CN111969086A - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种发光二极管及其制造方法，其中该发光二极管包含：一半导体叠层，依序叠有一第一半导体层、一发光层、以及一第二半导体层；一透明导电层，形成于半导体叠层上，电连接第二半导体层；一绝缘层，形成于透明导电层上，包含一第一开口；以及一电极层，形成于绝缘层上，包含一第一焊垫区以及一第一延伸区；其中，第一延伸区通过第一开口接触透明导电层，且第一延伸区完全包围第一开口。

Description

发光二极管及其制造方法

技术领域

本发明涉及发光二极管，尤其是涉及具有提升亮度及/或增进电流分布的发光二极管，以及其相关的制造方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)具有耗能低、低发热、操作寿命长、防震、体积小、以及反应速度快等良好特性，因此适用于各种照明及显示用途。

传统的LED，采用化合物半导体材料，利用P型半导体层中的空穴跟N型半导体层中的电子，两者复合(recombination)后所产生的光子(photon)来产生光线。其中一种现有LED制作流程上使用五道光掩模，分别用来定义半导体叠层的高台(mesa)、电流阻挡层(current blocking layer)、透明导电层、电极、以及绝缘保护层。光掩模使用的越少，可以降低成本，提高良率。

发明内容

本发明实施例提供一种发光二极管，包含一半导体叠层，依序叠有一第一半导体层、一发光层、以及一第二半导体层；一透明导电层，形成于半导体叠层上，电连接第二半导体层；一绝缘层，形成于透明导电层上，包含一第一开口；以及一电极层，形成于绝缘层上，包含一第一焊垫区以及一第一延伸区；其中，第一延伸区通过第一开口接触透明导电层，且第一延伸区完全包围第一开口。

本发明实施例提供另一种发光二极管，包含一半导体叠层，依序叠有一第一半导体层、一发光层、以及一第二半导体层；一穿阱，位于半导体叠层中，包含一侧壁以及一底部，其中穿阱曝露第二半导体层、发光层以及第一半导体层的一部分；一透明导电层，形成于半导体叠层上，电连接至第二半导体层；一绝缘层，形成于透明导电层上，包含一第一开口；以及一电极层，形成于绝缘层上，包含一第一焊垫区以及一第一延伸区；其中，第一延伸区通过第一开口接触透明导电层，且第一延伸区与穿阱重叠，第一延伸区不通过穿阱与第一半导体层电性接触。

本发明实施例提供另一种发光二极管，包含一半导体叠层，依序叠有一第一半导体层、一发光层、以及一第二半导体层；一透明导电层，形成于半导体叠层上，电连接第二半导体层；一绝缘层，形成于透明导电层上，包含一第一开口以及多个相互分离的阻挡岛位于第一开口中；以及一电极层，形成于绝缘层上，包含一第一焊垫区以及一第一延伸区；其中，第一延伸区至少部分与阻挡岛重叠，且第一延伸区通过第一开口接触透明导电层。

附图说明

图1A至图1D为本申请案第一实施例制作发光二极管100的光掩模图案的示意图；

图2为本申请案第一实施例的发光二极管100的一上视图；

图3为发光二极管100的一剖视图；

图4A至图4D为本发明第二实施例制作发光二极管200的光掩模图案的示意图；

图5为本申请案第二实施例的发光二极管200的一上视图；

图6为发光二极管200的一剖视图；

图7为本申请案第三实施例发光二极管200a的一上视图；

图8为发光二极管200a的一剖视图；

图9A至图9D为本申请案第四实施例制作发光二极管300的光掩模图案的示意图；

图10为本申请案第四实施例的发光二极管300的一上视图；

图11为发光二极管300的一剖视图；

图12A至图12C为本申请案第五实施例制作发光二极管400的光掩模图案的示意图；

图13为本申请案第五实施例的发光二极管400的一上视图；

图14A与图14B为发光二极管400的二剖视图；

图15A至图15C为本申请案第六实施例制作发光二极管500的光掩模图案的示意图；

图16为本申请案第六实施例的发光二极管500的一上视图；

图17为发光二极管500的一剖视图。

符号说明

100、200、200a、300、400、500 发光二极管

102、104、106、108、202、204、206、208、302、304、306、308、405、406、408、505、506、508 光掩模图案

102b、104b、106b、108b、202b、204b、206b、208b、302b、304b、306b、308b、405b、406b、408b、505b、506b、508b 空白区

102e、202e、405e、505e 高台边缘

102p、104p、106p、108p、202p、204p、206p、208p、302p、304p、306p、308p、405p、406p、408p、505p、506p、508p 保留区

102h、202h、202k、302h、405h、505h、505k 穿阱

104e、204e 透明导电层边缘

106e、206e、306e、406e 绝缘层边缘

108e、208e、308e、408e 电极层边缘

110、210、310、410、510半导体叠层

112、212、312、412、512第一半导体层

114、214、314、414、514发光层

116、216、316、416、516第二半导体层

118、218、318、418、518透明导电层

120、220、320、420、520绝缘层

118a、118b、218a、218b、318a、318b 透明导电层开口

120h、120g、120j、220g、220j、320h、420g、420h、420j、520h、520j绝缘层开口

120r、220h、320r、420r、520r 绝缘层环状开口

122、222、322、422、522电极层

124、224、324、424、524高台区

125、225、325、425、525暴露区

220d、320d 阻挡岛

262、462、562 底部

264、464、564 侧壁

EXTp、EXTn 延伸区

PDp、PDn 焊垫区

具体实施方式

下文中，将参照图示详细地描述本发明的示例性实施例，已使得本发明领域技术人员能够充分地理解本发明的精神。本发明并不限于以下的实施例，而是可以以其他形式实施。在本说明书中，有一些相同的符号，其表示具有相同或是类似的结构、功能、原理的元件，且为业界具有一般知识能力者可以依据本说明书的教导而推知。为说明书的简洁度考虑，相同的符号的元件将不再重述。

实施例一

图1A至图1D显示依据本申请案实施例制作发光二极管100所实施的光掩模图案，分别标示为光掩模图案102、光掩模图案104、光掩模图案106、以及光掩模图案108。图2显示依据上述光掩模图案所制作的发光二极管100的一上视图。图3显示发光二极管100沿图2中III-III线段的一剖视图。

如同图3所示，发光二极管100包含有半导体叠层110形成于一基板(图未示)上、透明导电层118、绝缘层120以及电极层122。

依据本申请案实施例一中发光二极管100的制造方法，首先，在基板上形成半导体叠层110。基板可以是一成长基板，包括用于生长磷化镓铟(AlGaInP)的砷化镓(GaAs)基板、及磷化镓(GaP)基板，或用于生长氮化铟镓(InGaN)或氮化铝镓(AlGaN)的蓝宝石(Al₂O₃)基板，氮化镓(GaN)基板，碳化硅(SiC)基板、及氮化铝(AlN)基板。基板可以是一图案化基板，即，基板在其上表面上具有图案化结构。从半导体叠层110发射的光可以被图案化结构所折射，从而提高发光二极管的亮度。此外，图案化结构减缓或抑制了基板与半导体叠层110之间因晶格不匹配而导致的错位，从而改善半导体叠层110的外延品质。

在本申请案的一实施例中，可以通过有机金属化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延法(MBE)、氢化物气相外延(HVPE)或离子镀，例如溅镀或蒸镀等方式，在基板上形成半导体叠层110。

半导体叠层110包括依序形成在基板上的一缓冲结构(图未示)、一第一半导体层112、一发光层114和一第二半导体层116。缓冲结构可减小上述的晶格不匹配并抑制错位，从而改善外延品质。缓冲层的材料包括GaN、AlGaN或AlN。在一实施例中，缓冲结构包括多个子层(图未示)。子层包括相同材料或不同材料。在一实施例中，缓冲结构包括两个子层，其中第一子层的生长方式为溅镀，第二子层的生长方式为MOCVD。在一实施例中，缓冲层另包含第三子层。其中第三子层的生长方式为MOCVD，第二子层的生长温度高于或低于第三子层的生长温度。在一实施例中，第一、第二及第三子层包括相同的材料，例如AlN。在本申请案的一实施例中，第一半导体层112和第二半导体层116，例如为包覆层(cladding layer)或局限层(confinement layer)，具有不同的导电型态、电性、极性或用于提供电子或空穴的掺杂元素。例如，第一半导体层112是n型半导体，以及第二半导体层116是p型半导体。发光层114形成于第一半导体层112与第二半导体层116之间。电子与空穴在电流驱动下在发光层114中结合，将电能转换成光能以发光。可通过改变半导体叠层110中一个或多个层别的物理特性和化学组成，来调整发光二极管100或半导体叠层110所发出的光的波长。

半导体叠层110的材料包括Al_xIn_yGa_(1-x-y)N或Al_xIn_yGa_(1-x-y)P的III-V族半导体材料，其中0≤x，y≤1；x+y≤1。根据发光层的材料，当半导体叠层110的材料是AlInGaP系列时，可以发出波长介于610nm和650nm之间的红光或波长介于550nm和570nm之间的黄光。当半导体叠层110的材料是InGaN系列时，可以发出波长介于400nm和490nm之间的蓝光或深蓝光或波长介于490nm和550nm之间的绿光。当半导体叠层110的材料是AlGaN系列时，可以发出波长介于400nm和250nm之间的UV光。发光层114可以是单异质结构(singleheterostructure；SH)、双异质结构(double heterostructure；DH)、双面双异质结构(double-side double heterostructure；DDH)、多重量子阱(multi-quantum well；MQW)。发光层114的材料可以是i型、p型或n型半导体。

接着，以图1A的光掩模图案102，图案化半导体叠层110。在图1A中，空白区102b对应的是半导体叠层110中，要去除第二半导体层116、发光层114与部分的第一半导体层112的蚀刻区域；保留区102p对应的是半导体叠层110不被蚀刻去除的保留区域。在蚀刻区域，例如以干式蚀刻由第二半导体层116的上表面往下蚀刻，直到暴露出第一半导体层112的一上表面。因此，依图1A至图1D的光掩模图案所完成的发光二极管100中，如图3所示，光掩模图案102的保留区102p对应产生了高台区124，半导体叠层110中的蚀刻区域对应产生了暴露区125，暴露区125曝露了部分第二半导体层116的侧壁、部分发光层114的侧壁、部分第一半导体层112的侧壁以及部分第一半导体层112的上表面。图2也显示了光掩模图案102所对应产生的高台边缘102e，其中高台边缘102e以外的区域为暴露区125，且暴露区125还包含穿阱102h。

接着，形成透明导电层118于半导体叠层110上，如同图2与图3所示。举例而言，可以先在半导体叠层110上沉积形成透明导电层118，与第二半导体层116电性接触，用以横向分散电流。透明导电层118可以是金属或是透明导电材料，其中金属可选自具有透光性的薄电极层，透明导电材料对于发光层114所发出的光线为透明，包含铟锡氧化物(ITO)、氧化铝锌(AZO)、氧化镓锌(GZO)、或铟锌氧化物(IZO)等材料。接着以一光刻制作工艺以及一蚀刻制作工艺，采用图1B中的光掩模图案104，图案化透明导电层118。光掩模图案104中，保留区104p所对应的透明导电层118被保留，而空白区104b所对应的透明导电层118被去除，得到如图2以及图3所示的结果。图2显示了留下来的透明导电层边缘104e，透明导电层118位于高台区124上，且不覆盖暴露区125。在一实施例中，透明导电层118具有开口，暴露其下方的第二半导体层116。在一实施例中，如图1B及图2所示，透明导电层118具有一开口118a。在一实施例中，如图1B及图2所示，透明导电层118具有开口118b暴露出穿阱102h、穿阱102h周围及两相邻穿阱102h之间的第二半导体层116，使相邻穿阱102h之间的第二半导体层116不被透明半导体层118所覆盖。

接着，形成绝缘层120于透明导电层118上，绝缘层120具有开口120h、120g、120j以及120r。举例来说，先在透明导电层118上沉积形成一绝缘材料，例如氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、氧化钛、氧化铝或上述材料的组合或叠层。绝缘材料可以是单层或是多层所形成的堆叠。接着以一光刻制作工艺以及一蚀刻制作工艺，采用图1C中的光掩模图案106，图案化绝缘材料以形成绝缘层120。图1C中的光掩模图案106中，保留区106p所对应的绝缘材料被保留，而空白区106b所对应的绝缘材料被去除，得到如图2以及图3所示的结果。图2举例显示绝缘层120具有开口120h、120g、120j、120r，以及绝缘层边缘106e。如图2及图3所示，开口120g对应设置于透明导电层118的开口118a的位置，且开口120g的宽度大于透明导电层开口118a的宽度，暴露出透明导电层118及第二半导体层116。开口120h曝露了其下方的透明导电层118。开口120j对应设置于穿阱102h并暴露穿阱102h内的第一半导体层112。开口120r暴露出暴露区125内的第一半导体层112。

接着，形成电极层122于绝缘层120上，其中电极层122具有焊垫区PDn与PDp以及延伸区EXTn与EXTp。举例来说，在绝缘层120上沉积形成一导电材料。采用图1D中的光掩模图案108，将导电材料图案化以形成电极层122。导电材料包含金属，例如铬(Cr)、钛(Ti)、金(Au)、铝(Al)、铜(Cu)、锡(Sn)、镍(Ni)、铑(Rh)或铂(Pt)等金属或上述材料的合金或叠层。光掩模图案108中，保留区108p所对应的导电材料被保留，空白区108b所对应的导电材料被去除，而得到如图2以及图3所示的结果。图2显示了电极层边缘108e。如同图2所示，每一焊垫区PDn与PDp在后续制作工艺可以用以承受焊接线(bonding wire)。两个延伸区EXTp延伸自焊垫区PDp。延伸区EXTn延伸自焊垫区PDn，且位于两个延伸区EXTp之间并往焊垫区PDp延伸。本申请案发光二极管的电极层的设置并不限于此，例如，焊垫区及延伸区的数量、位置、面积等可依发光二极管的发光面积及操作电流等而调整。

在一实施例中，如同图2所示，延伸区EXTp中对应于开口120h的部位，具有比开口120h还宽的宽度，使得延伸区EXTp完全覆盖开口120h。在图3中，延伸区EXTp通过开口120h接触了其中的透明导电层118，与其电连接。

在本实施例中，焊垫区PDp与延伸区EXTp作为发光二极管100的阳极。如同图2及图3所示，焊垫区PDp通过绝缘层开口120g与透明导电层开口118a，接触第二半导体层116并与其电连接。延伸区EXTp经过间隔设置的开口120h，间隔地与透明导电层118接触，可以使得流经第二半导体层116的电流均匀散布，以增加发光二极管100的发光效率。

此外，焊垫区PDp通过绝缘层开口120g与透明导电层开口118a直接接触第二半导体层116，可以增加电极层122与第二半导体层116之间的粘着性，避免后续形成焊接线的过程中，焊垫区PDp的电极层122被焊接线的应力拉扯所剥离。

焊垫区PDn与延伸区EXTn作为发光二极管100的阴极，通过绝缘层开口120j与120r及穿阱102h，接触第一半导体层112，与其电连接。延伸区EXTn经过间隔设置的开口120j及穿阱102h，间隔地与第一半导体层112接触，可以使得流经第一半导体层112的电流均匀散布，以增加发光二极管100的发光效率。

在一实施例中，如图2及图3所示，开口120r由上视观的呈一环型，即，焊盘区PDn下方有部分的绝缘层120被保留，形成一电流阻挡区。焊盘区PDn仅通过环状的开口120r与第一半导体层112接触。如此一来，可以迫使电流往延伸区EXTn扩散，避免大部分的电流由焊盘区PDn直接向下流进半导体叠层110，而造成电流拥塞的现象。

在一实施例中，延伸区EXTp完全覆盖了开口120h，如此可以容许在制作工艺中当光掩模图案108与光掩模图案106有所偏移时，依然确保延伸区EXTp可以接触到透明导电层118。

此外，如图3所示，开口120h的侧壁由侧视观之，为一倾斜面。绝缘层120的底面与开口120h的侧壁的内夹角为一锐角，其角度可介于20-70度。如此一来，当延伸区EXTp设置于开口120h上方时，可以适形地覆盖在绝缘层120上，避免延伸区EXTp因绝缘层120的厚度而上下起伏，进而容易产生绝缘层120与底层剥落或接着性不佳等问题。同样地，开口120g、120j、120r的侧壁以及本申请案各实施例中的绝缘层开口侧壁由侧视观之，为一倾斜面。

相较于现有技术，依据本申请案实施例一发光二极管100的制造方法以及制作发光二极管100的光掩模图案，可简化制作工艺且比较节省成本。

实施例二

图4A至图4D显示依据本申请案实施例二制作发光二极管200所实施的光掩模图案202、光掩模图案204、光掩模图案206、以及光掩模图案208。如同实施例一，光掩模图案202、204、206以及208分别用以定义高台区、透明导电层、绝缘层、以及电极层。图5显示依据上述光掩模图案所制作的发光二极管200的一上视图。图6显示发光二极管200沿图5中VI-VI线段的一剖视图。

实施例二中与实施例一相似或相同之处，可以通过先前实施例一的相关教导而了解，不再重述。

类似实施例一，图6的发光二极管200包含有半导体叠层210、透明导电层218、绝缘层220以及电极层222。半导体叠层210其依序叠有第一半导体层212、发光层214、以及第二半导体层216。

如图4A～图4D、图5及图6所示，光掩模图案202中，空白区202b对应的是半导体叠层210上，要被去除的第二半导体层216、发光层214与部分的第一半导体层212的蚀刻区域；保留区202p对应的是不去除的保留区域，以形成高台区224和暴露区225。光掩模图案204中，保留区204p所对应的透明导电层218被保留，而空白区204b所对应的透明导电层218被去除。光掩模图案206中，保留区206p所对应的绝缘层220被保留，而空白区206b所对应的绝缘层220被去除。光掩模图案208中，保留区208p所对应的电极层222被保留，而空白区208b所对应的电极层222被去除。

图5显示了高台边缘202e、透明导电层边缘204e、绝缘层边缘206e、以及电极层边缘208e。两个延伸区EXTp连接到焊垫区PDp的两侧，延伸区EXTn延伸自焊垫区PDn。

图5与图6显示有由光掩模图案202所定义的穿阱202h。与第一实施例不同的地方是，延伸区EXTp的下方还包含多个穿阱202k。各穿阱202h及202k有侧壁264以及底部262。侧壁264曝露第二半导体层216、发光层214以及部分的第一半导体层212。底部262曝露第一半导体层212。

依光掩模图案204所形成的透明导电层218，如图5以及图6所示。图5显示了留下来的透明导电层边缘204e，透明导电层218位于高台区224上，且不覆盖暴露区225。在一实施例中，透明导电层218具有开口。在一实施例中，如图4B及图5所示，透明导电层218具有一开口218a，暴露其下方的第二半导体层216。在一实施例中，如图4B及图5所示，透明导电层218具有开口218b暴露出穿阱202h、穿阱102h周围及两相邻穿阱202h之间的第二半导体层216，使相邻穿阱202h之间的第二半导体层216不被透明半导体层218所覆盖。与实施例一不同的地方是，透明导电层218更具有开口218j暴露出穿阱202k。

依光掩模图案206所形成的绝缘层220，如图5以及图6所示。绝缘层220具有开口220h、220g、220j、220r，以及绝缘层边缘206e。如同实施例一的发光二极管100，开口220g对应设置于透明导电层218的开口218a的位置，且开口220g的宽度大于透明导电层开口218a的宽度，暴露出透明导电层218及第二半导体层216。开口220h对应设置于穿阱202k的位置，并曝露了其下方的透明导电层218。开口220j对应设置于穿阱202h并暴露穿阱202h内的第一半导体层212。开口220r暴露出暴露区225内的第一半导体层212。

从图4C与图5可知，相较于实施例一的发光二极管100及制作发光二极管100所使用的光掩模图案，光掩模图案206可以进一步将绝缘层220图案化，形成阻挡岛220d，阻挡岛220d及其外围的绝缘层220构成环状开口220h，邻近穿阱202k边缘位置。阻挡岛220d完全覆盖穿阱202k。如同图5与图6所示，延伸区EXTp与穿阱202k至少有部分重叠。延伸区EXTp的电极层222通过环状开口220h接触透明导电层218，与第二半导体层216电性接触。因为穿阱202k中并没有透明导电层218，且被阻挡岛220d所覆盖，因此，电极层222的延伸区EXTp并不会通过穿阱202k与第一半导体层212有电性接触。

当电极层222为不透光金属材料时，在延伸区EXTp下方区域光线，可能会被延伸区EXTp所遮蔽。因此，移除延伸区EXTp下方部分区域的第二半导体层216及发光层214以形成穿阱202k，迫使电流往未被遮蔽的其他区域的半导体叠层210扩散，使得电子空穴在未被遮蔽的这些区域的半导体叠层210复合后发出的光，其被延伸区EXTp遮蔽的比例减少，提升发光二极管200的亮度。另一方面，通过穿阱202k的斜面或配合覆盖其上的绝缘层220，可以反射部分发光层214所放射出的光线，改变光线的方向，提高发光二极管200的光萃取率。

实施例三

图7显示发光二极管200a的一上视图。图8显示发光二极管200a沿图7中VIII-VIII线段的一剖视图。发光二极管200a一样采用光掩模图案202以及光掩模图案208而制作。但其所使用来定义透明导电层218的光掩模图案204与定义绝缘层220的光掩模图案206，与图4B及图4C所示有些许的不同。

实施例三中与实施例二相似或相同之处，可以通过先前实施例一及实施例二的相关教导而了解，不再重述。

如同图7所示，光掩模图案204所定义的透明导电层边缘204e，具有开口218h，而绝缘层环状开口220h与穿阱202k完全落入开口218h中。相较之下，图5中环状开口220h并没有落入开口218j中，而穿阱202k则完全落入开口218j中。因此，跟图7一致的，图8中，延伸区EXTp的电极层222并没有通过环状开口220h接触透明导电层218。延伸区EXTp的电极层222通过环状开口220h直接接触第二半导体层216。

相较于图5，图7中由光掩模图案206所定义的绝缘层边缘206e，多了数个开口220a。开口220a中曝露有透明导电层218。因此，图8中，延伸区EXTp的电极层222可以通过开口220a接触透明导电层218。

实施例四

图9A至图9D举例显示依据本申请案实施例四制作发光二极管300所实施的光掩模图案302、光掩模图案304、光掩模图案306、以及光掩模图案308，分别用以定义高台区、透明导电层、绝缘层、以及电极层。图10显示依据上述光掩模图案所制作的发光二极管300的一上视图。图11显示发光二极管300沿图10中XI-XI线段的一剖视图。

类似前述实施例，图10的发光二极管300包含有半导体叠层310、透明导电层318、绝缘层320以及电极层322。半导体叠层310其依序叠有第一半导体层312、发光层314、以及第二半导体层316。

如图9A～图9D、图10及图11所示，光掩模图案302中，空白区302b对应的是半导体叠层310上，要被去除的第二半导体层316、发光层314与部分的第一半导体层312的蚀刻区域；保留区302p对应的是半导体叠层310不去除的保留区域，以形成高台区324和暴露区325。光掩模图案304中，保留区304p所对应的透明导电层318被保留，而空白区304b所对应的透明导电层318被去除。光掩模图案306中，保留区306p所对应的绝缘层320被保留，而空白区306b所对应的绝缘层320被去除。光掩模图案308中，保留区308p所对应的电极层322被保留，而空白区308b所对应的电极层322被去除。

实施例四中与先前实施例相似或相同之处，可以通过先前相关教导而了解，不再重述。例如，光掩模图案302与304分别如同实施例一中的光掩模图案102与104，因此发光二极管300与发光二极管100同样包含穿阱302h及透明导电层开口318a及318b；光掩模图案308如同实施例二中的光掩模图案208。

如同图10所示，由光掩模图案306所定义的绝缘层边缘306e构成了开口320h以及位于焊盘区PDn下方的开口320r。与前述实施例不同的是，在本实施例中，开口320h为单一且连续的开口，开口320h中设置多个阻挡岛320d。阻挡岛320d是将绝缘层320图案化所形成。延伸区EXTp至少部分与阻挡岛320d重叠。如同图11所示，延伸区EXTp的电极层322可以通过开口320h接触透明导电层318。阻挡岛320d的存在，可以让电流在透明导电层318中的分布更均匀。

实施例五

实施例一至实施例四中，都采用了四道光掩模，分别用以定义高台区、透明导电层、绝缘层、以及电极层，来制作发光二极管，但本发明并不限于此。实施例五中，将用以定义高台区及透明导电层的光掩模图案整合为一。因此，实施例五只需要采用三道光掩模，就可以制作发光二极管。

图12A至图12C举例显示依据本申请案实施例五制作发光二极管400所实施的三个光掩模图案，分别标示为光掩模图案405、光掩模图案406、以及光掩模图案408。图13显示依据上述光掩模图案所制作的发光二极管400的一上视图。图14A与图14B分别显示发光二极管400沿图13中XIVA-XIVA线段与XIVB-XIVB线段的二个剖视图。

实施例五中与先前实施例相似或相同之处，可以通过先前相关教导而了解，不再重述。

如同图14A与图14B所示，发光二极管400包含有半导体叠层410、透明导电层418、绝缘层420以及电极层422。半导体叠层410其依序叠有第一半导体层412、体发光层414、以及第二半导体层416。

制造流程上，如同前述实施例，可以在基板(图未示)上依序形成半导体叠层410以及透明导电层418。接着以光掩模图案405，同时图案化半导体叠层410与透明导电层418。在图12A及图14A中，空白区405b对应的是要去除透明导电层418、第二半导体层416、发光层414与部分的第一半导体层412的蚀刻区域；保留区405p对应的是不去除的保留区域。因此，在图14A中，光掩模图案405的保留区405p对应产生了高台区424，且高台区424上有透明导电层418。蚀刻区域405b对应产生了暴露区425，其中暴露区425包含穿阱405h。图13也显示了光掩模图案405所对应产生的高台及透明导电层边缘405e，在一实施例中，透明导电层418因制作工艺蚀刻条件不同，有可能过蚀刻造成其边缘内缩，亦即透明导电层418的边缘被高台边缘405e包围。在一实施例中，高台边缘405e与透明导电层418的边缘的间距小于3μm。图13中的穿阱405h也曝露了第一半导体层412。如同第14B图所示，穿阱405h具有侧壁464与底部462。侧壁464由被穿阱405h所曝露出的透明导电层418、第二半导体层416、发光层414以及部分的第一半导体层412的侧表面所构成。底部462由被穿阱405h曝露出的第一半导体层412上表面所构成。

绝缘层420接着形成于透明导电层118上，并根据第12B图的光掩模图案406进行图案化而具有开口420h、420j、420g以及环状开口420r。光掩模图案406中，保留区406p所对应的绝缘层420保留，而空白区406b所对应的绝缘层420去除。图13显示了留下来的绝缘层边缘406e。图14A中，开口420g设置于焊盘区PDp下方，开口420h设置于延伸区EXTp下方，且开口420h及420g都曝露了透明导电层418。如同实施例一，环状开口420r曝露了第一半导体层412，420j设置于穿阱405h的位置，暴露穿阱405h内的第一半导体层412。

电极层422接着形成在绝缘层420上，并依据光掩模图案408进行图案化而具有焊垫区PDn与PDp以及延伸区EXTp与EXTn。光掩模图案408中，保留区408p所对应的电极层422保留，而空白区408b所对应的电极层422去除。图13显示了金属边缘408e。两个延伸区EXTp连接到焊垫区PDp的两侧，延伸区EXTn连接到焊垫区PDn的上侧。

如同图13所示，焊垫区PDp与开口420g重叠，延伸区EXTp与开口420h部分重叠，延伸区EXTn与开口420j部分重叠。

焊垫区PDp与延伸区EXTp中的电极层422作为发光二极管400的阳极，分别通过开口420g与420h，接触透明导电层418，其电连接第二半导体层116。

焊垫区PDn与延伸区EXTn中的电极层422作为发光二极管400的阴极，通过穿阱405h中的开口420j与环状开口420r，直接接触第一半导体层412。

实施例五只需要采用三道光掩模，即光掩模图案405、光掩模图案406、以及光掩模图案408，就可以制作发光二极管400，制作工艺更为精简，制作成本将更为节省。

在其他实施例中，图13中的延伸区EXTp可以完全包围了开口420h，类似实施例一，让延伸区EXTp可以比较确定的接触到开口420h中的透明导电层418。光掩模图案406也可以变化，产生类似实施例二中的阻挡岛220d与环状开口220h。

实施例六

图15A至图15C举例显示依据本申请案实施例六制作发光二极管500所实施的三个光掩模图案，分别标示为光掩模图案505、光掩模图案506、以及光掩模图案508，分别具有空白区505b、506b、508b，以及保留区505p、506p、508p，用以定义高台区与透明导电层、绝缘层、以及电极层。图16显示依据上述光掩模图案所制作的发光二极管500的一上视图。图17显示发光二极管500沿第16中XVII-XVII线段的一剖视图。如同实施例五，制作发光二极管500只需要三道光掩模。

实施例六中与先前实施例五中相似或相同之处，可以通过先前相关教导而了解，不再重述。开口520h设置于延伸区EXTp下方，且曝露了透明导电层518。如同前述实施例一，环状开口520r曝露了第一半导体层512，520j设置于穿阱505h的位置，暴露穿阱505h内的第一半导体层512。

图15A与图16显示，发光二极管500的半导体叠层510包含依据光掩模图案505所定义的高台区524、暴露区525、高台边缘505e以及穿阱505h；此外，与实施例五不同的是，半导体叠层510还包含穿阱505k位于焊盘区PDp下方。每个穿阱505k与505h都有侧壁564以及底部562。侧壁564由被穿阱505k或505h曝露的透明导电层518、第二半导体层516以及发光层514的侧表面所构成。底部562由被穿阱505k或505h曝露出的第一半导体层512上表面所构成。

其中，穿阱505k至少部分重叠焊垫区PDp。在图15A～图15C与图16中，穿阱505k位于焊垫区PDp之内。与实施例五不同的是，绝缘层520覆盖穿阱505k的底部562与侧壁564，以使得焊垫区PDp的电极层522不接触穿阱505k的底部562内的第一半导体层512。

穿阱505k的存在，可以增大电极层522的焊垫区PDp与绝缘层520的接触面积，增加电极层522的粘着性，避免后续形成焊接线的过程中，电极层522被焊接线的应力拉扯所剥离。在另一个实施例中，焊垫区PDp下的半导体叠层510内可以设置数个穿阱505k，让电极层522更稳固地粘着于绝缘层520上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。

Claims (13)

1.一种发光二极管，其特征在于，包含：

半导体叠层，依序叠有第一半导体层、发光层、以及第二半导体层；

透明导电层，形成于该半导体叠层上，电连接该第二半导体层；

绝缘层，形成于该透明导电层上，包含第一开口；以及

电极层，形成于该绝缘层上，包含第一焊垫区以及第一延伸区；

其中，该第一延伸区通过该第一开口接触该透明导电层，且该第一延伸区完全包围该第一开口。

2.如权利要求1所述的该发光二极管，其中，该第一延伸区包含一部分位于该第一开口上，且该部分的宽度大于该第一开口的宽度。

3.如权利要求1所述的该发光二极管，还包含多个穿阱位于该半导体叠层及该透明导电层中，其中该些穿阱各包含侧壁以及底部，其中该侧壁包含该透明导电层的侧壁、该第二半导体层的侧壁、该发光层的侧壁以及该第一半导体层的部分侧壁，该底部包含该第一半导体层的上表面；

其中该第一焊盘区位于该些穿阱其中之一上，且该绝缘层覆盖该其中之一穿阱。

4.一种发光二极管，其特征在于，包含：

半导体叠层，依序叠有第一半导体层、发光层、以及第二半导体层；

穿阱，位于该半导体叠层中，包含侧壁以及底部，其中该穿阱曝露该第二半导体层、该发光层以及该第一半导体层的一部分；

透明导电层，形成于该半导体叠层上，电连接至该第二半导体层；

绝缘层，形成于该透明导电层上，包含第一开口；以及

电极层，形成于该绝缘层上，包含第一焊垫区以及第一延伸区；

其中，该第一延伸区通过该第一开口接触该透明导电层，且该第一延伸区与该穿阱重叠，该第一延伸区不通过该穿阱与该第一半导体层电性接触。

5.如权利要求4所述的该发光二极管，其中，该绝缘层还包含阻挡岛被该第一开口所围绕。

6.如权利要求5所述的该发光二极管，其中，该阻挡岛覆盖该穿阱且该第一延伸区延伸于该阻挡岛上。

7.一种发光二极管，其特征在于，包含有：

半导体叠层，依序叠有第一半导体层、发光层、以及第二半导体层；

透明导电层，形成于该半导体叠层上，电连接该第二半导体层；

绝缘层，形成于该透明导电层上，包含第一开口以及多个相互分离的阻挡岛位于该第一开口中；以及

电极层，形成于该绝缘层上，包含第一焊垫区以及第一延伸区；

其中，该第一延伸区至少部分与该些阻挡岛重叠，且该第一延伸区通过该第一开口接触该透明导电层。

8.如权利要求7所述的该发光二极管，其中，该第一开口包含一部分位于该第一焊盘区下。

9.如权利要求7所述的该发光二极管，其中，该第一延伸区沿着该第一开口设置。

10.如权利要求1、4或7所述的该发光二极管，其中该透明导电层包含第二开口位于该第一焊盘区下，暴露该第二半导体层。

11.如权利要求1或7所述的该发光二极管，还包含：

穿阱，位于该半导体叠层中，暴露该第二半导体层、该发光层以及该第一半导体层的一部分；

该绝缘层还包含第三开口暴露该穿阱的该底部；以及

该电极层还包含第二焊盘区及第二延伸区，该第二延伸区通过该第三开口接触该第一半导体层。

12.如权利要求1或7所述的该发光二极管，还包含：

多个穿阱，位于该半导体叠层中，暴露该第二半导体层、该发光层以及该第一半导体层的一部分；

该透明导电层包含第四开口暴露该些穿阱以及相邻该穿阱之间的该第二半导体层。

13.如权利要求1、4或7所述的该发光二极管，其中该绝缘层还包含第五开口，且该第一焊垫区通过该第五开口电连接该第二半导体层。

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