-uniformity lightemitting)問題及熱堆積(thermal accumulation)問題,但不限于此。這些問題可能造成水平式發(fā)光二極管發(fā)光效率的下降和/或水平式發(fā)光二極管的毀損。為克服一部分的上述問題，垂直式發(fā)光二極管(vertical light emittingdiode)被發(fā)展出來。圖2為一傳統(tǒng)的垂直式發(fā)光二極管的不意圖。垂直式發(fā)光二極管200包含磊晶結(jié)構(gòu)204以及配置于磊晶結(jié)構(gòu)上以提供電能的電極單元206。類似于圖1所示的水平式發(fā)光二極管100，可藉由一磊晶成長(zhǎng)制程而以氮化鎵系半導(dǎo)體材料或氮化銦鎵系半導(dǎo)體材料制成磊晶結(jié)構(gòu)204。在磊晶成長(zhǎng)制程中，氮化鎵系半導(dǎo)體材料和氮化銦鎵系半導(dǎo)體材料自嘉晶基板(未示于圖中)嘉晶成長(zhǎng)，以形成η型摻雜層208、發(fā)光結(jié)構(gòu)(light emittingstructure) 212與p型摻雜層210。接著,在剝除(stripping)嘉晶基板之后,將電極單元206接合(bond)至磊晶結(jié)構(gòu)204。電極單元206包含第一電極214與第二電極216。第一電極214及第二電極216分別地與η型摻雜層208及ρ型摻雜層210歐姆接觸。此外，可將第二電極216黏貼至散熱基板(heat dissipating substrate) 202,以增加散熱效率。當(dāng)施加一電壓于第一電極214與第二電極216之間時(shí)，電流垂直地流通。因此垂直式發(fā)光二極管200可以有效地改善水平式發(fā)光二極管100的電流擁擠問題、發(fā)光不均問題及熱堆積問題。然而，在描繪于圖2的傳統(tǒng)垂直式發(fā)光二極管中，有著電極遮蔽效應(yīng)(shading effect)的問題。此外，形成垂直式發(fā)光二極管200的制程可能較為復(fù)雜。舉例而言，在將第二電極216黏貼至散熱基板202時(shí),嘉晶結(jié)構(gòu)204可能因聞熱量(high heat)而毀損。近年來已發(fā)展出寬能隙氮化物系(wide-bandgap nitride-based)發(fā)光二極管,其波長(zhǎng)范圍為紫外光至可見光譜的短波長(zhǎng)部分。發(fā)光二極管裝置可被應(yīng)用于新的顯示技術(shù)，例如交通號(hào)志、液晶電視及手機(jī)背光源。因缺少同質(zhì)基板(native substrates),氮化鎵薄膜以及相關(guān)的氮化物系化合物通常是長(zhǎng)在藍(lán)寶石晶片上。傳統(tǒng)的發(fā)光二極管(如前文所述者)因光子往四面八方發(fā)射而缺乏效率。發(fā)射出的光中有一大部分皆受限于藍(lán)寶石基板，而無法作為放出的可用光。再者，藍(lán)寶石基板的低熱傳導(dǎo)性也是傳統(tǒng)氮化物發(fā)光二極管的一個(gè)問題。因此，不使用藍(lán)寶石的獨(dú)立式氮化鎵光電元件(optoelectronic)是種被傾向用來解決此一問題的技術(shù)。嘉晶膜移轉(zhuǎn)技術(shù)(epilayer transferring technique)為一種廣為人知的可實(shí)現(xiàn)超高亮度發(fā)光二極管(ultrabright LED)的發(fā)明。具有以激光剝離(laserlift-off, LL0)技術(shù)在娃基板上制成的高反射性反射體的薄膜式ρ側(cè)向上型(p-side-up)氮化鎵發(fā)光二極管，結(jié)合η型氮化鎵(n-GaN)的表面粗化，已被證實(shí)為用于消除氮化物系異質(zhì)磊晶結(jié)構(gòu)中藍(lán)寶石的限制的有效工具。前述結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種提高氮化鎵系發(fā)光二極管的出光率(light extraction efficiency)的良好方式。然而，這樣的技術(shù)同樣具有電極遮蔽問題。發(fā)出的光被電極遮蓋吸收，而導(dǎo)致發(fā)光效率的下降。具有掩埋式電極(interdigitated imbedded electrode)的薄膜式η側(cè)向上(n-side-up)裝置氮化鎵發(fā)光二極管，可藉由減少一部分的電極遮蔽問題來改善發(fā)光情形。然而，盡管相較于薄膜式P側(cè)向上裝置氮化鎵發(fā)光二極管而言，薄膜式η側(cè)向上裝置氮化鎵發(fā)光二極管提供了較佳的性質(zhì)，卻還是存在著提供能用來制造P側(cè)向上與η側(cè)向上裝置兩者的改良結(jié)構(gòu)及制程的需求。此外，水平式發(fā)光二極管100與垂直式發(fā)光二極管200通常是以單一晶粒(single-die)的形式進(jìn)行封裝,而這樣的封裝形式并不利于大面積光源的制造。鑒于上述配合圖1及2所討論的問題，需要提供能夠克服上述水平式發(fā)光二極管與垂直式發(fā)光二極管的缺陷，并有利于在單一基板上制造大面積光源的發(fā)光二極管以及該種發(fā)光二極管的制造方法。

發(fā)明內(nèi)容
在某些實(shí)施例中，一發(fā)光二極管陣列包含一具有一第一電極的第一發(fā)光二極管，以及一具有一第二電極的第二發(fā)光二極管。第二發(fā)光二極管與第一發(fā)光二極管彼此分離。一第一介電層位于第一發(fā)光二極管與第二發(fā)光二極管之間。第一介電層的一第一部分至少部分地覆蓋第一發(fā)光二極管，第一介電層的一第二部分至少部分地覆蓋第二發(fā)光二極管。一互連線至少部分地位于第一介電層上?；ミB線將第一電極連接至第二電極。一反射層至少形成于第一介電層的第一及第二部分之上。一永久基板耦接至發(fā)光二極管面對(duì)反射層的一側(cè)。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該反射層與該互連線電性絕緣。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該反射層實(shí)體上與該互連線分離。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該反射層包括一第一反射層及一第二反射層，該第一反射層形成于該第一介電層的該第一部分之上，該第二反射層形成于該第一介電層的該第二部分之上，其中該第一反射層與該第二反射層分離。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該反射層包括一單一而連續(xù)的反射層。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該第一介電層至少部分地包覆該第一發(fā)光二極管及該第二發(fā)光二極管。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該第一介電層包括等于或大于90%的一光學(xué)透明度。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該第一介電層的材料選自下列族群中之一者:高分子、陶瓷及其任意組合。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該反射層包含下列族群中之一者:分散式布拉格反射鏡、全方位反射鏡、銀、鋁、鈦及其任意組合。所述的發(fā)光二極管陣列，其中，該發(fā)光二極管陣列包括一 η側(cè)向上的陣列。在某些實(shí)施例中，形成一發(fā)光二極管陣列的方法包含形成一第一發(fā)光二極管及一第二發(fā)光二極管于一暫時(shí)基板上。一第一介電層形成于第一發(fā)光二極管與第二發(fā)光二極管之間。第一介電層的一第一部分至少部分地覆蓋第一發(fā)光二極管，第一介電層的一第二部分至少部分地覆蓋第二發(fā)光二極管。一互連線形成于第一發(fā)光二極管上的一第一電極與第二發(fā)光二極管上的一第二電極之間。該互連線至少部分地形成于第一介電層上。一反射層至少形成于第一介電層的第一及第二部分之上。一永久基板耦接至發(fā)光二極管面對(duì)反射層的一側(cè)。暫時(shí)基板自所述的發(fā)光二極管移除。所述的方法，其中，該反射層與該互連線電性絕緣。所述的方法，其中，形成該反射層包括在一單一制程中形成一第一反射層于該第一介電層的該第一部分之上，以及形成一第二反射層于該第一介電層的該第二部分之上，其中該第一反射層與該第二反射層分離。所述的方法，其中，還包括在一單一制程中形成該反射層與該互連線。所述的方法，其中，還包括直接將該反射層沉積于該第一介電層之上。所述的方法,其中，該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管由一間隙分離。所述的方法，其中，還包括藉由以一介電材料覆蓋該第一發(fā)光二極管及該第二發(fā)光二極管并填充位于該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管之間的該間隙，圖案化該介電材料，及根據(jù)欲用以形成該第一介電層的圖案移除部分的該介電材料，來形成該第一介電層。所述的方法，其中，該暫時(shí)基板以一黏著層暫時(shí)性地接合至該第一發(fā)光二極管及該第二發(fā)光二極管，且其中該黏著層于該暫時(shí)基板被移除時(shí)被移除。本發(fā)明的發(fā)光二極管陣列在反射層與發(fā)光二極管間的光的吸收與捕捉情形較少，而可產(chǎn)生較高的透光率。為了對(duì)本發(fā)明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。圖式上的尺寸比例并非按照實(shí)際產(chǎn)品等比例繪制，因此并非作為限縮本發(fā)明保護(hù)范圍之用。


圖1繪示一傳統(tǒng)的水平式發(fā)光二極管的示意圖；圖2繪示一傳統(tǒng)的垂直式發(fā)光二極管的示意圖；圖3繪示一實(shí)施例的多個(gè)LED形成于第一基板上且介電材料覆蓋LED并填充于LED之間的剖面圖；第3A圖繪示一實(shí)施例的LED的示意圖；圖4繪不一實(shí)施例的多個(gè)LED形成于第一基板上、介電材料覆蓋LED并填充于LED之間、且圖案化光罩位于介電材料之上的剖面圖；圖5繪示一實(shí)施例的多個(gè)LED形成于第一基板上、第一介電層位于LED之間、且互連線位于LED之間的剖面圖；圖6繪示如圖5所示的實(shí)施例具有一接合至LED的黏著層的剖面圖；圖7繪示如圖6所示的實(shí)施例具有一接合至黏著層的第二基板的剖面圖；圖8繪示如圖7所示的實(shí)施例中第一基板被移除的剖面圖；圖9繪示一實(shí)施例的LED陣列具有個(gè)別的反射層形成于個(gè)別的LED之上的剖面圖；圖10繪示的一實(shí)施例LED陣列具有個(gè)別的反射層形成于個(gè)別的LED之上的俯視示意圖；圖11繪示一實(shí)施例的LED陣列具有單一反射層形成于LED陣列中的多個(gè)LED之上的俯視不意圖；圖12繪示一實(shí)施例的LED陣列具有黏著層形成于多個(gè)個(gè)別的反射層之上、且黏著層連結(jié)至第二基板的剖面圖；圖13繪示如圖12所示實(shí)施例中第一基板被移除的剖面圖。其中，附圖標(biāo)記:100:水平式發(fā)光二極管102:嘉晶基板104、204:磊晶結(jié)構(gòu)106、2。6:電極單元108、208:n 型摻雜層110、210:p 型摻雜層112:發(fā)光部114、214:第一電極116、216:第二電極200:垂直式發(fā)光二極管202:散熱基板
212:發(fā)光結(jié)構(gòu)300、400:LED 陣列304、304A、304B、304C、304D:LED306:間隙308:陽極310:陰極311:第一介電層312:互連線313:光罩314:第一基板315:開口317:黏著層340:第一摻雜層342:發(fā)光層344:第二摻雜層346:第三摻雜層350:第二基板352、352A、352B、352C、352D:反射層354:絕緣層
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。圖3至8描繪一形成η側(cè)向上(n_side up)發(fā)光二極管(LED)陣列300的制程實(shí)施例。在某些實(shí)施例中，形成LED陣列300的制程使用一介電材料(例如高分子材料)來部分或完全地填充位于第一基板314上的相鄰二個(gè)LED 304A.304B間的間隙306。LED陣列300由多個(gè)在相對(duì)低的電流密度下產(chǎn)生一定光量的LED裝置形成。低電流密度產(chǎn)生較少的熱，并允許高分子材料被用于LED陣列的形成中。首先，在第一基板314上形成一 LED結(jié)構(gòu)(未示于圖中)。接著，進(jìn)行一分離制程(例如使用激光切割機(jī)(laser saw)、切割機(jī)(dicing and cutting saw)或是電感應(yīng)f禹合電漿反應(yīng)式離子蝕刻(ICP-RIE)裝置)，以將LED結(jié)構(gòu)分開成數(shù)個(gè)在第一基板314上由間隙(如間隙306)所分離的LED (如LED 304A、304B)，如圖3所示。為求簡(jiǎn)便，在圖3及4中僅繪示并描述兩個(gè)相鄰的LED，包含LED 304A與LED 304B,以及一個(gè)間隙306。第一基板314可例如為一暫時(shí)基板(temporary substrate),如一藍(lán)寶石基板?？墒褂矛F(xiàn)有的嘉晶技術(shù)將前述LED結(jié)構(gòu)形成于第一基板314上，例如有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積(MOCVD)。在某些實(shí)施例中，LED結(jié)構(gòu)包含在多個(gè)沉積制程步驟中形成的氮化鎵(GaN)層，以形成氮化鎵LED。例如LED結(jié)構(gòu)可包含一夾在η型與ρ型摻雜層間的發(fā)光層(例如一單一量子井層或一多重量子井層)。圖3Α描繪LED 304 一個(gè)代表性的可能實(shí)施例。在某些實(shí)施例中，LED 304包含第一摻雜層340、發(fā)光層342、第二摻雜層344與第三摻雜層346。在某些實(shí)施例中，第一摻雜層340、發(fā)光層342、第二摻雜層344及第三摻雜層346為在多個(gè)沉積制程步驟中形成的氮化鎵系的層。在某些實(shí)施例中，發(fā)光層342為一單一量子井層或一多重量子井層。在某些實(shí)施例中，第一摻雜層340為一 η型摻雜氮化鎵層，第二摻雜層344為一 ρ型摻雜氮化鋁鎵(AlGaN)層，而第三摻雜層346為一 ρ型摻雜氮化鎵層。在一部分的實(shí)施例中，第三摻雜層346的表面被部分的粗化(roughen)。在某些實(shí)施例中，LED 304包含一形成于第三摻雜層346上的第一電極(例如陽極308)以及一形成于第一摻雜層340上的第二電極(例如陰極310)。在部分的實(shí)施例中，一未摻雜層(如一未摻雜的氮化鎵層)形成于第一摻雜層340的底部(該未摻雜層例如是形成在第一摻雜層340與第一基板314之間)。如圖3所示，在LED結(jié)構(gòu)被分開后，于第一個(gè)LED 304A與第二個(gè)LED304B之間形成了間隙306。在某些實(shí)施例中，一介電材料被沉積于第一個(gè)LED304A及第二個(gè)LED 304B之上，覆蓋第一個(gè)LED 304A及第二個(gè)LED 304B，并完全地填入間隙306，以形成第一介電層311。在某些實(shí)施例中，第一介電層311包含高分子材料、陶瓷材料或其任意組合。在一部分的實(shí)施例中，第一介電層311由一(高分子)光阻材料制成，例如聚甲基戊二酰亞胺(polymethylglutarimide, PMGI)或是SU-8。在一部分的實(shí)施例中，第一介電層311由一陶瓷材料制成，例如娃氧化物(silicon oxide)、娃氮化物(silicon nitrides)、氮氧化娃(silicon oxynitride)、氧化招或是其他適合的陶瓷或氧化物材料,但不限于此。在某些實(shí)施例中，第一介電層311的折射系數(shù)落于I至2.6的范圍(在空氣與半導(dǎo)體之間)，以改善出光情形。第一介電層311的光學(xué)透明度(optical transparency)可等于或大于約90%(例如等于或大于約99%)。一般而言，在陽極308上方所量測(cè)到的第一介電層311厚度約為2μπι。在部分的實(shí)施例中，若第一介電層為高分子，預(yù)先將第一介電層311與熒光粉(約占30%的重量)混合，以調(diào)整輸出光的顏色。然而需要協(xié)調(diào)高分子涂層厚度與熒光粉粒子大小之間的相對(duì)尺寸。舉例而言，當(dāng)?shù)谝唤殡妼?11在陽極308處的厚度約為3 μ m時(shí)，適當(dāng)?shù)臒晒夥哿Ｗ哟笮榇蠹s或小于3 μ m。接著，如圖4所示，施加圖案化的光罩313于第一介電層311之上。光罩313可在陽極308與陰極310所在處具有開口 315，以允許在陽極308與陰極310上的第一介電層311的移除。在部分的實(shí)施例中，介電材料移除制程使得第一介電層311的表面輪廓變得平滑。在部分實(shí)施例中，介電材料移除制程移除位在第一個(gè)LED 304A與第二個(gè)LED 304B上的第一介電層311，只留下位于間隙306內(nèi)的第一介電層311。某些實(shí)施例中，在經(jīng)歷介電材料移除制程而暴露出陽極308與陰極310之后，在介電材料表面上進(jìn)行表面親水改質(zhì)(例如氧電衆(zhòng)(oxygen plasma)處理高分子表面),以將原本疏水的表面轉(zhuǎn)化成親水的表面。因此，后續(xù)形成的金屬基互連線與第一介電層311間可具有較佳的貼附情形。而后，如圖5所示，于第一介電層311上方形成串聯(lián)的互連線(interconnect) 312，以連接相鄰LED的陽極308與陰極310。在某些實(shí)施例中，除了填充LED間的間隙306外，第一介電層311還覆蓋LED 304的一部分。在某些實(shí)施例中，控制第一介電層311的形成(沉積)，而使得位于LED 304上的第一介電層311厚度小于陽極308與陰極310的高度。圖5中，繪示了四個(gè)LED (LED 304A-304D)，以及三條位于LED的陽極308與陰極310間的互連線312。由于第一介電層311的表面輪廓相對(duì)平滑，后續(xù)形成的金屬基互連線312可具有薄而平滑的輪廓。如圖6所示，于第一介電層311上形成互連線312之后，可于互連線與第一介電層之上形成黏著層317。黏著層317可例如為環(huán)氧膠(epoxy glue)、臘、旋涂玻璃(spin-on-glass, S0G)、光阻、單體(monomer)、高分子或任何現(xiàn)有的膠型材料，以將氮化鎵層接合至硅層、硅氧化物層、金屬層、陶瓷層或高分子層。如圖7所示，黏著層317可被用于將LED陣列300接合至第二基板350、反射層352和/或絕緣層354。第二基板350可例如為一娃基板或其他適合的導(dǎo)熱基板(thermallyconductive substrate)。第二基板350可為L(zhǎng)ED陣列300的永久基板。在某些實(shí)施例中，在與黏著層317接合之前，于第二基板350的一表面上形成反射層352和/或絕緣層354。反射層352可包含分散式布拉格反射鏡(distributed Bragg reflector, DBR)、全方位反射鏡(omn1-directional reflector, 0DR)、銀、招、欽和 / 或其他種反射導(dǎo)電材料(reflectiveconducting material)。絕緣層354可包含氧化物、氮化物和/或其他合適的具有高透光性的電性絕緣材料。將LED陣列300接合至一永久基板(如第二基板350)時(shí)，黏著層317的較佳材料為單體或是未交聯(lián)的高分子(uncross-linking polymer)。在接合制程之后,可固化(cure)黏著層317以形成高分子或交聯(lián)高分子(cross-linked polymer),以增加機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性。如圖8所示，在與第二基板350接合后，將第一基板314自LED陣列300移除。例如可使用激光剝離(LLO)制程來移除第一基板314。第一基板314的移除使得LED陣列300相對(duì)于互連線312的表面(例如LED陣列的η摻雜側(cè)的表面)以及第一介電層311暴露出來。在一部分的實(shí)施例中，至少粗化暴露出的LED 304表面的一部分。舉例而言，對(duì)于一 η側(cè)氮化鎵LED，可使用例如濕式蝕刻制程來粗化一暴露出的未摻雜氮化鎵層或一暴露出的η型摻雜的氮化鎵層。在暴露出LED陣列300的相對(duì)于互連線312的表面以及第一介電層311后,可建立一或多個(gè)LED 304 (例如位于最外側(cè)的LED，如圖8中最右側(cè)的LED 304D與最左側(cè)的LED304A)的外部電性連接(垂直，或者水平)。在某些LED陣列300的實(shí)施例中，絕緣層354用以避免在接合制程中，由于接合制程中所施加的壓力不均，使得黏著層317的厚度不均勻，而造成的反射層352接觸陽極308和/或陰極310的情形。然而由于LED 304與反射層352間存在絕緣層354、第一介電層311和/或黏著層317，而產(chǎn)生了潛在的問題。在部分實(shí)施例中，此種潛在問題可為絕緣層354、第一介電層311和/或黏著層317可吸收或捕捉光，而使得LED陣列300的透光效率下降。為克服至少一部分上述與透光效率下降有關(guān)的問題，LED陣列可以是移除位于LED 304與反射層352間的絕緣層354、第一介電層311和/或黏著層317的部分或全體的形態(tài)。例如反射層352可直接形成于LED 304上。圖9描繪LED陣列400的一實(shí)施例的剖面圖，一反射層形成于個(gè)別的LED之上。在形成互連線312及第一介電層311 (如圖3至5所示)之后，形成反射層352于位在LED 304A、304B、304C及304D上的第一介電層311之上。反射層352可包含直接接合至第一介電層311的材料(例如分散式布拉格反射鏡(DBR)、全方位反射鏡(ODR)、銀、鋁、鈦或其任意組合)。由于反射層352直接形成(例如直接沉積)于第一介電層311上，反射層與第一介電層之間不需要黏著層或絕緣層。在部分實(shí)施例中，在形成互連線312的同一沉積制程中形成反射層352(舉例而言，若反射層與互連線由相同的材料制成，則反射層與互連線可以同時(shí)形成)。在某些實(shí)施例中，反射層352包含多個(gè)彼此分離的個(gè)別反射層。圖10描繪LED陣列400的一實(shí)施例的俯視示意圖，個(gè)別的反射層形成于個(gè)別的LED之上。圖10中，沿切線9-9所得的剖面即圖9所繪示的剖面。如圖10所示，個(gè)別的反射層352A、352B、352C及352D形成于LED陣列400之上，而第一介電層311分開這些反射層。位于反射層352A、352B、352C與352D之間隙306內(nèi)的第一介電層311仍可暴露在外?；ミB線312連接相鄰LED (位在反射層352A、352B、352C與352D之下)的陽極308與陰極310。反射層352A、352B、352C及352D以與互連線312實(shí)體上分離和/或電性絕緣的形態(tài)形成，以避免反射層與互連線間發(fā)生電性短路。在某些實(shí)施例中，反射層352A、352B、352C與352D實(shí)質(zhì)上覆蓋住各自位于其下的LED。在某些實(shí)施例中，反射層352包含一單一而連續(xù)的反射層。圖11描繪LED陣列400的一實(shí)施例的俯視示意圖，一單一反射層形成于LED陣列中的多個(gè)LED之上。圖11中，沿切線9-9所得的剖面即圖9所繪示的剖面。如圖11所示，反射層352以單一而連續(xù)的形式形成于LED陣列400之上，且反射層與互連線312之間至少部分地實(shí)體分離和/或電性絕緣。反射層352與互連線312實(shí)體上分離和/或電性絕緣，以避免反射層與互連線間發(fā)生電性短路?；ミB線312連接相鄰LED (位于反射層352之下)的陽極308與陰極310。在某些實(shí)施例中，反射層352實(shí)質(zhì)上覆蓋住位于其下的LED與第一介電層311。如圖12所示，在形成反射層352后，可形成黏著層317于反射層之上，以用來接合LED陣列400至第二基板350。黏著層317可例如為環(huán)氧膠、蠟、旋涂玻璃、光阻、單體、高分子或任何現(xiàn)有的膠型材料，以將氮化鎵層接合至硅層、硅氧化物層、金屬層、陶瓷層或高分子層。第二基板350可例如為一娃基板或其他適合的導(dǎo)熱基板。第二基板350可為L(zhǎng)ED陣列400的永久基板。將LED陣列400接合至一永久基板(如第二基板350)時(shí)，黏著層317的較佳材料為單體或是未交聯(lián)的高分子。在接合制程之后，可固化黏著層317以形成高分子或交聯(lián)高分子，以增加機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性。在一部分的實(shí)施例中，以一金屬接合層、一共晶接合層(eutectic bonding layer)或另一可用以將第二基板350接合至反射層352的接合層，取代黏著層317。在一部分的實(shí)施例中，使用一原位方法(in situ method)于反射層352上形成永久基板(如第二基板350)。該原位方法可包含下列族群中的任一者:物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積、電鍍以及無電電鍍。如圖13所示，在與第二基板350接合后，即將第一基板314自LED陣列400移除。例如可使用激光剝離(LLO)制程來移除第一基板314。第一基板314的移除使得LED陣列400的相對(duì)于互連線312的表面(例如LED陣列的η摻雜側(cè)的表面)與第一介電層311暴露出來。在部分實(shí)施例中，至少粗化暴露出的LED 304表面的一部分。例如對(duì)于一 η側(cè)氮化鎵LED而言，可使用例如濕式蝕刻制程來粗化一暴露出的未摻雜氮化鎵層或一暴露出的η型摻雜的氮化鎵層。圖9至13所示的制程制造出LED陣列400，而未在反射層352與LED 304之間使用黏著層與絕緣層。因而LED陣列400提供一種具有高透光率、減少了光的吸收與捕捉的LED陣列。如圖13所示，在反射層352與LED 304之間，LED陣列400只具有一層薄的介電層(第一介電層311)。因此，相較于圖8所示的LED陣列300而言，在描繪于圖13的LED陣列400實(shí)施例中，在反射層352與LED 304間的光的吸收與捕捉情形較少，而產(chǎn)生較高的透光率。本發(fā)明并不限定于上述系統(tǒng)，而可對(duì)之進(jìn)行更動(dòng)。另外，在此所用的術(shù)語僅用以描述特定的實(shí)施例，而非用于限定本發(fā)明。除非在文中已清楚指明，此處所使用的單數(shù)形式“一”及“該”亦用以包含多個(gè)形式。舉例而言，用語“一層”包含了二或多層的組合，而用語“一材料”包含了材料的混合物。綜上所述，雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管陣列，其特征在于，包括: 一第一發(fā)光二極管，包括一第一電極； 一第二發(fā)光二極管，包括一第二電極，其中該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管分離； 一第一介電層，位于該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管之間，其中該第一介電層的一第一部分至少部分地覆蓋該第一發(fā)光二極管，該第一介電層的一第二部分至少部分地覆蓋該第二發(fā)光二極管； 一互連線，至少部分地位于該第一介電層之上，該互連線將該第一電極連接至該第二電極； 一反射層，至少形成于該第一介電層的該第一部分及該第二部分之上；以及 一永久基板，耦接至該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管面對(duì)該反射層的一側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該反射層與該互連線電性絕緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該反射層實(shí)體上與該互連線分離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該反射層包括一第一反射層及一第二反射層，該第一反射層形成于該第一介電層的該第一部分之上，該第二反射層形成于該第一介電層的該第二部分之上，其中該第一反射層與該第二反射層分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該反射層包括一單一而連續(xù)的反射層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該第一介電層至少部分地包覆該第一發(fā)光二極管及該第二發(fā)光二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該第一介電層包括等于或大于90%的一光學(xué)透明度。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該第一介電層的材料選自下列族群中之一者:高分子、陶瓷及其任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該反射層包含下列族群中之一者:分散式布拉格反射鏡、全方位反射鏡、銀、鋁、鈦及其任意組合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管陣列，其特征在于，該發(fā)光二極管陣列包括一η側(cè)向上的陣列。
11.一種形成一發(fā)光二極管陣列的方法，其特征在于，包括: 形成一第一發(fā)光二極管及一第二發(fā)光二極管于一暫時(shí)基板上； 形成一第一介電層于該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管之間，其中該第一介電層的一第一部分至少部分地覆蓋該第一發(fā)光二極管，該第一介電層的一第二部分至少部分地覆蓋該第二發(fā)光二極管； 形成一互連線于該第一發(fā)光二極管上的一第一電極與該第二發(fā)光二極管上的一第二電極之間，其中該互連線至少部分地形成于該第一介電層之上； 形成一反射層至少于該第一介電層的該第一部分及該第二部分之上； 耦接一永久基板至該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管面對(duì)該反射層的一側(cè)；以及自該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管移除該暫時(shí)基板。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該反射層與該互連線電性絕緣。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，形成該反射層包括在一單一制程中形成一第一反射層于該第一介電層的該第一部分之上，以及形成一第二反射層于該第一介電層的該第二部分之上，其中該第一反射層與該第二反射層分離。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括在一單一制程中形成該反射層與該互連線。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括直接將該反射層沉積于該第一介電層之上。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管由一間隙分離。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括藉由以一介電材料覆蓋該第一發(fā)光二極管及該第二發(fā)光二極管并填充位于該第一發(fā)光二極管與該第二發(fā)光二極管之間的該間隙，圖案化該介電材料，及根據(jù)欲用以形成該第一介電層的圖案移除部分的該介電材料，來形成該第一介電層。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該暫時(shí)基板以一黏著層暫時(shí)性地接合至該第一發(fā)光二極管及該第二發(fā)光二極管，且其中該黏著層于該暫時(shí)基板被移除時(shí)被移除。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種發(fā)光二極管陣列及其形成方法。該陣列包含一具有一第一電極的第一發(fā)光二極管，以及一具有一第二電極的第二發(fā)光二極管。一第一介電層位于第一與第二發(fā)光二極管之間。第一介電層的一第一部分至少部分地覆蓋第一發(fā)光二極管，第一介電層的一第二部分至少部分地覆蓋第二發(fā)光二極管。一互連線至少部分地位于第一介電層上。該互連線將第一電極連接至第二電極。一反射層至少形成于第一介電層的第一及第二部分之上。一永久基板耦接至發(fā)光二極管面對(duì)反射層的一側(cè)。
文檔編號(hào)H01L33/10GK103178074SQ20121017488
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者陳嘉南, 盧怡安 申請(qǐng)人:華夏光股份有限公司