發(fā)光二極管和發(fā)光二極管模塊的制作方法
【專利摘要】公開了一種發(fā)光二極管和一種發(fā)光二極管模塊。發(fā)光二極管包括：第一導電型半導體層；臺階，設置在第一導電型半導體層上，并包括活性層和第二導電型半導體層；第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與第一導電型半導體層接觸；第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與在臺階上的第二導電型半導體層接觸；下絕緣層，覆蓋臺階和第一導電型半導體層，并具有暴露第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第一開口部分和暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第二開口部分；以及電流分布層，連接到通過下絕緣層的第一開口部分而暴露的第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，并具有暴露第二開口部分的第三開口部分。根據(jù)本實用新型，第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)與電流分布層分開地形成，拓寬電流分布層的金屬材料的選擇范圍，從而可以改善電流分布層的光反射率。
【專利說明】發(fā)光二極管和發(fā)光二極管模塊

【技術領域】
[0001] 本實用新型的示例性實施例涉及發(fā)光二極管（LED)和LED模塊，更具體地講，涉及 可以通過焊膏粘附到印刷電路板等的板上的發(fā)光二極管和具有發(fā)光二極管的模塊。

【背景技術】
[0002] 自從開發(fā)出氮化鎵（GaN)基發(fā)光二極管（LED)以來，GaN基LED已普遍用于諸如 天然彩色LED顯示元件、LED交通信號燈和白色LED等的多方面的應用。
[0003] 通常，通過在藍寶石制成的板上沉積外延層來形成GaN基LED，GaN基LED包括N 型半導體層、P型半導體層和設置在N型半導體層和P型半導體層之間的活性層。同時， N-電極焊盤形成在N型半導體層上而P-電極焊盤形成在P型半導體層上。LED通過電極 焊盤電連接到外部電源，繼而被驅(qū)動。在這種情況下，電流經(jīng)過半導體層從P-電極焊盤流 動到N-電極焊盤。
[0004] 同時，為了防止由P-電極焊盤引起的光損失并增加散熱效率，已使用具有倒裝芯 片結(jié)構(gòu)的LED，并且提出了優(yōu)化大尺寸倒裝芯片結(jié)構(gòu)的LED中的電流分布的各種電極結(jié)構(gòu) (見US6, 486, 499)。例如，通過將反射電極形成在P型半導體層上并蝕刻P型半導體層和 活性層而暴露N型半導體層，在暴露的N型半導體層上形成用于電流分布的延伸部。
[0005] 形成在P型半導體層上的反射電極通過反射從活性層產(chǎn)生的光來改善光提取效 率，并且還有助于P型半導體層內(nèi)的電流分布。同時，連接到N型半導體層的延伸部有助于 N型半導體層內(nèi)的電流分布，使光得以在寬活性區(qū)域中均勻地產(chǎn)生。在用于光輸出的面積為 大約Imm2或更大的大尺寸LED中，同時要求N型半導體層內(nèi)的電流分布和P型半導體層內(nèi) 的電流分布。
[0006] 然而，根據(jù)相關技術，由于使用了線性的延伸部而導致延伸部的電阻增大的事實， 所以分布電流受到限制。此外，由于反射電極限制性地設置在P型半導體層上，導致顯著量 的光沒有被反射電極反射而是被焊盤和延伸部損失掉了。
[0007] 同時，根據(jù)第10-2013-0030178號韓國專利公開公布，采用覆蓋臺階并與N型半導 體層形成歐姆接觸的電流分布層來減小延伸部的電阻。此外，其還公開了電流分布層包括 金屬反射層，從而減少光損失。
[0008] 然而，根據(jù)上述相關技術，由于電流分布層包括歐姆接觸層和金屬反射層，因此電 流分布層的光反射率會低。
[0009] 同時，當LED被用在最終產(chǎn)品中時，其被模塊化為LED模塊。LED模塊通常包括印 刷電路板（PCB)和安裝在PCB上的LED封裝件，LED以芯片形式安裝在LED封裝件中。根 據(jù)相關技術的LED芯片利用銀膏或AuSn焊料安裝并封裝在子安裝件、引線框架或引線電極 等上，然后通過焊膏將LED封裝件安裝在PCB等上。因此，LED芯片上的焊盤被設置為遠離 焊膏，并且利用諸如銀膏或AuSn等的相對穩(wěn)定的粘附材料對焊盤進行粘附。
[0010] 然而，近來已經(jīng)在研究利用焊膏將LED的焊盤直接粘附到PCB等以制造 LED模塊 的技術。可以通過在不封裝LED芯片的情況下將LED芯片直接安裝在PCB上來制造 LED模 塊，或者可以通過制造所謂的晶圓級別的LED封裝件并將所述封裝件安裝在PCB上來制造 LED模塊。在這些情況下，因為焊盤直接與焊膏接觸，所以焊膏中的諸如錫（Sn)的金屬元素 通過焊盤擴散到LED中，從而在LED中發(fā)生電短路并且會導致裝置缺陷。
[0011] 在該【背景技術】部分中公開的上述信息，只是為了增強對本實用新型的背景的理 解，因此，上述信息可能包含不構(gòu)成現(xiàn)有技術的信息。 實用新型內(nèi)容
[0012] 本實用新型的示例性實施例提供能夠在改善電流分布性能的同時還能減少光損 失的發(fā)光二極管（LED)和LED模塊。
[0013] 本實用新型的示例性實施例還提供一種具有通過焊膏粘附在板上的LED的發(fā)光 二極管（LED)模塊。
[0014] 本實用新型的示例性實施例還提供能夠防止焊膏中的金屬元素擴散的發(fā)光二極 管（LED)和LED模塊。
[0015] 本實用新型的附加特征將在下面的描述中加以闡述，并且部分地將通過該描述而 變得明顯，或者可以通過本實用新型的實踐而獲知。
[0016] 本實用新型的示例性實施例公開了一種發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括：第一 導電型半導體層；臺階，設置在第一導電型半導體層上，并且包括活性層和第二導電型半導 體層；第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與第一導電型半導體層接觸；第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與在臺階上的 第二導電型半導體層接觸；下絕緣層，覆蓋臺階和第一導電型半導體層，并且具有暴露第一 歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第一開口部分和暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第二開口部分；電流分布層，連 接到通過下絕緣層的第一開口部分而暴露的第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，并且具有暴露第二開口部 分的第三開口部分。
[0017] 第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)形成為與電流分布層分開，使得拓寬了電流分布層的金屬材料 的選擇范圍，從而可以改善電流分布層的光反射率。
[0018] 發(fā)光二極管可以包括多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)。電流分布層可以使所述多個第一歐 姆接觸結(jié)構(gòu)彼此電連接。
[0019] 由于所述多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)利用電流分布層彼此電連接，因此電流可以容易 地分布到第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)中，從而可以改善發(fā)光二極管的電流分布性能。由于電流分布 層可以形成為橫跨發(fā)光二極管的寬的區(qū)域，因此可以減小電流分布層的電阻。
[0020] 電流分布層可以具有與第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)不同的堆疊結(jié)構(gòu)，并且可以包括 金屬反射層。金屬反射層可以是電流分布層的最下層。經(jīng)臺階的側(cè)表面發(fā)射過來的光直接 被金屬反射層反射，結(jié)果，可以減少由電流分布層引起的光損失。
[0021] 發(fā)光二極管還可以包括防擴散增強層，其設置在電流分布層的第三開口部分中并 且連接到通過第二開口部分而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)。防擴散增強層可以具有與電流分 布層的結(jié)構(gòu)相同的堆疊結(jié)構(gòu)。通過采用防擴散增強層可以防止諸如Sn的金屬擴散到第二 歐姆接觸結(jié)構(gòu)中。
[0022] 發(fā)光二極管可以包括多個臺階以及連接到位于各個臺階上的第二導電型半導體 層的多個第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)。防擴散增強層可以使第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)彼此電連接。
[0023] 發(fā)光二極管還可以包括覆蓋電流分布層的上絕緣層。上絕緣層可以具有通過暴露 電流分布層來限定第一電極焊盤區(qū)域的第四開口部分和通過暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的上 部區(qū)域來限定第二電極焊盤區(qū)域的第五開口部分。
[0024] 發(fā)光二極管還可以包括防擴散增強層，其設置在電流分布層的第三開口中并且連 接到通過第二開口部分而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，防擴散增強層可以暴露于第五開口部 分。
[0025] 電流分布層和防擴散增強層可以具有彼此相同的結(jié)構(gòu)，并且都包括金屬反射層。
[0026] 電流分布層可以包括金屬反射層、防擴散層和防氧化層。電流分布層和防擴散增 強層可以反射從活性層產(chǎn)生的光并可以防止Sn等的擴散，從而可以利用焊膏將發(fā)光二極 管安裝在印刷電路板等上。
[0027] 電流分布層還可以包括設置在防氧化層上的粘附層。粘附層改善設置在電流分布 層上的上絕緣層的粘附力。
[0028] 根據(jù)本實用新型的另一示例性實施例，提供一種發(fā)光二極管模塊，所述發(fā)光二極 管模塊包括：印刷電路板；以及發(fā)光二極管，粘附在印刷電路板上。發(fā)光二極管可以是如上 所述的任何發(fā)光二極管，并且可以通過焊膏粘附到印刷電路板上。
[0029] 所述發(fā)光二極管包括：第一導電型半導體層；臺階，設置在第一導電型半導體層 上，并包括活性層和第二導電型半導體層；第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與第一導電型半導體層接 觸；第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與在臺階上的第二導電型半導體層接觸；下絕緣層，覆蓋臺階和第 一導電型半導體層，并具有暴露第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第一開口部分和暴露第二歐姆接觸結(jié) 構(gòu)的第二開口部分；電流分布層，連接到通過下絕緣層的第一開口部分而暴露的第一歐姆 接觸結(jié)構(gòu)，并且具有暴露第二開口部分的第三開口部分；上絕緣層，覆蓋電流分布層。上絕 緣層可以具有通過暴露電流分布層來限定第一電極焊盤區(qū)域的第四開口部分和通過暴露 由第二開口部分暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的上部區(qū)域來限定第二電極焊盤區(qū)域的第五開 口部分；第一電極焊盤區(qū)域和第二電極焊盤區(qū)域可以通過焊膏而分別粘附到印刷電路板上 的對應的焊盤。
[0030] 所述發(fā)光二極管模塊還包括：防擴散增強層，設置在電流分布層的第三開口中并 且連接到第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，其中，防擴散增強層暴露于第五開口部分。
[0031] 電流分布層包括金屬反射層，金屬反射層是電流分布層的最下層。
[0032] 根據(jù)本實用新型的另一示例性實施例，提供一種制造發(fā)光二極管的方法，所述方 法包括：在板上形成第一導電型半導體層、活性層和第二導電型半導體層；通過將第二導 電型半導體層和活性層圖案化而在第一導電型半導體層上形成臺階；形成接觸在第一導電 型半導體層上的第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)和接觸在第二導電型半導體層上的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)； 形成下絕緣層，所述下絕緣層覆蓋臺階和第一導電型半導體層，并且具有暴露第一歐姆接 觸結(jié)構(gòu)的第一開口部分和暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第二開口部分；在下絕緣層上形成連接 到第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的電流分布層。電流分布層可以具有暴露第二開口部分的第三開口部 分。
[0033] 由于第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)和電流分布層在分開的工藝中形成，因此不需要利用歐姆 金屬來形成電流分布層的最下層，從而可以減少由電流分布層引起的光損失。
[0034] 所述方法還可以包括：在電流分布層的形成期間，形成設置在第三開口部分中的 防擴散增強層。防擴散增強層可以與電流分布層由相同的材料在同一工藝中形成，結(jié)果，防 擴散增強層可以具有與電流分布層的結(jié)構(gòu)相同的堆疊結(jié)構(gòu)。
[0035] 所述方法還可以包括：形成覆蓋電流分布層的上絕緣層，上絕緣層可以具有暴露 電流分布層的第四開口部分和暴露防擴散增強層的第五開口部分。
[0036] 通過第四開口部分和第五開口部分暴露的電流分布層和防擴散增強層可以分別 用作電極焊盤。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037] 圖1是用于描述根據(jù)本實用新型的示例性實施例的發(fā)光二極管（LED)模塊的示意 性剖視圖。
[0038] 圖2A至圖IOC是用于描述根據(jù)本實用新型的示例性實施例的制造發(fā)光二極管 (LED)和LED模塊的視圖，其中，在圖2A至圖8C的各圖中，圖2A、圖3A、圖4A、圖5A、圖6A、 圖7A和圖8A示出平面圖，圖2B、圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B和圖8B示出沿虛線A-A截 取的剖視圖，圖6C、圖7C和圖8C示出沿虛線B-B截取的剖視圖。

【具體實施方式】
[0039] 在下文中，將參照附圖詳細描述本實用新型的示例性實施例。以示例的方式提供 將要在下面描述的本實用新型的示例性實施例，從而能夠把本實用新型的理念充分傳達給 本實用新型所屬領域的技術人員。因此，本實用新型不限于將要在下面描述的示例性實施 例，而是可以以其他形式實施。在附圖中，為了方便起見，可能夸大組件的寬度、長度或厚度 等。在整個說明書中，同樣的附圖標記指示同樣的元件。
[0040] 圖1是用于描述根據(jù)本實用新型的示例性實施例的發(fā)光二極管（LED)模塊的示意 性剖視圖。
[0041] 參照圖1，發(fā)光二極管（LED)模塊包括具有焊盤53a和53b的印刷電路板51以及 通過焊膏55粘附到印刷電路板51的發(fā)光二極管100。
[0042] 作為其上形成有印刷電路的板，印刷電路板不受具體限制，只要是用于提供發(fā)光 模塊的板即可。
[0043] 同時，傳統(tǒng)上，發(fā)光二極管安裝在其上形成有引線框架或引線電極的印刷電路板 上，其中安裝有發(fā)光二極管的封裝件安裝在印刷電路板上。然而，根據(jù)本實用新型示例性實 施例，發(fā)光二極管100通過焊膏55直接安裝在印刷電路板51上。
[0044] 發(fā)光二極管100以倒裝芯片的形式顛倒并安裝在印刷電路板上。發(fā)光二極管100 具有第一電極焊盤區(qū)域43a和第二電極焊盤區(qū)域43b，以安裝在印刷電路板上。以上所述的 第一電極焊盤區(qū)域43a和第二電極焊盤區(qū)域43b可以設置為在發(fā)光二極管100的一個表面 中凹進。
[0045] 同時，發(fā)光二極管的下表面（即，與第一電極焊盤43a和第二電極焊盤43b背對的 表面）可以被波長轉(zhuǎn)換器45所覆蓋。波長轉(zhuǎn)換器45可以覆蓋發(fā)光二極管100的側(cè)表面和 下表面。
[0046] 盡管為了便于解釋而示意性示出了圖1，但是通過下面描述的制造發(fā)光二極管的 方法，將更清楚地理解發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)和各個組件。
[0047] 圖2A至圖IOC是用于描述根據(jù)本實用新型的示例性實施例的制造發(fā)光二極管 (LED)和LED模塊的方法的視圖，其中，在圖2A至圖8C的各圖中，圖2A、圖3A、圖4A、圖5A、 圖6A、圖7A和圖8A示出平面圖，圖2B、圖3B、圖4B、圖5B、圖6B、圖7B和圖8B示出沿虛線 A-A截取的剖視圖，圖6C、圖7C和圖8C示出沿虛線B-B截取的剖視圖。
[0048] 首先，參照圖2A和2B，在板21上形成第一導電型半導體層23,在第一導電型半導 體層23上形成彼此分開的多個臺階M。多個臺階M分別包括活性層25和第二導電型半導 體層27。盡管本說明書示出和描述了彼此分開地形成三個臺階M的情況，但是可以形成更 多的臺階M，也可以形成一個或兩個臺階M。
[0049] 多個臺階M可以通過下述方法形成：利用金屬有機化學氣相沉積法等在板21上沉 積包括第一導電型半導體層23、活性層25和第二導電型半導體27的外延層，然后，將第二 導電型半導體層27和活性層25圖案化，從而暴露第一導電型半導體層23?？梢酝ㄟ^利用 諸如光致抗蝕劑回流的技術，將多個臺階M的側(cè)表面形成為傾斜的。臺階M的側(cè)表面的傾 斜外形改善了從活性層25產(chǎn)生的光的提取效率。
[0050] 板21是能夠沉積氮化鎵基半導體層的板，例如，板21可以是藍寶石板、碳化硅板、 氮化鎵（GaN)板或尖晶石板等。具體地，板可以是圖案化的板，例如圖案化的藍寶石板。
[0051] 例如，第一導電型半導體層23可以包括η型氮化鎵基層，第二導電型半導體層27 包括P型氮化鎵基層。另外，活性層25可以具有單量子阱結(jié)構(gòu)或多量子阱結(jié)構(gòu)，并可以 包括阱層和勢壘層。另外，可以根據(jù)光的波長來選擇阱層的組成元素，例如，阱層可以包括 AlGaN、GaN或InGaN。根據(jù)活性層的組成元素，發(fā)光二極管變?yōu)榘l(fā)射可見光的發(fā)光二極管或 者發(fā)射紫外光的發(fā)光二極管。
[0052] 如圖2A和2B中所示，在多個臺階M形成在第一導電型半導體層23上的情況下， 多個臺階M可以彼此平行地沿一個側(cè)方向延伸，同時具有延長的形狀。該形狀簡化了在板 21上的多個芯片區(qū)域中形成形狀相同的多個臺階M的工藝。
[0053] 參照圖3A和3B，在通過蝕刻臺階而暴露的第一導電型半導體層23上形成第一歐 姆接觸結(jié)構(gòu)29。第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29可以形成在臺階M和沿臺階M的長度方向的邊緣之 間。第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29由與第一導電型半導體層23歐姆接觸的材料形成，并可以包括 例如Ti/Al。具體地，在紫外發(fā)光二極管的情況下，第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)可以具有Ti/Al/Ti/ Au的堆疊結(jié)構(gòu)。
[0054] 盡管本示例性實施例示出和描述了多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29形成為彼此分開的 情況，但也可以在第一導電型半導體層23上形成其中多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29彼此連接 的單個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29。
[0055] 參照圖4A和4B，在臺階M上形成第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35。可以利用剝離（lift-off) 技術來形成第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35。第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35形成在每個臺階M上，并具有與臺 階M的形狀基本類似的形狀。
[0056] 第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35可以根據(jù)發(fā)光二極管的種類而具有不同的結(jié)構(gòu)。例如，在發(fā) 射紫外-B(UVB)區(qū)域和接近UVB區(qū)域的紫外-A(UVA)區(qū)域中的紫外光的發(fā)光二極管中，第 二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35可以包括Ni/Au或Ni/Au以及位于其上的粘附層。
[0057] 同時，在接近于藍光的UVA區(qū)域的藍色發(fā)光二極管或紫外發(fā)光二極管的情況下， 第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35可以包括反射金屬部分31、覆蓋金屬部分32和防氧化金屬部分33。 反射金屬部分31可以包括歐姆層和反射層，并且可以包括位于反射金屬部分31和覆蓋金 屬部分32之間的應力緩解層。應力緩解層緩解因反射金屬部分31和覆蓋金屬部分32的 熱膨脹系數(shù)的差異而產(chǎn)生的應力。
[0058] 反射金屬部分31可以由例如Ni/Ag/Ni/Au形成并可以具有大約1600A的總厚 度。如示出的，反射金屬部分31形成為側(cè)表面是傾斜的，S卩，底部具有相對較寬的形狀?？?以通過先形成具有使臺階M暴露的開口部分的光致抗蝕劑圖案，然后利用電子束蒸鍍來形 成上述的反射金屬部分31。
[0059] 同時，覆蓋金屬部分32覆蓋反射金屬部分31的上表面和側(cè)表面，從而保護反射金 屬部分31。可以通過利用濺射技術或者利用電子束蒸鍍（例如，行星電子束蒸鍍）對板21 進行傾斜、旋轉(zhuǎn)和真空沉積來形成覆蓋金屬部分32。覆蓋金屬部分32可以包括Ni、Pt、Ti 或Cr,并且可以通過例如大約5對Ni/Pt或大約5對Ni/Ti的沉積來形成。與此不同，覆蓋 金屬部分32可以包括TiW、W或Mo。
[0060] 可以根據(jù)反射層和覆蓋金屬部分32的金屬材料來多方面地選擇應力緩解層。例 如，在反射層是Al或Al合金且覆蓋金屬部分32包括W、TiW或Mo的情況下，應力緩解層可 以是Ag、Cu、Ni、Pt、Ti、Rh、Pd或Cr的單個層，或者可以是Cu、Ni、Pt、Ti、Rh、Pd或Au的 復合層。另外，在反射層是Al或Al合金且覆蓋金屬部分32是Cr、Pt、Rh、Pd或Ni的情況 下，應力緩解層可以是Ag或Cu的單個層，或者可以是Ni、Au、Cu或Ag的復合層。
[0061] 另外，在反射層是Ag或Ag合金且覆蓋金屬部分32包括W、TiW或Mo的情況下，應 力緩解層可以是Cu、Ni、Pt、Ti、Rh、Pd或Cr的單個層，或者可以是Cu、Ni、Pt、Ti、Rh、PcU Cr或Au的復合層。另外，在反射層是Ag或Ag合金且覆蓋金屬部分32是Cr或Ni的情況 下，應力緩解層可以是Cu、Cr、Rh、PcU TiW或Ti的單個層，或者可以是Ni、Au或Cu的復合 層。
[0062] 另外，防氧化金屬部分33包括Au以防止覆蓋金屬部分32的氧化，并可以由例如 Au/Ni或Au/Ti形成。優(yōu)選為Ti,因為Ti具有對諸如SiO2的氧化層的良好粘附力?？梢?通過利用濺射或利用電子束蒸鍍（例如，行星電子束蒸鍍）對板21進行傾斜、旋轉(zhuǎn)和真空 沉積來形成防氧化金屬部分33。
[0063] 如圖4A和4B中所示，沉積第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35,然后，去除光致抗蝕刻劑圖案，使 得第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35留在第二導電型半導體層27上。
[0064] 盡管本示例性實施例描述了順序地形成臺階M、第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29和第二歐姆 接觸結(jié)構(gòu)35的情況，但是可以改變形成這些組件的順序。例如，第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35可以 在形成第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29之前形成，也可以在形成臺階M之前形成。
[0065] 參照圖5A和5B，在形成第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)和第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)之后，形成下絕緣 層37,以覆蓋臺階M和第一導電型半導體層23?？梢酝ㄟ^利用諸如化學氣相沉積等的技 術，將下絕緣層37形成為諸如SiO 2等的氧化物膜、諸如SiNx等的氮化物膜和諸如MgF2等 的絕緣膜?？梢詫⑾陆^緣層37形成為具有例如4000A至12000A的厚度?？梢詫⑾陆^緣 層37形成為單個層，但不限于此。例如，可以將下絕緣層37形成為多個層。此外，可以將 下絕緣層37形成為其中交替地堆疊低折射率材料層和高折射率材料層的分布布拉格反射 器（DBR)。例如，可以通過堆疊諸如SiO 2AiO2或Si02/Nb205等的層來形成具有高反射率的 絕緣反射層。
[0066] 可以形成劃分區(qū)域23h，其利用激光劃片技術將下絕緣層37和第一導電型半導體 層23劃分成芯片單元。還可以通過激光劃片在板21的上表面中形成槽。結(jié)果，第一導電 型半導體層23的邊緣附近暴露出板21。
[0067] 由于利用了激光劃片技術將第一導電型半導體層23劃分成芯片單元，因此不再 使用單獨的光掩模。
[0068] 盡管本示例性實施例示出在形成下絕緣層37之后，利用激光劃片技術將下絕緣 層37和第一導電型半導體層23劃分成芯片單元的情況，但是可以在形成下絕緣層37之 前，利用激光劃片技術將第一導電型半導體層23劃分成芯片單元。
[0069] 參照圖6A至6C，通過將下絕緣層37圖案化，形成暴露第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29的第 一開口部分37a和暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35的第二開口部分37b。
[0070] 如圖6A中所示，可以在偏向于板21的一側(cè)的邊緣的情況下在各個臺階M上形成 第二開口部分37b。另外，如圖6B中所示，設置在第二開口部分37b之間的第一歐姆接觸結(jié) 構(gòu)29被下絕緣層37覆蓋。
[0071] 同時，在多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29中，設置在板21的邊緣處的第一歐姆接觸結(jié)構(gòu) 29可以通過第一開口部分37a而充分暴露。然而，在多個臺階M之間設置有第一歐姆接觸 結(jié)構(gòu)29的情況下，為了防止第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29和第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35在后續(xù)工藝中短 路，將通過第一開口部分37a暴露的區(qū)域設置為與第二開口部分37b之間的區(qū)域分開。
[0072] 參照圖7 A至7C，在下絕緣層37上形成電流分布層39。電流分布層39覆蓋臺階 M和第一導電型半導體層23。另外，電流分布層39具有使第二開口部分37b暴露的第三開 口部分39a。第三開口部分39a暴露通過第二開口部分37b而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35。 因此，電流分布層39通過下絕緣層37與臺階M和第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35絕緣。
[0073] 同時，電流分布層39通過下絕緣層37的第一開口部分37a電連接到第一歐姆接 觸結(jié)構(gòu)29。彼此分開的多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29可以通過電流分布層39彼此電連接。此 夕卜，電流分布層39可以覆蓋第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29的側(cè)表面，結(jié)果，入射到第一歐姆接觸結(jié) 構(gòu)29的側(cè)表面上的光可以被電流分布層39反射。
[0074] 如圖7A至7C中所示，由于電流分布層39覆蓋板21上的大部分區(qū)域并且具有低 電阻，從而可以使電流容易地分布到第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29中。
[0075] 電流分布層39可以包括金屬反射層、防擴散層和防氧化層。此外，金屬反射層可 以是電流分布層39的最下層。金屬反射層反射入射到電流分布層上的光，從而提高發(fā)光二 極管的反射率?？梢允褂肁l作為金屬反射層。另外，防擴散層防止金屬原子的擴散，從而 保護金屬反射層。具體地，防擴散層可以防止焊膏中諸如Sn的金屬原子的擴散。防擴散層 可以包括〇、11、附、]?〇、111或1，或者它們的組合。]\1〇、111和1可以在單個層中形成。同 時，Cr、Ti和Ni可以成對地形成。具體地，防擴散層可以包括至少兩對Ti/Ni或Ti/Cr。同 時，防氧化層可以形成為防止防擴散層的氧化，防氧化層可以包括Au。
[0076] 與在最下層中包括歐姆接觸層的傳統(tǒng)電流分布層相比，電流分布層39具有更加 改善的反射率。因此，可以減少因電流分布層39的光吸收而產(chǎn)生的光損失。
[0077] 電流分布層還可以包括設置在防氧化層上的粘附層。粘附層可以包括Ti、Cr、Ni 或Ta。粘附層可以用于改善電流分布層和上絕緣層的粘附力，也可以省略粘附層。
[0078] 例如，電流分布層39可以具有Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti的多層結(jié)構(gòu)。
[0079] 同時，在形成電流分布層39的同時，可以在第三開口部分39a中形成防擴散增強 層40。防擴散增強層40可以與電流分布層39由相同的材料通過同一工藝形成。防擴散增 強層40可以具有與電流分布層39的結(jié)構(gòu)相同的堆疊結(jié)構(gòu)。
[0080] 同時，防擴散增強層40與電流分布層39分開，并且連接到通過第二開口部分37b 而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35。彼此分開的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35可以通過防擴散增強層 40而彼此電連接。另外，如圖7C中所示，防擴散增強層40通過下絕緣層37與第一歐姆接 觸結(jié)構(gòu)29絕緣。
[0081] 為了防止光損失，電流分布層39和防擴散增強層40可以覆蓋總芯片面積的80% 或更多。
[0082] 參照圖8A至8C，在電流分布層39上形成上絕緣層41。上絕緣層41具有通過暴 露電流分布層39來限定第一焊盤區(qū)域43a的開口部分41a和通過暴露防擴散增強層40來 限定第二焊盤區(qū)域43b的開口部分41b。開口部分41a和開口部分41b可以具有在垂直于 臺階M的方向上延長的形狀。同時，上絕緣層41的開口部分41b的面積比電流分布層39 的開口部分39a的面積更窄，還可以比防擴散增強層40的面積更窄。因此，上絕緣層41覆 蓋第三開口部分39a的側(cè)壁。
[0083] 同時，在省略防擴散增強層40的情況下，開口部分41b暴露第二開口部分37b并 且還暴露通過第二開口部分37b而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)35。
[0084] 另外，上絕緣層41還可以形成在芯片劃分區(qū)域23h上，從而覆蓋第一導電型半導 體層23的側(cè)表面。因此，可以防止?jié)駳獾葷B透穿過第一導電型半導體層的上下交界面。
[0085] 可以將上絕緣層41形成為氮化硅膜以防止焊膏的金屬元素擴散，并且可以將上 絕緣層41形成為厚度為Ιμ--至2 μ--。在上絕緣層41的厚度小于Ιμ--的情況下，難以防 止焊膏的金屬元素擴散。
[0086] 選擇性地，可以利用諸如無電鍍鎳浸金（ENIG)的無電鍍覆技術在第一電極焊盤 區(qū)域43a和第二電極焊盤區(qū)域43b上額外地形成防Sn擴散鍍層（未示出）。
[0087] 第一電極焊盤區(qū)域43a通過電流分布層39和第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)29而電連接到第 一導電型半導體層23,第二電極焊盤區(qū)域43b通過防擴散增強層40和第二歐姆接觸結(jié)構(gòu) 35而電連接到第二導電型半導體層27。
[0088] 第一電極焊盤區(qū)域43a和第二電極焊盤區(qū)域43b可以用于通過焊膏將發(fā)光二極管 安裝在印刷電路板等上。因此，為了防止由焊膏引起的第一電極焊盤區(qū)域43a和第二電極 焊盤區(qū)域43b之間的電短路，這些電極焊盤之間的距離可以是大約300 μ m或更大。
[0089] 在此之后，通過碾磨和/或研磨（lapping)工藝部分地去除板21的下表面，從而 可以減小板21的厚度。隨后，通過將板21劃分成獨立的芯片單元來制造彼此分開的發(fā)光 二極管。在這種情況下，可以從利用激光劃片技術形成的劃分區(qū)域23h把板21分開，因此， 不需要為了執(zhí)行芯片劃分而再額外地執(zhí)行激光劃片技術。
[0090] 在將發(fā)光二極管的芯片劃分成獨立的發(fā)光二極管芯片單元之前或者之后，可以去 除其上的板21。
[0091] 同時，可以在彼此分開的發(fā)光二極管上形成圖1的波長轉(zhuǎn)換器45?？梢酝ㄟ^利用 印刷法在發(fā)光二極管上涂覆包含熒光物質(zhì)的樹脂，或利用氣溶膠噴涂裝置在板21上涂覆 熒光粉來形成波長轉(zhuǎn)換器45。具體地，由于可以通過利用氣溶膠沉積法在發(fā)光二極管上形 成具有均勻厚度的熒光薄膜，因此可以改善從發(fā)光二極管發(fā)射出的光的色均勻度。因此，制 成根據(jù)本實用新型的示例性實施例的發(fā)光二極管，并且如圖1中所示，通過焊膏將發(fā)光二 極管粘附到印刷電路板51的對應的焊盤53a和53b上，從而制成發(fā)光二極管模塊。
[0092] 具體地，參照圖9至圖10C，圖9示出發(fā)光二極管模塊的示意性透視圖，圖IOA示出 沿圖9的虛線A-A截取的發(fā)光二極管模塊的剖視圖，圖IOB示出沿圖9的虛線B-B截取的 發(fā)光二極管模塊的剖視圖，圖IOC示出沿圖9的虛線C-C截取的發(fā)光二極管模塊的剖視圖。 與圖1的示例性實施例不同，為了在本示例性實施例中解釋本實用新型而省略了波長轉(zhuǎn)換 器，但本實用新型不限于此。
[0093] 如圖9至圖IOC中所示，將焊膏55的至少一部分設置在第一電極焊盤區(qū)域43a和 第二電極焊盤區(qū)域43b中，并分別粘附到印刷電路板51的對應的焊盤53a和53b，從而可以 制成根據(jù)本實用新型的發(fā)光二極管模塊。
[0094] 根據(jù)本實用新型的示例性實施例，第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)與電流分布層分開地形成， 拓寬了電流分布層的金屬材料的選擇范圍，從而可以改善電流分布層的光反射率。此外， 可以提供能夠利用電流分布層和防擴散增強層來防止焊膏中金屬元素擴散的發(fā)光二極管 (LED)和具有該發(fā)光二極管的LED模塊，具體地，可以提供倒裝芯片式發(fā)光二極管。
【權利要求】
1. 一種發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管包括： 第一導電型半導體層； 臺階，設置在第一導電型半導體層上，并且包括活性層和第二導電型半導體層； 第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與第一導電型半導體層接觸； 第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與在臺階上的第二導電型半導體層接觸； 下絕緣層，覆蓋臺階和第一導電型半導體層，并且具有暴露第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第一 開口部分和暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第二開口部分；以及 電流分布層，連接到通過下絕緣層的第一開口部分而暴露的第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，并且 具有暴露第二開口部分的第三開口部分。
2. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管，其中，發(fā)光二極管包括多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)， 并且 電流分布層使所述多個第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)彼此電連接。
3. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管，其中，電流分布層具有與第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的 結(jié)構(gòu)不同的堆疊結(jié)構(gòu)，并且包括金屬反射層。
4. 根據(jù)權利要求3所述的發(fā)光二極管，其中，金屬反射層是電流分布層的最下層。
5. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管還包括：防擴散增強層，設置在 電流分布層的第三開口部分中并且連接到通過第二開口部分而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權利要求5所述的發(fā)光二極管，其中，防擴散增強層具有與電流分布層的結(jié)構(gòu) 相同的堆疊結(jié)構(gòu)。
7. 根據(jù)權利要求5所述的發(fā)光二極管，其中，所述發(fā)光二極管包括多個臺階以及連接 到位于相應的臺階上的第二導電型半導體層的多個第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，并且 防擴散增強層使第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)彼此電連接。
8. 根據(jù)權利要求1所述的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管還可以包括覆蓋電流分布層的 上絕緣層， 其中，上絕緣層具有通過暴露電流分布層來限定第一電極焊盤區(qū)域的第四開口部分 和通過暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的上部區(qū)域來限定第二電極焊盤區(qū)域的第五開口部分。
9. 根據(jù)權利要求8所述的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管還可以包括：防擴散增強層，設 置在電流分布層的第三開口中并且連接到通過第二開口部分而暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)， 其中，防擴散增強層暴露于第五開口部分。
10. 根據(jù)權利要求9所述的發(fā)光二極管，其中，電流分布層和防擴散增強層具有彼此相 同的結(jié)構(gòu)，并且都包括金屬反射層。
11. 根據(jù)權利要求10所述的發(fā)光二極管，其中，電流分布層包括金屬反射層、防擴散層 和防氧化層。
12. 根據(jù)權利要求11所述的發(fā)光二極管，其中，電流分布層還可以包括設置在防氧化 層上的粘附層。
13. -種發(fā)光二極管模塊，所述發(fā)光二極管模塊包括： 印刷電路板；以及 發(fā)光二極管，粘附在印刷電路板上， 其中，所述發(fā)光二極管包括： 第一導電型半導體層； 臺階，設置在第一導電型半導體層上，并且包括活性層和第二導電型半導體層； 第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與第一導電型半導體層接觸； 第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)，與在臺階上的第二導電型半導體層接觸； 下絕緣層，覆蓋臺階和第一導電型半導體層，并具有暴露第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第一開 口部分和暴露第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的第二開口部分；以及 電流分布層，連接到通過下絕緣層的第一開口部分而暴露的第一歐姆接觸結(jié)構(gòu)，并且 具有暴露第二開口部分的第三開口部分；以及 上絕緣層，覆蓋電流分布層， 其中，上絕緣層具有通過暴露電流分布層來限定第一電極焊盤區(qū)域的第四開口部分和 通過暴露由第二開口部分暴露的第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)的上部區(qū)域來限定第二電極焊盤區(qū)域 的第五開口部分；以及 第一電極焊盤區(qū)域和第二電極焊盤區(qū)域通過焊膏而分別粘附到印刷電路板上的對應 的焊盤。
14. 根據(jù)權利要求13所述的發(fā)光二極管模塊，所述發(fā)光二極管模塊還包括：防擴散增 強層，設置在電流分布層的第三開口中并且連接到第二歐姆接觸結(jié)構(gòu)， 其中，防擴散增強層暴露于第五開口部分。
15. 根據(jù)權利要求13所述的發(fā)光二極管模塊，其中，電流分布層包括金屬反射層，金屬 反射層是電流分布層的最下層。
【文檔編號】H01L33/00GK204167351SQ201420551907
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權日:2013年9月24日
【發(fā)明者】蔡鐘炫, 盧元英, 李俊燮, 姜珉佑, 張鍾敏, 金賢兒, 裴善敏, 徐大雄 申請人:首爾偉傲世有限公司