專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管的制作方法及發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光裝置及其制作方法，且特別是有關(guān)于一種發(fā)光二極管及 其制作方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管由于具有省電、低驅(qū)動(dòng)電壓、壽命長(zhǎng)以及具有環(huán)保效果等優(yōu)點(diǎn)，使得其 大量應(yīng)用于照明設(shè)備與顯示器中。上述的發(fā)光二極管若應(yīng)用于照明設(shè)備，可使照明設(shè)備產(chǎn) 生較傳統(tǒng)燈泡更佳的亮度與發(fā)光效率；若應(yīng)用于顯示器中當(dāng)成背光源，可縮小顯示器的厚 度，使顯示器更為輕薄。目前常見(jiàn)的發(fā)光二極管的主要架構(gòu)至少包含一基材與位于基材上的半導(dǎo)體發(fā)光 層。半導(dǎo)體發(fā)光層至少包含P型半導(dǎo)體層與N型半導(dǎo)體層?；囊话愣酁樗{(lán)寶石(sapphire) 基材。由于藍(lán)寶石基材的使用可使其上所形成的半導(dǎo)體層的晶形符合發(fā)光二極管使用上的 需求，因此業(yè)界大多采用藍(lán)寶石基材做為發(fā)光二極管中的基材。然后，由于藍(lán)寶石為導(dǎo)熱效 果不佳的材料，因此當(dāng)應(yīng)用于大功率的發(fā)光二極管時(shí)，常使得發(fā)光二極管的散熱不良并進(jìn) 一步影響到發(fā)光二極管整體效能。因此，如何改善發(fā)光二極管的散熱為此技術(shù)領(lǐng)域的人員 急需解決的問(wèn)題之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管及其制作方法，可以改善發(fā)光二極管的散 熱。本發(fā)明實(shí)施例提出一種發(fā)光二極管的制作方法。依照本發(fā)明一實(shí)施例所述，提出一種發(fā)光二極管的制作方法。首先，提供一半導(dǎo)體 結(jié)構(gòu)，此半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有藍(lán)寶石基材與半導(dǎo)體發(fā)光層。半導(dǎo)體發(fā)光層的第一面接觸并覆蓋 于藍(lán)寶石基材上。接著，將前述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)固定于支撐物上。之后，將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的藍(lán)寶 石基材去除。接著，將高導(dǎo)熱薄膜形成于前述半導(dǎo)體發(fā)光層的第一面上。最后再將支撐物 移除。依照本發(fā)明另一實(shí)施例所述，提出一種發(fā)光二極管的制作方法。首先，提供一半導(dǎo) 體結(jié)構(gòu)，此半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有藍(lán)寶石基材與半導(dǎo)體發(fā)光層。半導(dǎo)體發(fā)光層的一面接觸并覆蓋 于藍(lán)寶石基材上。接著，將前述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)固定于支撐物上。之后，再研磨前述藍(lán)寶石基材， 使其厚度介于0 50微米。接著，在研磨后的藍(lán)寶石基材的表面上形成高導(dǎo)熱薄膜。最后， 將前述支撐物移除。依照本發(fā)明再一實(shí)施例所述，提出一種發(fā)光二極管的制作方法。首先，提供一基 材。之后，將鉆石膜形成于基材上。最后，在鉆石膜上形成半導(dǎo)體發(fā)光層，此半導(dǎo)體發(fā)光層 包含N型半導(dǎo)體層輿P型半導(dǎo)體層，N型半導(dǎo)體層輿P型半導(dǎo)體層迭置于鉆石膜上。依照本發(fā)明又一實(shí)施例所述，提出一種發(fā)光二極管。此發(fā)光二極管包含鉆石膜基 材與半導(dǎo)體發(fā)光層。半導(dǎo)體發(fā)光層位于鉆石膜上，此半導(dǎo)體發(fā)光層包含N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層，且N型半導(dǎo)體層或P型半導(dǎo)體層接觸鉆石膜基材。依照本發(fā)明又一實(shí)施例所述，提出一種發(fā)光二極管。此發(fā)光二極管包含藍(lán)寶石基 材、半導(dǎo)體發(fā)光層與鉆石膜。藍(lán)寶石基材的厚度介于0 50微米之間。半導(dǎo)體發(fā)光層位于 藍(lán)寶石基材上，此半導(dǎo)體發(fā)光層包含N型半導(dǎo)體層與P型半導(dǎo)體層，且N型半導(dǎo)體層或P型 半導(dǎo)體層接觸鉆石膜基材。鉆石膜位于藍(lán)寶石基材背對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光層的表面上。本發(fā)明上述實(shí)施例所述的發(fā)光二極管與其制作方法，通過(guò)改變藍(lán)寶石厚度并搭配 高導(dǎo)熱薄膜的形成，可有效地提高發(fā)光二極管的散熱效率。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的詳 細(xì)說(shuō)明如下圖IA ID是繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例所述的發(fā)光二極管制作流程的剖面結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例所述的發(fā)光二極管的剖面構(gòu)造示意圖；圖3A 3C是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例所述的發(fā)光二極管制作流程的剖面結(jié)構(gòu) 示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明110:半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)130、330 半導(dǎo)體發(fā)光層134,334 =N型半導(dǎo)體層150 高導(dǎo)熱薄膜320 基材
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一圖IA ID是繪示依照本發(fā)明一實(shí)施例所述的發(fā)光二極管制作流程的剖面結(jié)構(gòu)示 意圖。在圖IA中，首先將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)110固定于支撐物140上，固定的方式例如可采用粘 合的方式，但并不限于此種固定方式。半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)110包含藍(lán)寶石基材120與半導(dǎo)體發(fā)光 層130，其中半導(dǎo)體發(fā)光層130的一面接觸并覆蓋于藍(lán)寶石基材120上。上述的半導(dǎo)體發(fā)光層130至少包含P型半導(dǎo)體層132與N型半導(dǎo)體層134，P型 半導(dǎo)體層132與N型半導(dǎo)體層134疊置于藍(lán)寶石基材120上。其中，P型半導(dǎo)體層132與 N型半導(dǎo)體層134的位置可互換。半導(dǎo)體發(fā)光層130亦可為其它可行的結(jié)構(gòu)，例如在PS/ N型半導(dǎo)體層132/134間配置一層多重量子井(multiple quantum well ；MQff)材料層(未 繪示)。本發(fā)明實(shí)施例并不對(duì)上述半導(dǎo)體發(fā)光層130的構(gòu)造做限制。上述P型半導(dǎo)體層132與N型半導(dǎo)體層134的主要材料多由III-V族元素所組成。 P型/N型半導(dǎo)體層的主要材料例如可為氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鎵、砷化鎵、磷化鎵、砷化 鋁鎵、磷化鋁鎵銦、硒化鋅或碳化硅。請(qǐng)參考圖1B，在固定半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)110后，可進(jìn)一步研磨藍(lán)寶石基材120，使其厚度 介于0 50微米或完全去除藍(lán)寶石基材(未繪示)。上述的研磨方式例如可為蝕刻法或激120 藍(lán)寶石基材 132,332 :P型半導(dǎo)體層 140 支撐物160,260,360 發(fā)光二極管350 鉆石膜5光剝除法。接著，請(qǐng)參考圖1C，進(jìn)一步在研磨后的藍(lán)寶石基材120上形成一層高導(dǎo)熱薄膜 150。高導(dǎo)熱薄膜可為熱傳系數(shù)大于2W/cm.k的薄膜，如鉆石膜、類(lèi)鉆石膜。上述的高導(dǎo)熱 薄膜若為鉆石膜的話，其形成方式可采用化學(xué)氣相沉積法、物理氣相沉積法等沉積方法。通 過(guò)將上述藍(lán)寶石基材120磨薄，并在藍(lán)寶石基材120上形成高導(dǎo)熱薄膜150的方式，可使半 導(dǎo)體發(fā)光層130所產(chǎn)生的熱有效地傳遞出去。前述藍(lán)寶石基材的研磨步驟中亦提及可完全將藍(lán)寶石基材去除。若將藍(lán)寶石基材 完全去除的話，高導(dǎo)熱薄膜將直接形成于半導(dǎo)體發(fā)光層上(未繪示)。由于高導(dǎo)熱薄膜直接 接觸半導(dǎo)體發(fā)光層，將可更有效地將半導(dǎo)體發(fā)光層所產(chǎn)生的熱傳遞出去。上述高導(dǎo)熱薄膜150形成后，可進(jìn)一步將支撐物140移除。請(qǐng)參考圖1D，是繪示制 作完成后的發(fā)光二極管160。其中，發(fā)光二極管160中的藍(lán)寶石基材120的厚度介于0 50微米，鉆石膜150位于藍(lán)寶石基材120背對(duì)半導(dǎo)體發(fā)光層130的表面上。若前述研磨步驟中采用完全去除藍(lán)寶石基材120的方式的話，其所制成的發(fā)光二 極管的剖面構(gòu)造可參考圖2。在圖2中，發(fā)光二極管260的高導(dǎo)熱薄膜150直接接觸半導(dǎo)體 發(fā)光層130。通過(guò)高導(dǎo)熱薄膜150與半導(dǎo)體發(fā)光層130的直接接觸，可提高發(fā)光二極管260 的散熱效率。實(shí)施例二圖3A 3C是繪示依照本發(fā)明另一實(shí)施例所述的發(fā)光二極管制作流程的剖面結(jié)構(gòu) 示意圖。請(qǐng)參考圖3A，首先將鉆石膜350形成于基材320上?；睦缈蔀楣杌摹⒀趸X 基材、氮化鋁基材、藍(lán)寶石基材或碳化硅基材。接著，請(qǐng)參考圖3B，在鉆石膜350上形成半導(dǎo)體發(fā)光層330，以制成發(fā)光二極管 360。上述的半導(dǎo)體發(fā)光層330至少包含P型半導(dǎo)體層332與N型半導(dǎo)體層334，P型半導(dǎo) 體層332與N型半導(dǎo)體層334迭置于鉆石膜350上。其中，P型半導(dǎo)體層332與N型半導(dǎo) 體層334的位置可互換。上述半導(dǎo)體發(fā)光層330可通過(guò)結(jié)晶、化學(xué)氣相沉積等可行的方式形成于鉆石膜 350上。利用鉆石膜350做為半導(dǎo)體發(fā)光層350晶體成長(zhǎng)的底材，所形成的半導(dǎo)體發(fā)光層 350的晶形，符合發(fā)光二極管使用上的需求，亦可預(yù)先成長(zhǎng)一緩沖層于鉆石膜上，來(lái)消除晶 格不匹配的情形。同時(shí)，通過(guò)半導(dǎo)體發(fā)光層330與鉆石膜350的接觸，可進(jìn)一步改善發(fā)光二 極管360的散熱效率。上述所制成的發(fā)光二極管360所使用的基材320若為藍(lán)寶石基材或硅基材，通常 基材320的導(dǎo)熱性質(zhì)并不佳。此時(shí)，鉆石膜350雖可有效地傳遞半導(dǎo)體發(fā)光層330所產(chǎn)生 的熱，但受限于基材320的導(dǎo)熱性不佳，將使發(fā)光二極管360的散熱效率受到影響。在此情 形下，可如圖3C所示，進(jìn)一步將圖;3B中的基材320去除，以提高鉆石膜350與空氣或其它 散熱媒介的接觸，提高發(fā)光二極管的散熱效果。上述去除基材的方式例如可為蝕刻法或激 光剝除法。當(dāng)然，亦可選擇磨薄基材的方式，改善發(fā)光二極管的散熱效率。雖然本發(fā)明已以實(shí)施方式揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù) 的人員，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)視權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，包含提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有一藍(lán)寶石基材與一半導(dǎo)體發(fā)光層，該半導(dǎo)體發(fā) 光層的一第一面接觸并覆蓋于該藍(lán)寶石基材上； 固定該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)于一支撐物上； 去除該藍(lán)寶石基材；形成一高導(dǎo)熱薄膜于該半導(dǎo)體發(fā)光層的該第一面上；以及 移除該支撐物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該高導(dǎo)熱薄膜為大于 2ff/cm. k的薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該高導(dǎo)熱薄膜為鉆石膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該鉆石膜的形成方法 為化學(xué)氣相沉積法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，去除該藍(lán)寶石基材的 方法為蝕刻法或激光剝除法。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該半導(dǎo)體發(fā)光層包含 一 N型半導(dǎo)體層與一 P型半導(dǎo)體層。
7.一種發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，包含提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有一藍(lán)寶石基材與一半導(dǎo)體發(fā)光層，該半導(dǎo)體發(fā) 光層的一面接觸并覆蓋于該藍(lán)寶石基材上； 固定該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)于一支撐物上； 研磨該藍(lán)寶石基材使其厚度介于0 50微米； 形成一高導(dǎo)熱薄膜于研磨后的該藍(lán)寶石基材的表面；以及 移除該支撐物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該高導(dǎo)熱薄膜為大于 2ff/cm. k的薄膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該高導(dǎo)熱薄膜為鉆石膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該鉆石膜的形成方法 為化學(xué)氣相沉積法。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，研磨該藍(lán)寶石基材的 方法為蝕刻法或激光剝除法。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該半導(dǎo)體發(fā)光層包含 一 N型半導(dǎo)體層與一 P型半導(dǎo)體層，該N型半導(dǎo)體層與該P(yáng)型半導(dǎo)體層疊置于該藍(lán)寶石基 材上。
13.一種發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，包含 提供一基材；形成一鉆石膜于該基材上；以及形成一半導(dǎo)體發(fā)光層于該鉆石膜上，該半導(dǎo)體發(fā)光層包含一 N型半導(dǎo)體層與一 P型半導(dǎo)體層，該N型半導(dǎo)體層與該P(yáng)型半導(dǎo)體層疊置于該鉆石膜上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該基材是選自于由 硅基材、氧化鋁基材、氮化硅基材、藍(lán)寶石基材及碳化硅基材所構(gòu)成的族群。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，還包含去除該基材， 使提高鉆石膜與散熱媒介接觸的面積，以提高散熱的效果。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，去除該基材的方式 為蝕刻法或激光剝除法。
17.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包含一鉆石膜基材；以及一半導(dǎo)體發(fā)光層，位于該鉆石膜上，該半導(dǎo)體發(fā)光層包含一 N型半導(dǎo)體層與一 P型半導(dǎo) 體層，且該N型半導(dǎo)體層或該P(yáng)型半導(dǎo)體層接觸該鉆石膜基材。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該半導(dǎo)體發(fā)光層的主要材料是 選自于由氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鎵、砷化鎵、磷化鎵、砷化鋁鎵、磷化鋁鎵銦、硒化鋅及碳 化硅所構(gòu)成的族群。
19.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包含一藍(lán)寶石基材，該藍(lán)寶石基材的厚度介于0 50微米之間；一半導(dǎo)體發(fā)光層，位于該藍(lán)寶石基材上，該半導(dǎo)體發(fā)光層包含一 N型半導(dǎo)體層與一 P型 半導(dǎo)體層，且該N型半導(dǎo)體層或該P(yáng)型半導(dǎo)體層接觸該藍(lán)寶石基材；以及一鉆石膜，位于該藍(lán)寶石基材背對(duì)該半導(dǎo)體發(fā)光層的一表面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該半導(dǎo)體發(fā)光層的主要材料是 選自于由氮化鎵、氮化鋁鎵、氮化銦鎵、砷化鎵、磷化鎵、砷化鋁鎵、磷化鋁鎵銦、硒化鋅及碳 化硅所構(gòu)成的族群。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管及其制作方法，其制作方法包括首先，提供一半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，此半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)具有藍(lán)寶石基材與半導(dǎo)體發(fā)光層。半導(dǎo)體發(fā)光層的第一面接觸并覆蓋于藍(lán)寶石基材上。接著，將前述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)固定于支撐物上。之后，將半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的藍(lán)寶石基材去除。接著，將高導(dǎo)熱薄膜形成于前述半導(dǎo)體發(fā)光層的第一面上。最后再將支撐物移除。
文檔編號(hào)H01L33/00GK102054906SQ20091021189
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者唐慈淯 申請(qǐng)人:億光電子工業(yè)股份有限公司