CN111725375A - 红光发光二极管及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种红光发光二极管及其制造方法，所述红光发光二极管包括磊晶叠层、第一、第二电极、第一、第二电极垫。磊晶叠层包括第一型、第二型半导体层以及发光层。发光层的主要发光波长落在一红光范围内。磊晶叠层具有邻近第一型半导体层的第一侧与邻近第二型半导体层的第二侧。第一、第二电极分别与第一型、第二型半导体层电性连接，且分别位于磊晶叠层的第一、第二侧。第一、第二电极垫分别设置于第一、第二电极上且分别与第一、第二电极电性连接。第一、第二电极垫位于磊晶叠层的第一侧。

Description

红光发光二极管及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光二极管及其制造方法，尤其涉及一种红光发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管因其光电特性优良，而被广泛地应用于不同领域，其中发光二极管因成本低且显示效果佳，近年来更被视为下一世代的显示器技术主流。
一般来说，发光二极管显示器的各画素中通常会设有红光、蓝光、绿光等发光二极管，而现有红光发光二极管的架构通常是垂直式发光二极管。当现有的红光发光二极管要应用于发光二极管显示器时，其一端的电极接合于阵列基板，而另一端则需要通过打线的方式接合于发光二极管显示器的打线区域中。打线区域的设置使得发光二极管显示器体积无法有效地减小，大大限制了红光发光二极管的应用性。
发明内容
本发明提供一种红光发光二极管，其具有良好的应用性。
本发明提供一种制造上述红光发光二极管的制造方法。
本发明的一实施例提供一种红光发光二极管，包括磊晶叠层、第一电极、第二电极、第一电极垫以及第二电极垫。磊晶叠层包括第一型半导体层、第二型半导体层以及位于第一型半导体层与第二型半导体层之间的发光层。发光层的主要发光波长落在一红光范围内。磊晶叠层具有相对的第一侧与第二侧。第一侧邻近于第一型半导体层，且第二侧邻近于第二型半导体层。第一电极与第一型半导体层电性连接，且位于磊晶叠层的第一侧。第二电极与第二型半导体层电性连接，且位于磊晶叠层的第二侧。第一电极垫设置于第一电极上且与第一电极电性连接。第二电极垫设置于第二电极上且与第二电极电性连接。第一电极垫与第二电极垫位于磊晶叠层的第一侧。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括反射叠层。反射叠层包括第一绝缘层、第二绝缘层以及反射层且设置在磊晶叠层的第一侧。反射层设置于第一绝缘层与第二绝缘层之间。第一绝缘层包覆磊晶叠层，且位于反射层与磊晶叠层之间。第一绝缘层具有多个第一贯孔，且这些第一贯孔暴露出第一电极与第二电极。第二绝缘层包覆反射层，且具有多个第二贯孔。反射层具有多个第三贯孔。第一电极垫与第二电极垫通过这些第一贯孔、这些第二贯孔与这些第三贯孔以分别与第一电极与第二电极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括缓冲叠层、第一电流传导层以及第二电流传导层。反射叠层位于磊晶叠层与缓冲叠层之间。缓冲叠层包括第三绝缘层、第四绝缘层与缓冲层，且缓冲层夹设于第三绝缘层与第四绝缘层之间。第三绝缘层包覆缓冲层，其中第三绝缘层具有多个第四贯孔，且缓冲层具有多个第五贯孔，第四绝缘层具有多个第六贯孔。第一电流传导层设置于反射叠层与缓冲叠层之间。第二电流传导层设置于反射叠层与缓冲叠层之间。第一电流传导层与第二电流传导层通过这些第一贯孔、这些第二贯孔与这些第三贯孔以分别与第一电极与第二电极电性连接，且第一电极垫与第二电极垫通过这些第四贯孔、这些第五贯孔与这些第六贯孔以分别与第一电流传导层与第二电流传导层电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的第一电极与第二电极中的至少其中之一具有一焊部与由焊部延伸的至少一指部。反射层与第一电极或第二电极的焊部错位设置且第一电极或第二电极的指部与反射层重叠设置。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括承载基板、接合层以及下绝缘层。承载基板具有上表面。接合层设置于上表面上。下绝缘层设置于上表面上，且接合层位于承载基板与下绝缘层之间。磊晶叠层、第一电极、第二电极、第一电极垫与第二电极垫位于下绝缘层上。
在本发明的一实施例中，上述的承载基板、接合层与下绝缘层的侧面构成一倾斜面。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括一上绝缘层，具有多个第七贯孔。第一电极、第二电极与磊晶叠层位于上绝缘层与下绝缘层之间，且第一电极垫与第二电极垫通过这些第七贯孔分别与第一电极与第二电极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括反射层，设置于上表面上。反射层位于下绝缘层与接合层之间。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括一半导体层，位于第一电极与第一型半导体层之间。第一电极通过半导体层与第一型半导体层电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括一导电结构层，设置于第二侧且位于第二型半导体层与第二电极之间。
在本发明的一实施例中，上述的导电结构层包括透明导电层以及多个欧姆金属结构。这些欧姆金属结构位于透明导电层与第二型半导体层之间且相邻二欧姆金属结构具有一间距，且透明导电层包覆这些欧姆金属结构。
在本发明的一实施例中，上述的导电结构层包括透明导电层。
本发明的一实施例提供一种制造红光发光二极管的制造方法，包括以下步骤。形成一磊晶叠层，其中磊晶叠层包括第一型半导体层、第二型半导体层以及位于第一型半导体层与第二型半导体层之间的发光层，发光层的主要发光波长落在一红光范围内，其中磊晶叠层具有相对的第一侧与第二侧，第一侧邻近于第一型半导体层，且第二侧邻近于第二型半导体层；分别形成第一电极与第二电极于磊晶叠层的第一侧及第二侧上，且第一电极与第二电极分别与磊晶叠层的第一型半导体层与第二型半导体层电性连接。形成一第一电极垫以及一第二电极垫于磊晶叠层的第一侧上，且第一电极垫与第二电极垫分别与第一电极与第二电极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的形成反射叠层的步骤中，还包括：形成第一绝缘层于磊晶叠层、第一电极与第二电极上，并蚀刻部分的第一绝缘层，以形成多个第一贯孔，这些第一贯孔暴露出部分的第一电极与第二电极。形成反射层于第一绝缘层上，并蚀刻部分的反射层，以形成多个第三贯孔，这些第三贯孔分别对应于这些第一贯孔。形成第二绝缘层于反射层上，并蚀刻部分的第二绝缘层，以形成多个第二贯孔，这些第二贯孔分别对应于这些第三贯孔。
在本发明的一实施例中，上述的形成第一电极垫以及第二电极垫于磊晶叠层的第一侧上的步骤中，还包括将第一电极垫以及第二电极垫填入这些第一贯孔、这些第二贯孔与这些第三贯孔，以使第一电极垫与第二电极垫分别与第一电极与第二电极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的形成一缓冲叠层于磊晶叠层的步骤中。缓冲叠层包括第三绝缘层、缓冲层以及第四绝缘层。缓冲层位于第三绝缘层与第四绝缘层之间。
在本发明的一实施例中，上述的形成缓冲叠层的步骤中，还包括：形成第三绝缘层于磊晶叠层、第一电极与第二电极上，并蚀刻部分的第三绝缘层，以形成多个第四贯孔，这些第四贯孔暴露出部分的第一电流传导层与第二电流传导层。形成缓冲层于第三绝缘层上，并蚀刻部分的缓冲层，以形成多个第五贯孔。这些第五贯孔分别对应于这些第四贯孔。形成第四绝缘层于缓冲层上，并蚀刻部分的第四绝缘层，以形成多个第六贯孔，这些第六贯孔分别对应于这些第五贯孔。
在本发明的一实施例中，上述的在形成第一电极垫以及第二电极垫于磊晶叠层的第一侧上的步骤中，还包括：将第一电极垫以及第二电极垫填入这些第一贯孔、这些第二贯孔与这些第三贯孔，以使第一电极垫与第二电极垫分别与第一电极与第二电极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管的制造方法中，还包括形成第一电流传导层与第二电流传导层于第三绝缘层上，并将第一电流传导层以及第二电流传导层填入这些第一贯孔、这些第二贯孔与这些第三贯孔，以使第一电流传导层与第二电流传导层分别与第一电极与第二电极电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管的制造方法还包括：形成一缓冲叠层于磊晶叠层上。缓冲叠层包括第三绝缘层、缓冲层以及第四绝缘层。缓冲层位于第三绝缘层与第四绝缘层之间。
在本发明的一实施例中，上述的形成缓冲叠层的步骤中，还包括：形成第三绝缘层于磊晶叠层、第一电极与第二电极上，并蚀刻部分的第三绝缘层，以形成多个第四贯孔，这些第四贯孔暴露出部分的第一电流传导层与第二电流传导层。形成缓冲层于第三绝缘层上，并蚀刻部分的缓冲层，以形成多个第五贯孔。这些第五贯孔分别对应于这些第四贯孔。形成第四绝缘层于缓冲层上，并蚀刻部分的第四绝缘层，以形成多个第六贯孔，这些第六贯孔分别对应于这些第五贯孔。
在本发明的一实施例中，上述的在形成第一电极垫以及第二电极垫于磊晶叠层的第一侧上的步骤中，还包括：将第一电极垫以及第二电极垫填入这些第四贯孔、这些第五贯孔与这些第六贯孔，以使第一电极垫与第二电极垫分别与第一电流传导层与第二电流传导层电性连接。
在本发明的一实施例中，上述的红光发光二极管还包括承载基板、接合层且设置在磊晶叠层的第二侧。承载基板具有上表面。接合层设置于上表面上。第一电极垫与第二电极垫设置在磊晶叠层的第一侧或与承载基板相对应的一侧，使第一电极垫与第二电极垫可经由共晶或焊接制程与外接基板(例如是显示器的阵列基板)以覆晶方式电性连接。
基于上述，在本发明实施例的红光发光二极管中，由于其形态为覆晶式发光二极管，因此其可通过两个电极垫以共晶制程来与外接基板(例如是显示器的阵列基板)以覆晶方式电性连接，可省去了打线区域的设置，可使发光二极管装置(例如是发光二极管显示器)的体积有效地降低，而具有良好的应用性。并且，由于红光发光二极管是覆晶形态的发光二极管，其散热可通过内部的第一、第二电极与第一、第二电极垫向外界散热，而有效地提升其散热效率。此外，本发明的实施例另提出一种制造上述红光发光二极管的制造方法。
附图说明
图1A为本发明一实施例的红光发光二极管的剖面示意图；
图1B为图1A中的红光发光二极管的电流路径与光学效果示意图；
图2至图3为不同实施例的红光发光二极管的剖面示意图；
图4A为本发明一实施例的红光发光二极管的剖面示意图；
图4B为图4A中的红光发光二极管的光学效果示意图；
图4C为本发明另一实施例的红光发光二极管的剖面示意图：
图5A至图5N为制造图1A的红光发光二极管的制造流程图；
图6A至图6E为制造图2的红光发光二极管的部分制造流程图；
图7A至图7E为制造图3的红光发光二极管的部分制造流程图；
图8A至图8J为制造图4A的红光发光二极管的部分制造流程图。
附图标记说明
1、1a～1c：红光发光二极管
10、10a～10c：基板
12：磊晶叠层
14：第一电极
14a、16a：焊部
14b、16b：指部
16：第二电极
18：反射叠层
20：第一电极垫
22：第二电极垫
24：半导体层
28：导电结构层
30、30a、30b、30c：下绝缘层
32、32a、32b、32c：接合层
34：第一型半导体层
36：发光层
38：第二型半导体层
40：第一绝缘层
42：第二绝缘层
44、64：反射层
46：透明导电层
48：欧姆金属结构
50：缓冲叠层
52：第三绝缘层
54：第四绝缘层
56：缓冲层
58：第一电流传导层
60：第二电流传导层
62：上绝缘层
d：间距
DS：下表面
I：电流
IS：倾斜面
L、L1～L3：光束
SS1：第一侧
SS2：第二侧
US：上表面
V1～V7：贯孔
具体实施方式
图1A为本发明一实施例的红光发光二极管的剖面示意图。图1B为图1A中的红光发光二极管的电流路径与光学效果示意图。
请参照图1A，红光发光二极管1包括基板10、磊晶叠层12、第一电极14、第二电极16、反射叠层18、第一电极垫20、第二电极垫22、半导体层24、导电结构层28、下绝缘层30以及接合层32。于以下段落中会详细说明上述各元件。
基板10的功能主要是用来承载上述元件，亦可被称为承载基板。基板10具有相对的上、下表面US、DS，且其材料可包括蓝宝石(Sapphire)基板、玻璃基板或透光基材。
磊晶叠层12包括第一型半导体层34、发光层36及第二型半导体层38，发光层36位于第一、第二型半导体层34、36之间，且磊晶叠层12剖面大体的形状为梯形，但不以此为限。
详细来说，第一型、第二型半导体层34、38彼此互为电性相反。详言之，第一型半导体层34的材料包括N型的铝镓铟磷化物(Aluminium gallium indium phosphide,AlGaInP)，但不以此为限。发光层36的材料包括铝镓铟磷化物，但不以此为限。第二型半导体层38的材料包括磷化镓(GaP)，但不以此为限。发光层36的主要发光波长落在一红光范围，其中红光范围落在600奈米至780奈米。上述所谓主要发光波长的意思是：红光发光二极管1的光强度频谱中，光强度最强所对应的波长。发光层36的结构例如是由多层井层(WellLayer)与多层阻障层(Barrier Layer)所交替堆叠而构成的多重量子井层(MultipleQuantum Well,MQW)或单一量子井层(Single Quantum Well,SQW)，但不以此为限。
第一、第二电极14、16的材料包括铬(Cr)、铝(Al)、银(Ag)、铂(Pt)、钛(Ti)、镍(Ni)、金(Au)、铝铜合金(Al/Cu)、金锗合金(AuGe)、金铍合金(AuBe)、金合金、铝合金或上述材料的组合，但不以此为限。第一电极14具有焊部14a与由焊部14a延伸而出的指部14b，而第二电极16具有焊部16a与由焊部16a延伸而出的指部16b。应注意的是，于本例中，两个电极14、16皆具有焊部、指部的设计，于其他的实施例中，亦可以只有其中一个电极具有焊部、指部的设计，本发明并不以此为限。
反射叠层18为具有反射功能的功能叠层，其包括第一、第二绝缘层40、42及反射层44，其中反射层44设置于第一、第二绝缘层40、42之间。第一、第二绝缘层40、42的材料包括二氧化硅(SiO2)或二氧化钛(TiO2)。于本实施例中，反射层44可包括分散式布拉格反射器(Distribute Bragg Reflector,DBR)、氧化物叠层、金属层或两者堆叠的组合，其中分散式布拉格反射器为多个具有高、低折射率层以周期性排列堆叠而成的一光学叠层，而高、低折射率层的材料可例如是二氧化硅(SiO2)、二氧化钛或五氧化二铊(Ta2O5)，而金属层的材料可例如是包括铬(Cr)、铝(Al)、银(Ag)、铂(Pt)、钛(Ti)、镍(Ni)、金(Au)、铝铜合金(Al/Cu)、金锗合金(AuGe)、金铍合金(AuBe)、金合金、铝合金或上述材料的组合，但不以此为限。于本实施例中，反射层44的材料是金属材料，且例如是电性浮置(electrically floating)，即不参与红光发光二极管1内部的导电路径。
第一、第二电极垫20、22的材料包括铝、银、铂、钛、镍、金、铋(Bi)、锡(Sn)、铝铜合金(Al/Cu)、金锗合金(AuGe)、金铍合金(AuBe)、金合金、铝合金、金锡合金(AuSn)、锡银铜合金(Sn/Ag/Cu,SAC)或上述材料的组合，但不以此为限。
半导体层24的电性与第一型半导体层34的电性相同，即例如是皆为N型，且其材料为包括具有高N型杂质掺杂浓度的砷化镓或砷化镓系列的化合物，但不以此为限。
导电结构层28包括透明导电层46与多个欧姆金属结构48，其中透明导电层46包覆这些欧姆金属结构48，两相邻的欧姆金属结构之间具有一间距d。于本实施例中，透明导电层46的材料包括氧化铟锡(Indium Tin Oxide,OTO)，而欧姆金属结构48的材料可为金或金合金或金铍合金(AuBe)或金锗合金(AuGe)，但不以此为限。于其他未是出的实施例中，导电结构层28亦可以仅包括单一层的透明导电层，本发明并不以此为限。
下绝缘层30的材料类似于第一、第二绝缘层40、42，于此不再赘述。此外，由于下绝缘层30的位置是在磊晶叠层12下方，因此被称作为下绝缘层。
接合层32用以接合基板10与下绝缘层30，且其材料包括有机胶材、粘合剂(glue)、硅胶(Silicone)、液态玻璃(Spin on glass,SOG，即液态二氧化硅)、苯并环丁烯(Benzocyclobutene；BCB)、金、铜、钨(W)或锡银铜合金，但不以此为限。
于以下的段落中会详细地说明上述的配置关系。为了说明上述元件的配置关系，先定义磊晶叠层12具有相对的第一、第二侧SS1、SS2，其中第一侧SS1邻近于第一型半导体层34，而第二侧SS2邻近于第二型半导体层36。
请再参照图1A，以磊晶叠层12的位置为基准，大体上来说，反射叠层18、第一电极14、第一、第二电极垫20、22、半导体层24位于磊晶叠层12的第一侧SS1。另一方面，承载基板10、接合层32、下绝缘层30与第二电极16位于第二侧SS2。
由磊晶叠层12的第一侧SS1来看，第一电极14与第一型半导体层34电性连接。详细来说，半导体层24设置于第一电极14与第一型半导体层34之间，第一电极14通过半导体层24与第一电极14电性连接。反射叠层18的第一绝缘层40、反射层44与第二绝缘层46依序堆叠于磊晶叠层12上，且反射叠层18包覆磊晶叠层12的顶面与侧面。第一绝缘层40具有多个贯孔V1(亦被称第一贯孔)，第二绝缘层42亦具有多个贯孔V2(亦被称第二贯孔)，且反射层44亦具有多个贯孔V3(亦被称第三贯孔)，其中贯孔V1与贯孔V2的孔径大小实质上相同，且贯孔V3的孔径大小大于贯孔V1、V2的任一者。在第一绝缘层40中，这些贯孔V1的一部分(示例性地示出一个)暴露出第一电极14的焊部14a，这些贯孔V1的另一部分(示例性地示出一个)暴露出第二电极16的焊部16a。于本实施例中，贯孔V1、V2、V3的一部分与第一电极14重叠设置，而贯孔V1、V2、V3的另一部分与第二电极16重叠设置。第一电极垫20通过填入贯孔V1～V3以与第一电极14电性连接。第二电极垫22通过填入贯孔V1～V3以与第二电极16电性连接。红光发光二极管1可通过第一、第二电极垫20、22以覆晶且共晶(Eutectic)的方式电性连接于一发光二极管装置的外接基板(未示出)的二接垫上，其中发光二极管装置可例如是发光二极管显示器，但不以此为限。
于本实施例中，由于半导体层24内具有高掺杂浓度的N型杂质，因此其分别与第一电极14与第一型半导体层34接触的上、下两界面皆为低阻抗界面，而可使红光发光二极管1的内部电流顺利地通过。
于本实施例中，反射层44与第一电极14的焊部14a错位设置，由另一观点观之，反射层44的贯孔V3与焊部14a重叠。值得一提的是，若反射层与焊部重叠设置，会导致反射层凸起，而导致后续制作第一电极垫不平坦的问题，通过上述的配置可避免第一电极垫不平坦的问题。于其他未示出的实施例中，也可以是把反射层与第二电极的焊部错位设置，本发明并不以此为限。
由磊晶叠层12的第二侧SS2来看，接合层32设置于基板10的上表面US上。下绝缘层30设置于接合层32的上表面上。磊晶叠层12设置于下绝缘层30上，且两者之间设置有导电结构层28与第二电极16。导电结构层28位于第二型半导体层38与第二电极16之间。导电结构层28的上表面与第二型半导体层38接触，而导电结构层28的下表面则与第二电极16与绝缘层30接触。由于导电结构层28的导电特性良好，因此其可使红光发光二极管1的内部电流顺利地通过。
请参照图1B，红光发光二极管1可通过第一、第二电极垫20、22外接于一外接基板(未示出)，而电流I可由外接基板提供，并由第二电极垫22进入红光发光二极管1，而依序流经第二电极16、导电结构层28、第二型半导体层38、发光层36、第一型半导体层36、半导体层24、第一电极14、并由第一电极垫20流出红光发光二极管1，而发光层36在通电的过程中发出光束L。部分的光束L1会往基板10的方向直接射出于红光发光二极管1，而部分的光束L2会被反射叠层18中的反射层44反射往基板10的方向射出于红光发光二极管1，又一部分的光束L3则会被第一或第二电极14、16反射往基板10的方向以射出于红光发光二极管1。因此，红光发光二极管1通过反射叠层18的设置而可使其整体的发光效率提升。
承上述，在本实施例的红光发光二极管1中，由于其形态为覆晶式发光二极管，因此其可通过两个电极垫20、22来与外接基板(例如是显示器的阵列基板)以覆晶方式电性连接，可省去了打线区域的设置，可使发光二极管装置(例如是发光二极管显示器)的体积有效地降低，而具有良好的应用性。此外，由于本实施例的红光发光二极管1是覆晶形态的发光二极管，其散热可通过内部的第一、第二电极14、16与第一、第二电极垫20、22向外界散热，而有效地提升其散热效率。
此外，于其他未示出的实施例中，第一、第二绝缘层的侧面暴露于外界，但第一、第二绝缘层完整地包覆反射层。通过此配置可避免反射叠层的反射层因裸露在外而被破坏，提升元件的可靠度。
在此必须说明的是，下述实施例沿用前述实施例的部分内容，省略了相同技术内容的说明，关于相同的元件名称可以参考前述实施例的部分内容，下述实施例不再重复赘述。
图2至图3为不同实施例的红光发光二极管的剖面示意图。
请参照图2，图2的红光发光二极管1a大体上类似于图1A的红光发光二极管1，其主要差异在于：在红光发光二极管1a中，基板10a、接合层32a、绝缘层30a的侧面构成倾斜面IS。
请参照图3，图3的红光发光二极管1b大体上类似于图1A的红光发光二极管，其主要差异在于：在红光发光二极管1b中，基板10b、接合层32b、绝缘层30b的侧面构成倾斜面IS。此外，红光发光二极管1b还包括缓冲叠层50、第一、第二电流传导层58、60。缓冲叠层50包括第三、第四绝缘层52、54与缓冲层56。缓冲层56设置于第三、第四绝缘层52、54之间，其中第三、第四绝缘层52、54的材料类似于第一、第二绝缘层40、42，于此不再赘述。缓冲层56的材料包括聚酰亚胺(Polyimide,PI)、高分子材料、有机胶材、有机绝缘材料、感光材料或具电性浮置的金属材料。第一、第二电流传导层58、60用以实现在红光发光二极管1b内部的电流传导，其材料可为铬、铝、银、铂、钛、镍、金、金合金、铝铜合金、金锗合金、金铍合金、铝合金或上述材料的组合，但不以此为限。
在架构上的差异来说，缓冲叠层50包覆反射叠层18。第三绝缘层52与第四绝缘层54共同包覆缓冲层56，第三、第四绝缘层52、54、缓冲层56的侧面暴露于外界。第一、第二电流传导层58、60设置于反射叠层18与缓冲叠层50之间。更具体来说，缓冲叠层50的第三绝缘层52与反射叠层18的第二绝缘层42共同包覆第一、第二电流传导层58、60。
在本实施例中，缓冲叠层50的第三绝缘层52具有多个贯孔V4(亦可被称为第四贯孔)，缓冲层56具有多个贯孔V5(亦可被称为第五贯孔)，第四绝缘层54具有多个贯孔V6(亦可被称为第六贯孔)。第一、第二电流传导层58、60通过这些贯孔V1～V3以分别与第一电极14与第二电极16电性连接。第一、第二电极垫20、22通过这些贯孔V4、V5、V6以分别与第一电流传导层58与第二电流传导层60电性连接。第一电极垫20是通过第一电流传导层58与第一电极14电性连接，而第二电极垫22是通过第二电流传导层60与第二电极16电性连接。
承上述，在红光发光二极管1b中，由于其设有缓冲叠层56，又红光发光二极管1b因使用过久而产生热而其内部的元件会产生热应力，缓冲叠层50可有效地减缓此应力的效应，因此红光发光二极管1b可具有良好的元件可靠度。
此外，于其他未示出的实施例中，第三、第四绝缘层的侧面暴露于外界，但第三、第四绝缘层完整地包覆缓冲层。由于一般来说缓冲层的材料较为柔软，通过此配置可避免缓冲层因裸露在外而被破坏，提升元件的可靠度。
图4A为本发明一实施例的红光发光二极管的剖面示意图。图4B为图4A中的红光发光二极管的光学效果示意图。图4C为本发明另一实施例的红光发光二极管的剖面示意图。
请参照图4A，图4A的红光发光二极管1c大体上类似于图1A的红光发光二极管1，其主要差异在于：红光发光二极管1c还包括上绝缘层62与反射层64，其中基板10c、反射层64、接合层32c、下绝缘层30c的侧面构成倾斜面IS。相对于磊晶叠层12来说，上绝缘层62的位置在磊晶叠层12上因亦被称为上绝缘层，而下绝缘层30c的位置在磊晶叠层12下亦被称为下绝缘层。反射层64的材料类似于反射层44，于此不再赘述。
在架构上的差异来说，上绝缘层62具有多个贯孔V7(亦被称为第七贯孔)。第一、第二电极14、16与磊晶叠层12三者位于上绝缘层62与下绝缘层30c之间。第一电极垫20与第二电极垫22通过填入这些贯孔V7以分别与第一电极14与第二电极16电性连接。
请参照图4B，在本实施例中，当发光层36发出光束L时，部分的光束L1直接由上方出射于红光发光二极管1c，部分的光束L2则射往反射层64而被反射层64反射以沿上方出射于红光发光二极管1c，又一部分的光束L3则被第二电极16反射而沿上方出射于红光发光二极管1c。因此，红光发光二极管1c通过反射叠64的设置而可使其整体的发光效率提升。
请参照图4C，图4C的红光发光二极管1d大体上类似于图4A的红光发光二极管1c，其主要差异在于：红光发光二极管1d不包括反射层64。基板10d、接合层32设置在磊晶叠层12的第二侧SS2。基板10d具有上表面。接合层32设置于上表面上。第一电极垫20与第二电极垫22设置在磊晶叠层12的第一侧SS1或与承载基板10c相对应的一侧，使第一电极垫20与第二电极垫22可经由共晶或焊接制程与外接基板(例如是显示器的阵列基板)以覆晶方式电性连接。
此外，下绝缘层30c、接合层32c以及基板10c的侧表面例如是平面。
于以下的段落中会详细地说明如何制造上述图1A至图4A、图4C的红光发光二极管1、1a～1d。首先，先说明制造图1A的红光发光二极管1的制造流程。
图5A至图5N为制造图1A的红光发光二极管的制造流程图。
请参照图5A，提供一生长基板62，并在生长基板62的表面上以磊晶制程形成磊晶叠层12。具体来说，以磊晶制程依序在生长基板62上表面形成半导体层24、第一型半导体层34、发光层36及第二型半导体层38。磊晶制程可包括有机金属化学气相沉积、脉冲激光沉积(Pulsed Laser Deposition,PLD)、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)、分子束磊晶(Molecular beam epitaxy,MBE)或其他合适的磊晶方式制作，本发明并不以此为限。此外，生长基板62的晶格常数与半导体层24、第一型半导体层34、发光层36及第二型半导体层38等材料的晶格常数相近，因而可适于用以生长半导体层24、第一型半导体层34、发光层36及第二型半导体层38。
请参照图5B，在磊晶叠层12上形成导电结构层28，其中导电结构层28包含透明导电层46与复数欧姆金属结构48。具体来说，先在磊晶叠层12的第二型半导体层38上形成一欧姆金属材料层(未示出)。接着再通过蚀刻制程以去除部分的欧姆金属材料层，以图案化欧姆金属材料层，形成这些欧姆金属结构48，其中两相邻的欧姆金属结构48具有一间距d。接着，再形成透明导电层46以覆盖于这些欧姆金属结构48上。
请参照图5C，在导电结构层28的部分表面上形成第二电极16，其中第二电极16包括焊部16a与由焊部16a延伸的至少一指部16b且第二电极16电性连接导电结构层28。
请参照图5D，在导电结构层28与第二电极16上形成下绝缘层30，以覆盖导电结构层28与第二电极16。
请参照图5E，提供一承载基板10，并在承载基板10的上表面US设置一接合层32。
请参照图5F，将图5D中的结构翻转以使其绝缘层30接合于接合层32上，以使磊晶叠层12接合于基板10上。
请参照图5G，进行一蚀刻制程，将生长基板62蚀刻并暴露出半导体层24，其中蚀刻制程例如是湿式蚀刻(Wet Etching)制程，但不以此为限。
请参照图5H，形成第一电极14于半导体层24上，并进行一加热制程，其中加热制程的温度大约为400度，以使第一电极14与半导体层24之间形成低阻抗界面，其中第一电极14包括焊部14a与由焊部14a延伸的至少一指部14b。
请参照图5I，进行一蚀刻制程，以去除非与第一电极14重叠的半导体层24，并暴露出局部的第一型半导体层34。
请参照图5J，进行一蚀刻制程，以蚀刻部分的磊晶叠层12与部分的第二电极16，以暴露出第二电极16与下绝缘层30，其中于图5J的步骤所使用的蚀刻方式例如是：反应离子蚀刻制程(inductively coupled plasma reactive-ion etching,ICP-RIE)。
请参照图5K，形成反射叠层18的第一绝缘层40以覆盖磊晶叠层12、第一、第二电极14、16，并蚀刻局部的第一绝缘层40以形成多个贯孔V1，一部分的贯孔V1暴露出第一电极14的焊部14b，而另一部分的贯孔V1暴露出第二电极16的焊部16b。
请参照图5L，形成反射叠层18的反射层44以覆盖第一绝缘层40，并蚀刻局部的反射层44以形成多个贯孔V3，其中这些贯孔V3的位置分别对应于这些贯孔V1的位置，且各贯孔V3的孔径大小大于贯孔V1的孔径大小。形成反射层44的具体方法例如是以黄光微影剥离制程(Lift-off)的方式，形成反射层44于第一绝缘层40上，
请参照图5M，形成反射叠层18的第二绝缘层42以覆盖反射层44，并蚀刻局部的第二绝缘层42以形成多个贯孔V2，其中这些贯孔V2的位置分别对应于这些贯孔V3、V1的位置。各贯孔V2的孔径大小等于贯孔V1的孔径大小，但小于贯孔V3的孔径大小。形成这些贯孔V1、V2的具体方法例如是经由同一蚀刻制程，以形成多个贯孔V2及多个贯孔V1，其中贯孔V1与贯孔V2之侧表面实质上切齐。
请参照图5N，形成第一电极垫20、第二电极垫22于第二绝缘层42上，并使第一电极垫20、第二电极垫22分别填入这些贯孔V1～V3的一部分，以使第一电极垫20、第二电极垫22分别与第一、第二电极14、16电性连接，至此，红光发光二极管1大体上已制作完成。
图6A至图6E为制造图2的红光发光二极管的部分制造流程图。
制造图2的红光发光二极管1a的制造流程大致上类似于制造图1A的红光发光二极管1的制造流程。延续图5J，请参照图6A，下绝缘层30a、接合层32a、基板10a三者的侧面进行一切割制程，以使下绝缘层30a、接合层32a、基板10a三者的侧面构成倾斜面IS。
请参照图6B至图6E，其步骤分别类似于图5K至图5N，其中反射叠层18覆盖倾斜面IS，于此不再赘述。至此，红光发光二极管1a大体上已制作完成。
图7A至图7E为制造图3的红光发光二极管的部分制造流程图。
制造图3的红光发光二极管1b的制造流程大致上类似于制造图1A的红光发光二极管1的制造流程，其主要差异在于：先延续图5J，对绝缘层30b、接合层32b、基板10b三者的侧面进行一切割制程，以使绝缘层30b、接合层32b、基板10b三者的侧面构成倾斜面IS。接着再进行如同图5K至图5M的步骤制造反射叠层18。接着，请参照图7A，形成第一电流传导层58、第二电流传导层60于第一绝缘层40上，并使第一电流传导层58、第二电流传导层60分别填入这些贯孔V1～V3的一部分，以使第一电流传导层58、第二电流传导层60分别与第一、第二电极14、16电性连接。
请参照图7B，形成缓冲叠层50的第三绝缘层52于第一电流传导层58、第二电流传导层60以及反射叠层18上，并蚀刻局部的第三绝缘层52以形成多个贯孔V4，一部分的贯孔V4暴露出第一电流传导层58，而另一部分的贯孔V4暴露出第二电流传导层60。
请参照图7C，形成缓冲叠层50的缓冲层56以覆盖第四绝缘层54，并蚀刻局部的缓冲层56以形成多个贯孔V5，其中这些贯孔V5的位置分别对应于这些贯孔V4的位置，且各贯孔V5的孔径大小大于贯孔V4的孔径大小。
请参照图7D，形成缓冲叠层50的第四绝缘层54以覆盖缓冲层56，并蚀刻局部的第四绝缘层54以形成多个贯孔V6，其中这些贯孔V6的位置分别对应于这些贯孔V5、V6的位置，且各贯孔V4的孔径大小等于贯孔V6的孔径大小。
请参照图7E，形成第一电极垫20、第二电极垫22于第三绝缘层52上，并使第一电极垫20、第二电极垫22分别填入这些贯孔V4～V6的一部分，以使第一电极垫20、第二电极垫22分别与第一、第二电流传导层58、60、电性连接，至此，红光发光二极管1b大体上已制作完成。
图8A至图8J为制造图4A的红光发光二极管的部分制造流程图。
制造图4A的红光发光二极管1c的制造流程大致上类似于制造图1A的红光发光二极管1的制造流程。延续图5D，请参照图8A，于绝缘层30c上形成一反射层64。
请参照图8B，其步骤类似于图5E，于此不再赘述。
请参照图8C，将图8A中的结构翻转以使其反射层64接合于接合层32上，以使磊晶叠层12接合于基板10上。
请参照图8D至图8G，其步骤分别类似于图5G至图5J，于此不再赘述。
请参照图8H，形成上绝缘层62以覆盖磊晶叠层12、第一、第二电极14、16，并蚀刻局部的上绝缘层62以形成多个贯孔V7，一部分的贯孔V7暴露出第一电极14，而另一部分的贯孔V7暴露出第二电极16。
请参照图8I，形成第一电极垫20、第二电极垫22于第二绝缘层42上，并使第一电极垫20、第二电极垫22分别填入这些贯孔V7的一部分，以使第一电极垫20、第二电极垫22分别与第一、第二电极14、16电性连接。
请参照图8J，进行一切割制程，以对上绝缘层62、下绝缘层30c、反射层64、接合层32c、基板10c进行切割，以使上绝缘层62、下绝缘层30c、反射层64、接合层32c、基板10c的侧面构成一倾斜面IS。至此，红光发光二极管1c大体上已制作完成。
制造图4C的红光发光二极管1d的制造流程大致上与制造图4A的红光发光二极管1c相同，其主要差异在于：在图8A的部分是不形成反射层64。然后省略图8J的形成倾斜面的步骤。
综上所述，在本发明实施例的红光发光二极管中，由于其形态为覆晶式发光二极管，因此其可通过两个电极垫来与外接基板(例如是显示器的阵列基板)以覆晶方式电性连接以及可不包含有一基板及一接合层，可省去了打线区域的设置，可使发光二极管装置(例如是发光二极管显示器)的体积及晶片厚度有效地降低，而具有良好的应用性及更可有效适用于微型(Micro LED)发光模块的应用。并且，由于红光发光二极管是覆晶形态的发光二极管，其散热可通过内部的第一、第二电极与第一、第二电极垫向外界散热，而有效地提升其散热效率。此外，本发明的实施例另提出一种制造上述红光发光二极管的制造方法。

Claims (12)

1.一种红光发光二极管，包括：
磊晶叠层，包括第一型半导体层、第二型半导体层以及位于所述第一型半导体层与所述第二型半导体层之间的发光层，所述发光层的主要发光波长落在红光范围内，所述磊晶叠层具有相对的第一侧与第二侧，其中所述第一侧邻近于所述第一型半导体层，且所述第二侧邻近于所述第二型半导体层；
第一电极，与所述第一型半导体层电性连接，且位于所述磊晶叠层的所述第一侧；
第二电极，与所述第二型半导体层电性连接，且位于所述磊晶叠层的所述第二侧；
第一电极垫，设置于所述第一电极上且与所述第一电极电性连接；以及
第二电极垫，设置于所述第二电极上且与所述第二电极电性连接；
其中，所述第一电极垫与所述第二电极垫位于所述磊晶叠层的所述第一侧。
2.根据权利要求1所述的红光发光二极管，还包括：
反射叠层，包括第一绝缘层、第二绝缘层以及反射层，所述反射层设置于所述第一绝缘层与所述第二绝缘层之间，
其中，
所述第一绝缘层包覆所述磊晶叠层，且位于所述反射层与所述磊晶叠层之间，所述第一绝缘层具有多个第一贯孔，且所述多个第一贯孔暴露出所述第一电极与所述第二电极；
所述第二绝缘层包覆所述反射层，且具有多个第二贯孔；
所述反射层具有多个第三贯孔，
其中所述第一电极垫与所述第二电极垫通过所述多个第一贯孔、所述多个第二贯孔与所述多个第三贯孔以分别与所述第一电极与所述第二电极电性连接。
3.根据权利要求2所述的红光发光二极管，还包括：
缓冲叠层，所述反射叠层位于所述磊晶叠层与所述缓冲叠层之间，所述缓冲叠层包括第三绝缘层、第四绝缘层与缓冲层，且所述缓冲层夹设于所述第三绝缘层与所述第四绝缘层之间，
其中，所述第三绝缘层包覆所述缓冲层，其中所述第三绝缘层具有多个第四贯孔，且所述缓冲层具有多个第五贯孔，所述第四绝缘层具有多个第六贯孔；
第一电流传导层，设置于所述反射叠层与所述缓冲叠层之间；以及
第二电流传导层，设置于所述反射叠层与所述缓冲叠层之间，
其中，
所述第一电流传导层与所述第二电流传导层通过所述多个第一贯孔、所述多个第二贯孔与所述多个第三贯孔以分别与所述第一电极与所述第二电极电性连接，且所述第一电极垫与所述第二电极垫通过所述多个第四贯孔、所述多个第五贯孔与所述多个第六贯孔以分别与所述第一电流传导层与所述第二电流传导层电性连接。
4.根据权利要求2所述的红光发光二极管，其中
所述第一电极与所述第二电极中的至少其中之一具有一焊部与由所述焊部延伸的至少一指部，
其中所述反射层与所述第一电极或所述第二电极的所述焊部错位设置，且所述第一电极或所述第二电极的指部与所述反射层重叠设置。
5.根据权利要求1所述的红光发光二极管，还包括：
承载基板，具有上表面；
接合层，设置于所述上表面上；以及
下绝缘层，设置于所述上表面上，且所述接合层位于所述承载基板与所述下绝缘层之间，
其中，
所述磊晶叠层、所述第一电极、所述第二电极、所述第一电极垫与所述第二电极垫位于所述下绝缘层上。
6.根据权利要求5所述的红光发光二极管，其中所述承载基板、所述接合层与所述下绝缘层的侧面构成倾斜面。
7.根据权利要求5所述的红光发光二极管，还包括上绝缘层，具有多个第七贯孔，其中所述第一电极、所述第二电极与所述磊晶叠层位于所述上绝缘层与所述下绝缘层之间，且所述第一电极垫与所述第二电极垫通过所述多个第七贯孔分别与所述第一电极与所述第二电极电性连接。
8.根据权利要求5所述的红光发光二极管，还包括反射层，设置于所述上表面上，其中所述反射层位于所述下绝缘层与所述接合层之间。
9.根据权利要求1所述的红光发光二极管，还包括：半导体层，位于所述第一电极与所述第一型半导体层之间，其中所述第一电极通过所述半导体层与所述第一型半导体层电性连接。
10.根据权利要求1所述的红光发光二极管，还包括导电结构层，设置于所述第二侧且位于所述第二型半导体层与所述第二电极之间。
11.根据权利要求10所述的红光发光二极管，其中所述导电结构层包括：
透明导电层；以及
多个欧姆金属结构，所述多个欧姆金属结构位于所述透明导电层与所述第二型半导体层之间，且所述透明导电层包覆所述多个欧姆金属结构。
12.根据权利要求10所述的红光发光二极管，其中所述导电结构层包括透明导电层。
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