半導體發(fā)光裝置及其制造方法
【專利摘要】一種半導體發(fā)光裝置及其制造方法。半導體發(fā)光裝置包括一第一發(fā)光單元、一第二發(fā)光單元、一第一透明導電層、以及多個導電微結(jié)構(gòu)。第二發(fā)光單元設置于第一發(fā)光單元上，第一透明導電層設置于第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元之間。多個導電微結(jié)構(gòu)設置于第一透明導電層和第一發(fā)光單元之間。采用本發(fā)明，可以提升p型摻雜層與n型摻雜層之間的歐姆性接觸，進而提高半導體發(fā)光裝置的發(fā)光效率。
【專利說明】半導體發(fā)光裝置及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種半導體發(fā)光裝置及其制造方法，且特別是有關(guān)于一種具有多 個導電微結(jié)構(gòu)的堆棧半導體發(fā)光裝置及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，發(fā)光二極管裝置的應用越來越廣泛，并且隨著各式顯示器的快速研發(fā)與 進展，發(fā)光二極管已被應用于各式顯示器技術(shù)。此外，發(fā)光二極管可應用于新的顯示技術(shù)， 例如交通號志、液晶電視及手機背光源，因此相關(guān)的研究也越發(fā)蓬勃發(fā)展。
[0003]然而，發(fā)光二極管的磊晶結(jié)構(gòu)中膜層之間的電性傳導不佳時，會嚴重影響發(fā)光二 極管的發(fā)光效率，連帶使得顯示器的質(zhì)量降低。因此，發(fā)光二極管的改良結(jié)構(gòu)及其改良工藝 的需求仍存在。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種半導體發(fā)光裝置及其制造方法。通過設置多個導電微結(jié)構(gòu)在不同 發(fā)光單元中的P型摻雜層與n型摻雜層之間，以增進堆棧半導體發(fā)光裝置中電流分布的效 果。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提出一種半導體發(fā)光裝置。半導體發(fā)光裝置包括一第一發(fā) 光單兀、一第二發(fā)光單兀、一第一透明導電層、以及多個導電微結(jié)構(gòu)。第二發(fā)光單兀設置于 第一發(fā)光單元上，第一透明導電層設置于第一發(fā)光單元和第二發(fā)光單元之間。多個導電微 結(jié)構(gòu)設置于第一透明導電層和第一發(fā)光單兀之間。
[0006]其中，該第一發(fā)光單兀和該第二發(fā)光單兀分別包括:一第一型摻雜層；一第二型 摻雜層，其電性與該第一型摻雜層的電性相反；及一發(fā)光層，設置于該第一型摻雜層及該第 二型摻雜層之間；其中該些導電微結(jié)構(gòu)設置于該第一發(fā)光單元的該第二型摻雜層與該第一 透明導電層之間。
[0007]其中，該第一型摻雜層為p型摻雜層，該第二型摻雜層為n型摻雜層。
[0008]其中，該些導電微結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括鈦、鋁、鉻、鉬及金其中的一種金屬或兩種金屬 以上的組合。
[0009]其中，該些導電微結(jié)構(gòu)的直徑小于50微米。
[0010]其中，該些導電微結(jié)構(gòu)包括多個量子點。
[0011]其中，該些導電微結(jié)構(gòu)設置于該第一發(fā)光單元的一表面所占的面積比例系介于 0.5% 至 6%O
[0012]其中，該第一透明導電層的材質(zhì)包括銻錫氧化物、銦錫氧化物、氧化錫、氧化鋅摻 雜鋁、氧化鋅摻雜鎵及氧化鋅摻雜銦其中的一種或兩種以上的組合。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出一種半導體發(fā)光裝置的制造方法。制造方法包括形 成一第一發(fā)光單元于一基板上；形成多個導電微結(jié)構(gòu)于第一發(fā)光單元上；形成一第一透明 導電層于導電微結(jié)構(gòu)上；以及設置一第二發(fā)光單兀于第一透明導電層上。[0014]其中，形成該第一發(fā)光單元于該基板上的步驟包括:提供一暫時基板；形成該第 一發(fā)光單兀于該暫時基板上；形成一第二透明導電層于該第一發(fā)光單兀上；形成一第三透 明導電層于該基板上；耦合該第二透明導電層和該第三透明導電層；以及移除該暫時基 板。
[0015]其中，于形成該第一透明導電層的步驟后，更包括平坦化該第一透明導電層。
[0016]其中，設置該第二發(fā)光單元于該第一透明導電層上的步驟包括:提供一暫時基板； 形成該第二發(fā)光單元于該暫時基板上；形成一第四透明導電層于該第二發(fā)光單元上；耦合 該第一透明導電層和該第四透明導電層；以及移除該暫時基板。
[0017]其中，更包括粗化該第二發(fā)光單元的一裸露表面。
[0018]其中，更包括形成一電極于該第二發(fā)光單兀的一裸露表面。
[0019]其中，形成該第一透明導電層于該些導電微結(jié)構(gòu)上的步驟包括浸潰涂布法、旋轉(zhuǎn) 涂布法、噴霧法、化學氣相沉積法、真空蒸鍍法、以及濺鍍法的至少其中之一。
[0020]采用本發(fā)明，可以提升p型摻雜層與n型摻雜層之間的歐姆性接觸，進而提高半導 體發(fā)光裝置的發(fā)光效率。
[0021]為了對本發(fā)明的上述及其它方面有更佳的了解，下文特舉實施例，并配合所附圖 式，作詳細說明如下。圖式上的尺寸比例并非按照實際產(chǎn)品等比例繪制。實施例所提出的 細部結(jié)構(gòu)和工藝步驟僅為舉例說明之用，并非對本發(fā)明欲保護的范圍做限縮。該些步驟與 結(jié)構(gòu)僅為舉例說明之用，并非用以限縮本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員當可依據(jù)實際實施態(tài)樣的 需要對該些步驟與結(jié)構(gòu)加以修飾或變化。
[0022]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1A繪示依照本發(fā)明的一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。
[0024]圖1B繪示依照本發(fā)明的另一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。
[0025]圖2繪示依照本發(fā)明的再一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。
[0026]圖3繪示依照本發(fā)明的更一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。
[0027]圖4A繪示依照本發(fā)明的又一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。
[0028]圖4B繪示依照本發(fā)明的又一實施例的半導體發(fā)光裝置的俯視立體示意圖。
[0029]圖5A至圖5G繪示依照本發(fā)明的一實施例的一種半導體發(fā)光裝置的制造方法示意 圖。
[0030]圖6A至圖6D繪示依照本發(fā)明的另一實施例的一種半導體發(fā)光裝置的制造方法示 意圖。
[0031]其中，附圖標記:
[0032]100、100’、200、300、400:半導體發(fā)光裝置
[0033]100a:第一電極
[0034]100b:第二電極
[0035]110:第一發(fā)光單元
[0036]110a、125a、135a:表面
[0037]111、121、131、141、151:第一型摻雜層[0038]113、123、133、143、153:發(fā)光層
[0039]115、125、135、145、155:第二型摻雜層
[0040]120:第二發(fā)光單元
[0041]130:第三發(fā)光單元
[0042]140:第四發(fā)光單元
[0043]150:第五發(fā)光單元
[0044]160:基板
[0045]170、170a、170a’:第一透明導電層
[0046]170b:第四透明導電層
[0047]180:導電微結(jié)構(gòu)
[0048]190、290、370:透明導電層
[0049]270:第五透明導電層
[0050]270a:第六透明導電層
[0051]270b:第七透明導電層
[0052]290a:第二透明導電層
[0053]290b:第三透明導電層
[0054]400a:內(nèi)聯(lián)機
[0055]510,520,530:暫時基板
【具體實施方式】
[0056]在此揭露內(nèi)容的實施例中，提出一種半導體發(fā)光裝置及其制造方法。通過設置多 個導電微結(jié)構(gòu)，以堆棧至少兩發(fā)光單元而形成半導體發(fā)光裝置，可以增進電流分布的效果， 并提升不同發(fā)光單元中的P型摻雜層與n型摻雜層之間的歐姆性接觸，進而提高半導體發(fā) 光裝置的發(fā)光效率。然而，實施例所提出的細部結(jié)構(gòu)和工藝步驟僅為舉例說明之用，并非對 本發(fā)明欲保護的范圍做限縮。該些步驟僅為舉例說明之用，并非用以限縮本發(fā)明。本領(lǐng)域 技術(shù)人員當可依據(jù)實際實施態(tài)樣的需要對該些步驟加以修飾或變化。
[0057]請參照圖1A，其繪示依照本發(fā)明的一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。半導體 發(fā)光裝置100包括基板160、第一發(fā)光單兀110、第二發(fā)光單兀120、第一透明導電層170、以 及多個導電微結(jié)構(gòu)180。第一發(fā)光單兀110設置于基板160上,第二發(fā)光單兀120設置于第 一發(fā)光單兀110上,第一透明導電層170設置于第一發(fā)光單兀110和第二發(fā)光單兀120之 間，導電微結(jié)構(gòu)180設置于第一透明導電層170和第一發(fā)光單兀110之間。
[0058]實施例中，如圖1A所示，第一發(fā)光單元110例如包括第一型摻雜層111、發(fā)光層 113及第二型摻雜層115，第二型摻雜層115的電性與第一型摻雜層111的電性相反，發(fā)光 層113設置于第一型摻雜層111及第二型摻雜層115之間。第二發(fā)光單元120例如包括第 一型摻雜層121、發(fā)光層123及第二型摻雜層125，第二型摻雜層125的電性與第一型摻雜 層121的電性相反，發(fā)光層123設置于第一型摻雜層121及第二型摻雜層125之間。實施 例中，如圖1A所示，導電微結(jié)構(gòu)180設置于第一發(fā)光單元110的第二型摻雜層115與第一 透明導電層170之間。
[0059]實施例中，如圖1A所示，第二發(fā)光單元120的第二型摻雜層125具有一粗化的表面125a(例如是以濕式蝕刻粗化的表面)。表面粗化可以減少因平面造成的出射光的全反 射，提升膜層的發(fā)光效率。
[0060]實施例中，第一型摻雜層111/121以及第二型摻雜層115/125的材質(zhì)為三族氮 化物，例如氮化銦(InN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化銦鋁鎵 (InAlGaN)等，但不限定于上述。發(fā)光層113/123例如是單一量子井結(jié)構(gòu)或多重量子井結(jié) 構(gòu)。
[0061]一般來說，n型摻雜層和導電膜層或金屬膜層的歐姆性接觸效果較好，而p型摻雜 層和透明導電層的歐姆性接觸效果相對較差。實施例中，導電微結(jié)構(gòu)180設置在不同發(fā)光 單元中的P型摻雜層與n型摻雜層之間。
[0062]一實施例中，第一型摻雜層111/121例如是p型摻雜層，第二型摻雜層115/125例 如是n型摻雜層，半導體發(fā)光裝置100例如是n側(cè)向上氮化鎵發(fā)光二極管。例如，導電微結(jié) 構(gòu)180設置于第一發(fā)光單元110的第二型摻雜層(n型摻雜層)115上，且設置于第一透明 導電層170中，并位于第一發(fā)光單元110的第二型摻雜層(n型摻雜層)115與第二發(fā)光單 元120的第一型摻雜層(p型摻雜層)121之間。導電微結(jié)構(gòu)180例如為n型接觸(n-type contact)，因此電流透過第一透明導電層170較容易由第一發(fā)光單元110的第二型摻雜層 (P型摻雜層)115傳遞至導電微結(jié)構(gòu)(n型接觸)180上，而傳遞至第二發(fā)光單元120的第一 型摻雜層(n型摻雜層)121。導電微結(jié)構(gòu)180及第一透明導電層170的設置，可增進電流 分布(current spreading)的效果，以達到提升第一發(fā)光單元110的第二型摻雜層(p型摻 雜層)115與第二發(fā)光單元120的第一型摻雜層(n型摻雜層)121間的歐姆性接觸(ohmic contact)，進而提高半導體發(fā)光裝置100的發(fā)光效率。
[0063]實施例中，導電微結(jié)構(gòu)(n型接觸)180的材質(zhì)例如是鈦(Ti)、鋁(Al)、鉻(Cr)、鉬 (Pt)及金(Au)其中的一種金屬，或前述金屬中的任兩種以上的組合，例如是鉻/鉬/金 (Cr/Pt/Au)、鈦/鋁/鉬/金(Ti/Al/Pt/Au)、或鈦/鉬/金(Ti/Pt/Au)。然實際應用時， 導電微結(jié)構(gòu)180的材質(zhì)也視應用狀況作適當選擇，并不以前述材料為限。
[0064]另一實施例中，第一型摻雜層111/121例如是n型摻雜層，第二型摻雜層115/125 例如是P型摻雜層，半導體發(fā)光裝置100例如是p側(cè)向上氮化鎵發(fā)光二極管。導電微結(jié)構(gòu) 180例如為p型接觸(n-type contact),則其材料可以是由鎳、鉬、銀、氧化銦錫所構(gòu)成群組 的一或其組合，例如鎳/銀(Ni/Ag)、鎳/鉬/銀(Ni/Pt/Ag)或氧化銦錫/銀(IT0/Ag)。
[0065]實施例中，導電微結(jié)構(gòu)180的形狀可以例如是柱狀體、球體、多面體、或不規(guī)則形 狀的微粒，或者多個導電微結(jié)構(gòu)180中同時包括前述形狀中的任兩種以上。一實施例中，導 電微結(jié)構(gòu)180的直徑小于50微米(um)。一較佳實施例中，導電微結(jié)構(gòu)18的直徑小于20 微米(um)。一實施例中，導電微結(jié)構(gòu)180例如是多個量子點(quantum dot)。如此一來,不 但可以達到增進電流分布，以提升不同發(fā)光單元中第一型摻雜層和第二型摻雜層間的歐姆 性接觸的效果，同時因為量子點具有使光線繞射的特性，還能減少因為設置導電微結(jié)構(gòu)180 而造成的光被遮蔽的情況，而能維持相對良好的出光量。
[0066]導電微結(jié)構(gòu)180設置于第一發(fā)光單兀110的表面IlOa上所占的總面積越大,雖然 可以達到更佳的增進電流分布的效果，但也容易造成光被導電微結(jié)構(gòu)180遮蔽，降低整體 的出光量。一實施例中，導電微結(jié)構(gòu)180設置于第一發(fā)光單兀110的表面IlOa上所占的總 面積相對于第一發(fā)光單元110的表面IlOa的面積的比例介于0.5%至6%。一較佳實施例中，上述面積的比例例如是1.5%至5%。如此一來，不但可以達到增進電流分布的效果，導電 微結(jié)構(gòu)180造成的光被遮蔽的面積相對較小，可以使導電微結(jié)構(gòu)180對于光線的干擾降到 最小，而能維持相對良好的出光量。
[0067]實施例中，第一透明導電層170的材質(zhì)例如是鋪錫氧化物(antimony tin oxide, AT0)、銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化錫(tin oxide, SnO2)、氧化鋅摻雜招 (aluminum doped zinc oxide, AZ0)、氧化鋒慘雜嫁(gallium doped zinc oxide, GZ0)或 氧化鋅摻雜銦(indium doped zinc oxide, IZ0)其中的一種或兩種以上的組合。
[0068]一實施例中，基板160可以是絕緣基板，例如是陶瓷基板、玻璃基板、或其它絕緣 材質(zhì)的基板。另一實施例中，基板160可以是導電基板，例如是硅基板或其它導電材質(zhì)的基 板。更一實施例中，基板160也可以是電路板。
[0069]如圖1A所示，實施例中，半導體發(fā)光裝置100更可包括透明導電層190，透明導電 層190設置在基板160和第一發(fā)光單元110之間。實施例中，透明導電層190設置在基板 160和第一發(fā)光單元110的第一型摻雜層111之間，且透明導電層190的一部份曝露于第一 發(fā)光單元110的外。
[0070]如圖1A所示，實施例中，基板160為絕緣基板，半導體發(fā)光裝置100更可包括第一 電極IOOa和第二電極100b。第一電極IOOa和第二電極IOOb可以分別地設置在第二發(fā)光單 兀120的第二型摻雜層125上和透明導電層190曝露于第一發(fā)光單兀110外的部分上。因 此，第一電極IOOa電性稱合第二型摻雜層125,第二電極IOOb電性稱合第一型摻雜層11。 一實施例中，第一型摻雜層111例如是P型摻雜層，透明導電層190可提供電流分布，以提 升第二電極IOOb與第一發(fā)光單元110的第一型摻雜層111間的歐姆性接觸。在另一實施 例中，可去除部分的第二發(fā)光單元120、第一透明導電層170及第一發(fā)光單元110的第一型 摻雜層115及發(fā)光層113,以曝露部分的第二型摻雜層111，而將第二電極IOOb直接設置于 曝露的第二型摻雜層111上。
[0071]第一電極IOOa和第二電極IOOb的材質(zhì)與類型視其接觸的摻雜類型是p型摻雜層 或n型摻雜層而決定。一實施例中，第一電極IOOa例如是n型接觸，則第一電極IOOa的材 質(zhì)例如同導電微結(jié)構(gòu)(n型接觸)180的材質(zhì)；第二電極IOOb例如是p型接觸，則第二電極 IOOb的材質(zhì)例如同導電微結(jié)構(gòu)(n型接觸)180的材質(zhì)。然實際應用時，第一電極IOOa和第 二電極IOOb的材質(zhì)與類型也視應用狀況作適當選擇，并不以前述材料為限。
[0072]請參照圖1B，其繪示依照本發(fā)明的另一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。本實 施例中與前述實施例相同的組件系沿用同樣的組件標號，且相同組件的相關(guān)說明請參考前 述，在此不再贅述。
[0073]實施例中，如圖1B所示，半導體發(fā)光裝置100’包括基板160、第一發(fā)光單元110、 多個導電微結(jié)構(gòu)180、第一透明導電層170、第二發(fā)光單兀120、以及第一電極100a。第一電 極IOOa設置在第二發(fā)光單元120的第二型摻雜層125上，第一電極IOOa作為第二型摻雜 層125的接觸點。
[0074]圖1B所示的實施例與圖1A所示的實施例的不同的處在于:基板160為導電基板， 例如是硅基板或其它導電材質(zhì)的基板，導電基板160可以直接與半導體發(fā)光裝置100’中的 第一型摻雜層111作電性耦合，換句話說，導電基板160可以作為半導體發(fā)光裝置100’中 的另一個電極。如此一來，半導體發(fā)光裝置100’中的導電基板160可以同時作為基板以及第二電極，相較于如圖1A所示的實施例的半導體發(fā)光裝置100，在半導體發(fā)光裝置100’的 工藝中，可以減少至少例如是蝕刻膜層的工藝、以及形成第二電極的工藝。因此，可以達到 簡化工藝的功效。
[0075]如圖1B所示，實施例中，半導體發(fā)光裝置100’更可包括透明導電層290，透明導 電層290設置在基板160和第一發(fā)光單元110之間。實施例中，透明導電層290設置在基 板160和第一發(fā)光單元110的第一型摻雜層111之間。一實施例中，第一型摻雜層111例 如是P型摻雜層，基板160為導電基板，透明導電層290可提供電流分布，以提升導電基板 160與第一發(fā)光單元110的第一型摻雜層111間的歐姆性接觸。
[0076]請參照圖2。圖2繪示依照本發(fā)明的再一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。本 實施例中與前述實施例相同的組件系沿用同樣的組件標號，且相同組件的相關(guān)說明請參考 前述，在此不再贅述。
[0077]如圖2所示，半導體發(fā)光裝置200包括基板160、第一發(fā)光單元110、第二發(fā)光單 兀120、第三發(fā)光單兀130、第一透明導電層170、第五透明導電層270、以及多個導電微結(jié)構(gòu) 180。第一發(fā)光單兀110設置于基板160上,第二發(fā)光單兀120設置于第一發(fā)光單兀110上， 第一透明導電層170設置于第一發(fā)光單兀110和第二發(fā)光單兀120之間。第三發(fā)光單兀130 設置于第二發(fā)光單元120上，第五透明導電層270設置于第二發(fā)光單元120和第三發(fā)光單 兀130之間。導電微結(jié)構(gòu)180設置于第一透明導電層170和第一發(fā)光單兀110之間、以及 第五透明導電層270和第二發(fā)光單元120之間。實施例中，如圖2所示，第三發(fā)光單元130 例如包括第一型摻雜層131、發(fā)光層133及第二型摻雜層135，發(fā)光層133設置于第一型摻 雜層131上,第二型摻雜層135設置于發(fā)光層133上。
[0078]實施例中，如圖2所示，第五透明導電層270和第二發(fā)光單元120之間的導電微結(jié) 構(gòu)180設置于第二發(fā)光單元120的第二型摻雜層125上，第五透明導電層270設置于導電 微結(jié)構(gòu)180上。
[0079]實施例中，如圖2所示，第三發(fā)光單元130的第二型摻雜層135具有一粗化的表面 135a(例如是以濕式蝕刻粗化的表面)。表面粗化可以減少因平面造成的出射光的全反射， 提升膜層的發(fā)光效率。
[0080]如圖2所示，實施例中，半導體發(fā)光裝置200更可包括第一電極100a，第一電極 IOOa電性耦合第二型摻雜層135。實施例中，基板160為導電基板，半導體發(fā)光裝置200中 的導電基板160可以同時作為基板以及第二電極，如此一來，在半導體發(fā)光裝置200的工藝 中，可以減少至少例如是蝕刻膜層的工藝、以及形成第二電極的工藝。因此，可以達到簡化 工藝的功效。
[0081]如圖2所示，實施例中，半導體發(fā)光裝置200更可包括透明導電層290，透明導電 層290設置在基板160和第一發(fā)光單元110之間。透明導電層290可提供電流分布，以提 升導電基板160與第一發(fā)光單元110的第一型摻雜層111間的歐姆性接觸。
[0082]請參照圖3。圖3繪示依照本發(fā)明的更一實施例的半導體發(fā)光裝置的示意圖。本 實施例中與前述實施例相同的組件系沿用同樣的組件標號，且相同組件的相關(guān)說明請參考 前述，在此不再贅述。
[0083]半導體發(fā)光裝置300至少包括基板160、第一發(fā)光單元110、第二發(fā)光單元120、 第四發(fā)光單兀140、第五發(fā)光單兀150、第一透明導電層170、透明導電層370、兩第一電極100a、以及多個導電微結(jié)構(gòu)180。第一發(fā)光單兀110設置于基板160上,第二發(fā)光單兀120 設置于第一發(fā)光單元110上，第一透明導電層170設置于第一發(fā)光單元110和第二發(fā)光單 元120之間。第四發(fā)光單元140設置于基板160上，第五發(fā)光單元150設置于第四發(fā)光單 兀140上,透明導電層370設置于第四發(fā)光單兀140和第五發(fā)光單兀150之間。兩個第一 電極IOOa分別設置在第二發(fā)光單元120上及第五發(fā)光單元150上。導電微結(jié)構(gòu)180設置 于第一透明導電層170和第一發(fā)光單元110之間、以及透明導電層370和第四發(fā)光單元140 之間。堆棧的第一發(fā)光單元110和第二發(fā)光單元120與堆棧的第四發(fā)光單元140和第五發(fā) 光單元150鄰近設置。
[0084]實施例中，如圖3所不,第四發(fā)光單兀140例如包括第一型摻雜層141、發(fā)光層143 及第二型摻雜層145，發(fā)光層143設置于第一型摻雜層141上，第二型摻雜層145設置于發(fā) 光層143上。第五發(fā)光單兀150例如包括第一型摻雜層151、發(fā)光層153及第二型摻雜層 155,發(fā)光層153設置于第一型摻雜層151上,第二型摻雜層155設置于發(fā)光層153上
[0085]實施例中，基板160為導電基板,導電基板160分別通過與第一型摻雜層111和第 一型摻雜層141作歐姆接觸，而將第一發(fā)光單元110與第四發(fā)光單元140作電性耦合。換 句話說，第一發(fā)光單元110與第四發(fā)光單元140為并聯(lián)，且第一發(fā)光單元110與第二發(fā)光單 元120為串聯(lián)，以及第四發(fā)光單元140與第五發(fā)光單元150也為串聯(lián)。
[0086]請參照第4A?4B圖。圖4A繪示依照本發(fā)明的又一實施例的半導體發(fā)光裝置的示 意圖，圖4B繪示依照本發(fā)明的又一實施例的半導體發(fā)光裝置的俯視立體示意圖。本實施例 中與前述實施例相同的組件系沿用同樣的組件標號，且相同組件的相關(guān)說明請參考前述， 在此不再贅述。
[0087]如圖4A所示，半導體發(fā)光裝置400至少包括基板160、第一發(fā)光單元110、第二發(fā) 光單兀120、第四發(fā)光單兀140、第五發(fā)光單兀150、第一透明導電層170、透明導電層370、多 個第一電極100a、多個第二電極100b、多個導電微結(jié)構(gòu)180、以及多個內(nèi)聯(lián)機400a。堆棧的 第一發(fā)光單元110和第二發(fā)光單元120與堆棧的第四發(fā)光單元140和第五發(fā)光單元150鄰 近設置。
[0088]實施例中，基板160為絕緣基板，第一電極IOOa電性耦合第二型摻雜層155，第二 電極IOOb電性I禹合第一型摻雜層111，第一發(fā)光單兀110與第五發(fā)光單兀150以內(nèi)聯(lián)機 400a電性耦合。換句話說，第一發(fā)光單元110與第五發(fā)光單元140經(jīng)由內(nèi)聯(lián)機400a以串聯(lián) 方式作電性耦合，且第五發(fā)光單元140與第四發(fā)光單元140為串聯(lián)。
[0089]如圖4B所示，半導體發(fā)光裝置400中，基板160上可以設置多組垂直堆棧的發(fā)光 單元，彼此之間以內(nèi)聯(lián)機400a電性相連。
[0090]以下提出實施例的一種半導體發(fā)光裝置的制造方法，然該些步驟僅為舉例說明之 用，并非用以限縮本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員當可依據(jù)實際實施態(tài)樣的需要對該些步驟加以 修飾或變化。請參照圖5A至圖5G及圖6A至圖6D。圖5A至圖5G繪示依照本發(fā)明的一實 施例的一種半導體發(fā)光裝置的制造方法示意圖，圖6A至圖6D繪示依照本發(fā)明的另一實施 例的一種半導體發(fā)光裝置的制造方法示意圖。
[0091]以下說明圖1B的半導體結(jié)構(gòu)100的制造過程。
[0092]請參照圖5A?圖5B，形成第一發(fā)光單元110于基板160上。
[0093]實施例中，形成第一發(fā)光單元110于基板160上例如包括以下步驟:如圖5A所示，提供暫時基板510,形成第一發(fā)光單兀110于暫時基板510上,形成第二透明導電層290a于 第一發(fā)光單元110上，以及形成第三透明導電層290b于基板160上。接著，如圖5B所示， 耦合第二透明導電層290a和第三透明導電層290b以形成透明導電層290，以及移除暫時基 板 510。
[0094]實施例中，第一發(fā)光單元110可以通過一般現(xiàn)有的磊晶技術(shù)形成于暫時基板 510上，例如是有機金屬化學汽相沉積法(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)，暫時基板510可以例如以激光剝離技術(shù)移除。實施例中，第二透明導電層290a 和第三透明導電層290b的材質(zhì)為相同，在適當?shù)鸟詈蠗l件下，例如加熱，第二透明導電層 290a和第三透明導電層290b直接接觸融合成一體而形成透明導電層290。由于加熱溫度 大于800° C時可能會破壞發(fā)光單元的結(jié)構(gòu)，于一較佳實施例中，加熱溫度應小于或等于 800° C。實施例中，耦合條件也可以是施加一個適當?shù)膲毫τ诘诙该鲗щ妼?90a和第三 透明導電層290b。因此，無須額外的黏著層，可以設置第一發(fā)光單元110于基板160上，且 透明導電層290具有增進電流分布，可進而提高半導體發(fā)光裝置100的發(fā)光效率的效果。
[0095]實施例中，第二透明導電層290a和第三透明導電層290b的材質(zhì)例如是銻錫氧化 物(antimony tin oxide, AT0)、銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化錫(tin oxide, SnO2)、氧化鋒慘雜招(aluminum doped zinc oxide, AZ0)、氧化鋒慘雜嫁(gallium doped zinc oxide,GZ0)或氧化鋒慘雜銦(indium doped zinc oxide, IZ0)其中的一種或兩種以 上的組合。
[0096]請參照圖5C，形成多個導電微結(jié)構(gòu)180于第一發(fā)光單元110上。接著，請參照圖 5D?圖5F，形成第一透明導電層170于導電微結(jié)構(gòu)180上，以及設置第二發(fā)光單元120于第 一透明導電層170上。
[0097]實施例中，如圖5C所不,在形成導電微結(jié)構(gòu)180于第一發(fā)光單兀110上后,形成第 一透明導電層170a于導電微結(jié)構(gòu)180上。接著，由于導電微結(jié)構(gòu)180的存在,使得第一透 明導電層170a的表面可能不平整，因此，如圖所示，可選擇性地平坦化第一透明導電層 170a而形成具有平坦表面的第一透明導電層170a’。
[0098]接著，設置第二發(fā)光單元120于第一透明導電層170上例如包括以下步驟:如圖 5E所示，提供暫時基板520，形成第二發(fā)光單元120于暫時基板520上，以及形成第四透明 導電層170b于第二發(fā)光單元120上。接著，如圖5F所示，耦合未平坦化的第一透明導電層 170a(或平坦化的第一透明導電層170a’)和第四透明導電層170b以形成第一透明導電層 170，以及移除暫時基板520。
[0099]實施例中，第二發(fā)光單元120可以通過一般現(xiàn)有的磊晶技術(shù)形成于暫時基板 520上，例如是有機金屬化學汽相沉積法(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)，暫時基板520可以例如以激光剝離技術(shù)移除。實施例中，未平坦化的第一透明導電 層170a和第四透明導電層170b的材質(zhì)為相同，在適當?shù)鸟詈蠗l件下，例如加熱，使得未平 坦化的第一透明導電層170a(或平坦化的第一透明導電層170a’)和第四透明導電層170b 直接接觸融合成一體而形成第一透明導電層170。實施例中，耦合條件也可以是施加一個適 當?shù)膲毫τ谖雌教够牡谝煌该鲗щ妼?70a(或平坦化的第一透明導電層170a’ )和第四 透明導電層170b。因此，無須額外的黏著層，可以設置第二發(fā)光單元120于第一發(fā)光單元 110上，且第一透明導電層170具有增進電流分布的效果。[0100]實施例中，透明導電層170a和170b的材質(zhì)例如是鋪錫氧化物(antimony tin oxide, AT0)、銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、氧化錫(tin oxide, SnO2)、氧化鋅摻 雜招(aluminum doped zinc oxide, AZ0)、氧化鋒慘雜嫁(gallium doped zinc oxide, GZ0)或氧化鋅摻雜銦(indium doped zinc oxide, IZ0)其中的一種或兩種以上的組合。 實施例中，形成上述透明導電層170、170a、170b的方法包括浸潰涂布法(dip coating)、旋 轉(zhuǎn)涂布法(spin coating)、噴霧法(spray coating)、化學氣相沉積法(chemical vapor deposition,CVD)、真空蒸鍍法(Evaporation)、以及派鍍法(Sputtering)的至少其中的一 工藝。
[0101]接著，請參照圖5G，形成第一電極IOOa于第二發(fā)光單元120的裸露表面125a上， 以及可選擇性地粗化第二發(fā)光單元120的第二型摻雜層125的裸露表面125a。實施例中， 第二型摻雜層125的表面125a例如是以濕式蝕刻粗化。實施例中，可以利用一微影工藝來 定義第一電極IOOa的尺寸和形狀。至此，形成如圖1B所示的半導體結(jié)構(gòu)100。
[0102]以下系說明圖2的半導體結(jié)構(gòu)200的制造過程。
[0103]請同時參照第5A?5F圖與第6A?6D圖。如圖6A所示，以如第5A?5F圖所示的工藝， 在基板160上形成堆棧的第一發(fā)光單兀110和第二發(fā)光單兀120,其中第一透明導電層170 設置于第一發(fā)光單兀110和第二發(fā)光單兀120之間，多個導電微結(jié)構(gòu)180設置于第一透明 導電層170和第一發(fā)光單兀110之間。
[0104]請參照圖6B，形成導電微結(jié)構(gòu)180于第二發(fā)光單元120上，以及形成第五透明導電 層270于位于第二發(fā)光單元120上的導電微結(jié)構(gòu)180上。請參照圖6C，設置第三發(fā)光單元 130于第五透明導電層270上。
[0105]實施例中，形成第五透明導電層270于位于第二發(fā)光單兀120上的導電微結(jié)構(gòu)180 上以及設置第三發(fā)光單元130于第五透明導電層270上例如包括以下步驟:如圖6B所示， 在形成導電微結(jié)構(gòu)180于第二發(fā)光單兀120上后,形成第六透明導電層270a于導電微結(jié)構(gòu) 180上。接著，由于導電微結(jié)構(gòu)180的存在，使得第六透明導電層270a的表面可能不平整， 因此，可選擇性地平坦化第六透明導電層270a。接著，提供暫時基板530，形成第三發(fā)光單 元130于暫時基板530上，以及形成第七透明導電層270b于第三發(fā)光單元130。接著，如圖 6C所示，耦合第六透明導電層270a和第七透明導電層270b以形成第五透明導電層270，以 及移除暫時基板530。
[0106]實施例中，第三發(fā)光單元130可以通過一般現(xiàn)有的磊晶技術(shù)形成于暫時基板 530上，例如是有機金屬化學汽相沉積法(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)，暫時基板530可以例如以激光剝離技術(shù)移除。實施例中，第六透明導電層270a和第 七透明導電層270b的材質(zhì)為相同，在適當?shù)鸟詈蠗l件下，例如加熱，使得第六透明導電層 270a和第七透明導電層270b直接接觸融合成一體而形成第五透明導電層270。實施例中， 耦合條件也可以是施加一個適當?shù)膲毫τ诘诹该鲗щ妼?70a和第七透明導電層270b。 因此，無須額外的黏著層，可以設置第三發(fā)光單元130于第二發(fā)光單元120上，第五透明導 電層270尚具有增進電流分布，進而提高半導體發(fā)光裝置200的發(fā)光效率的效果。
[0107]實施例中，暫時基板510/520/530的材質(zhì)可以為砷化鎵(GaAs)、鍺(Ge)表面形 成鍺化硅(SiGe)、硅(Si)表面形成碳化硅(SiC)、鋁(Al)表面形成氧化鋁(A1203)、氮化鎵 (GaN)、氮化銦(InN)、氧化鋅(ZnO)、氮化招(A1N)、藍寶石(sapphire)、玻璃、石英或其組合，但不限定于上述。
[0108]實施例中，透明導電層270a和270b的材質(zhì)例如是和透明導電層170a和170b的 材質(zhì)相同。形成第五透明導電層270于第二發(fā)光單元120上的導電微結(jié)構(gòu)180上的步驟例 如與形成第一透明導電層170于第一發(fā)光單元110上的導電微結(jié)構(gòu)180上的步驟相同。
[0109]接著，請參照圖6D，形成第一電極IOOa于第三發(fā)光單元130上，以及可選擇性地粗 化第三發(fā)光單元130的第二型摻雜層135的表面135a。實施例中，第二型摻雜層135的表 面135a例如是以濕式蝕刻粗化。實施例中，可以利用一微影工藝來定義第一電極IOOa的 尺寸和形狀。至此，形成如圖2所示的半導體結(jié)構(gòu)200。
[0110]當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形 都應屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種半導體發(fā)光裝置，其特征在于，包括:一第一發(fā)光單兀；一第二發(fā)光單兀；一第一透明導電層，設置于該第一發(fā)光單兀和該第二發(fā)光單兀之間；及多個導電微結(jié)構(gòu)，設置于該第一透明導電層和該第一發(fā)光單兀之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該第一發(fā)光單元和該第二發(fā)光單元分別包括:一第一型摻雜層；一第二型摻雜層，其電性與該第一型摻雜層的電性相反；及一發(fā)光層，設置于該第一型摻雜層及該第二型摻雜層之間；其中該些導電微結(jié)構(gòu)設置于該第一發(fā)光單元的該第二型摻雜層與該第一透明導電層之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該第一型摻雜層為p型摻雜層，該第二型摻雜層為n型摻雜層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該些導電微結(jié)構(gòu)的材質(zhì)包括鈦、鋁、鉻、鉬及金其中的一種金屬或兩種金屬以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該些導電微結(jié)構(gòu)的直徑小于 50微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該些導電微結(jié)構(gòu)包括多個量子點。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該些導電微結(jié)構(gòu)設置于該第一發(fā)光單元的一表面所占的面積比例系介于0.5%至6%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導體發(fā)光裝置，其特征在于，該第一透明導電層的材質(zhì)包括銻錫氧化物、銦錫氧化物、氧化錫、氧化鋅摻雜鋁、氧化鋅摻雜鎵及氧化鋅摻雜銦其中的一種或兩種以上的組合。
9.一種半導體發(fā)光裝置的制造方法，其特征在于，包括:形成一第一發(fā)光單元于一基板上；形成多個導電微結(jié)構(gòu)于該第一發(fā)光單兀上；形成一第一透明導電層于該些導電微結(jié)構(gòu)上；以及設置一第二發(fā)光單兀于該第一透明導電層上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成該第一發(fā)光單元于該基板上的步驟包括:提供一暫時基板；形成該第一發(fā)光單元于該暫時基板上；形成一第二透明導電層于該第一發(fā)光單兀上；形成一第三透明導電層于該基板上；耦合該第二透明導電層和該第三透明導電層；以及移除該暫時基板。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，于形成該第一透明導電層的步驟后，更包括平坦化該第一透明導電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，設置該第二發(fā)光單元于該第一透明導電層上的步驟包括:提供一暫時基板；形成該第二發(fā)光單元于該暫時基板上；形成一第四透明導電層于該第二發(fā)光單元上；耦合該第一透明導電層和該第四透明導電層；以及移除該暫時基板。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，更包括粗化該第二發(fā)光單元的一裸露表面。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，更包括形成一電極于該第二發(fā)光單兀的一裸露表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，形成該第一透明導電層于該些導電微結(jié)構(gòu)上的步驟包括浸潰涂布法、旋轉(zhuǎn)涂布法、噴霧法、化學氣相沉積法、真空蒸 鍍法、以及濺鍍法的至少其中之一。
【文檔編號】H01L33/38GK103579437SQ201210253517
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月20日
【發(fā)明者】張源孝 申請人:華夏光股份有限公司