TW201517298A - 發光結構的製造方法 - Google Patents

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Chin-Hao Su
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Abstract

發光結構的製造方法包括以下步驟。首先，形成發光晶粒結構於承載基板，其中發光晶粒結構包括序形成於承載基板之第一型半導體磊晶層、發光層及第二型半導體磊晶層，發光晶粒結構具有一貫穿第二型半導體磊晶層、發光層與部分第一型半導體磊晶層之電極開孔。然後，形成電流阻擋層覆蓋電極開孔之內側壁。然後，形成電流擴散層覆蓋電流阻擋層，其中電流擴散層藉由電流阻擋層與電極開孔之內側壁隔離。然後，移除覆蓋電極開孔之內側壁的電流阻擋層。

Description

發光結構的製造方法
本發明是有關於一種發光結構的製造方法，且特別是有關於一種改善半導體磊晶層短路的發光結構的製造方法。
傳統的發光晶粒結構包括依序形成於基板的第一型半導體磊晶層、發光層及第二型半導體磊晶層，其中電極開孔貫穿第二型半導體磊晶層、發光層與部分第一型半導體磊晶層，以露出第一型半導體磊晶層。然而，在後續製程中，由於電極開孔係露出第一型半導體磊晶層及第二型半導體磊晶層，使第一型半導體磊晶層與第二型半導體磊晶層容易因為後續形成之其它結構的電性橋接而短路。
本發明係有關於一種發光結構的製造方法，可改善第一型半導體磊晶層與第二型半導體磊晶層電性短路的問題。
根據本發明之一實施例，提出一種發光結構的製造方法。製造方法包括以下步驟。提供一承載基板；形成一發光晶粒結構於承載基板，其中發光晶粒結構包括依序形成於承載基板 之一第一型半導體磊晶層、一發光層及一第二型半導體磊晶層，發光晶粒結構具有一貫穿第二型半導體磊晶層、發光層與部分第一型半導體磊晶層之電極開孔，且電極開孔具有一露出第一型半導體磊晶層、發光層及第二型半導體磊晶層之側面之內側壁；形成一第一電流阻擋層覆蓋內側壁；形成一第二電流阻擋層於第二型半導體磊晶層上；形成一電流擴散層覆蓋第一電流阻擋層及第二電流阻擋層，其中電流擴散層藉由第一電流阻擋層與電極開孔之內側壁隔離；形成一圖案化電流擴散層覆蓋第二電流阻擋層；移除覆蓋電極開孔之內側壁的第一電流阻擋層；形成一第一電極於從電極開孔露出之第一型半導體磊晶層上；以及，形成一第二電極於圖案化電流擴散層上。
根據本發明之另一實施例，提出一種發光結構的製造方法。製造方法包括以下步驟。提供一承載基板；形成一發光晶粒結構於承載基板，其中發光晶粒結構包括依序形成於承載基板之一第一型半導體磊晶層、一發光層及一第二型半導體磊晶層，發光晶粒結構具有一貫穿部分第一型半導體磊晶層、發光層與第二型半導體磊晶層且露出第一型半導體磊晶層之電極開孔，且電極開孔具有一露出第一型半導體磊晶層、發光層及第二型半導體磊晶層之側面之內側壁；形成一第一電流阻擋層覆蓋內側壁；形成一第二電流阻擋層於第二型半導體磊晶層之上表面；形成一電流擴散層覆蓋第一電流阻擋層及第二電流阻擋層，其中第一電流阻擋層隔離電流擴散層與內側壁；形成一圖案化電流擴 散層覆蓋第二電流阻擋層；形成一第一電極於從電極開孔露出之第一型半導體磊晶層，其中第一電極透過第一電流阻擋層阻與電極開孔之內側壁隔離；形成一第二電極於從電極開孔露出之圖案化電流擴散層上；以及；移除覆蓋電極開孔之內側壁的第一電流阻擋層。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100、200、300‧‧‧發光結構
110‧‧‧承載基板
120‧‧‧發光晶粒結構
121‧‧‧第一型半導體磊晶層
121u、123u‧‧‧上表面
122‧‧‧發光層
123‧‧‧第二型半導體磊晶層
124‧‧‧電極開孔
124w‧‧‧內側壁
130‧‧‧第一電流阻擋層
131‧‧‧底部
140‧‧‧第二電流阻擋層
150'‧‧‧電流擴散層
150‧‧‧圖案化電流擴散層
151‧‧‧突出結構
160‧‧‧圖案化光阻層
170‧‧‧第一電極
180‧‧‧第二電極
第1A至8圖繪示依照本發明一實施例之發光結構的製造過程圖。
第9A至9C圖繪示依照本發明另一實施例之發光結構的製造過程圖。
第10圖繪示依照本發明另一實施例之發光結構的剖視圖。
請參照第1A至8圖，其繪示依照本發明一實施例之發光結構的製造過程圖。
如第1A及1B圖所示，其中第1A圖繪示第1B圖中沿方向1A-1A’的剖視圖。提供一承載基板110。然後，可採用例如是沉積技術，形成發光晶粒結構120於承載基板110，其中發光晶粒結構120包括依序形成於承載基板110之第一型半導體磊晶層121、發光層122及第二型半導體磊晶層123。發光晶粒結構120具有貫穿第二型半導體磊晶層123、發光層122與部分第一型半 導體磊晶層121之電極開孔124。電極開孔124具有一露出第一型半導體磊晶層121、發光層122及第二型半導體磊晶層123之側面的內側壁124w；換句話說，第一型半導體磊晶層121之內側面、發光層122之內側面及第二型半導體磊晶層123之內側面從電極開孔124露出而定義電極開孔124的內側壁124w。
第一型半導體磊晶層121例如是P型半導體層，而第二型半導體磊晶層123則為N型半導體層；或是，第一型半導體磊晶層121是N型半導體層，而第二型半導體磊晶層123則為P型半導體層。其中，P型半導體層例如是摻雜硼(B)、銦(In)、鎵(Ga)或鋁(Al)等三價元素之氮基半導體層，而N型半導體層例如是摻雜磷(P)、銻(Ti)、砷(As)等五價元素之氮基半導體層。發光層122可以是三五族二元素化合物半導體(例如是砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、磷化鎵(GaP)、氮化鎵(GaN))、三五族多元素化合物半導體(例如是砷化鋁鎵(AlGaAs)、磷砷化鎵(GaAsP)、磷化鋁鎵銦(AlGaInP)、砷化鋁銦鎵(AlInGaAs))或二六族二元素化合物半導體(例如是硒化鎘(CdSe)、硫化鎘(CdS)、硒化鋅(ZnSe))。
如第2A及2B圖所示，第2A圖繪示第2B圖中沿方向2A-2A’的剖視圖。可採用例如是微影製程(塗佈/曝光/顯影)，形成第一電流阻擋層130覆蓋第二型半導體磊晶層123之部分上表面123u、整個內側壁124w及第一型半導體磊晶層121從電極開孔124露出之上表面121u。本實施例中，部分第一電流阻擋層130覆蓋部分上表面123u。另一實施例中，第一電流阻擋層130可不覆蓋上表面123u。第一電流阻擋層130係一物理阻擋層，其可隔離內側壁 124w(從電極開孔124露出的第一型半導體磊晶層121之內側面、發光層122之內側面及第二型半導體磊晶層123之內側面)與後續形成的導電結構，避免第一型半導體磊晶層121與第二型半導體磊晶層123被此導電結構電性橋接而短路。
如第2A及2B圖所示，可採用例如是微影製程，形成第二電流阻擋層140於第二型半導體磊晶層123之上表面123u上。此外，第二電流阻擋層140與第一電流阻擋層130可同一製程中一次形成或相異製程中分別形成。
如第3圖所示，可採用例如是沉積技術，形成電流擴散層150’全面地覆蓋第一電流阻擋層130及第二電流阻擋層140，其中電流擴散層150’藉由第一電流阻擋層130與電極開孔124之內側壁124w隔離。由於電流擴散層150’與電極開孔124之內側壁124w隔離，故可避免電流擴散層150’電性橋接第二型半導體磊晶層123與第一型半導體磊晶層121而導致第二型半導體磊晶層123與第一型半導體磊晶層121短路。此外，電流擴散層150’係由透明導電材料形成，例如是由銦錫氧化物形成。
如第4圖所示，可採用例如是微影製程，形成圖案化光阻層160於電流擴散層150’上，其中圖案化光阻層160覆蓋整個第二電流阻擋層140及部分第一電流阻擋層130。由於圖案化光阻層160與電極開孔124並未重疊，使後續圖案化製程中，形成於電極開孔124之內側壁124w上的第一電流阻擋層130可被移除。
如第5圖所示，可採用例如是蝕刻技術，透過第4圖 之圖案化光阻層160，圖案化電流擴散層150’，使其成為圖案化電流擴散層150。詳細而言，電流擴散層150’與圖案化光阻層160重疊的部分保留而形成圖案化電流擴散層150。圖案化電流擴散層150位於第二電極180(第8圖)正下方，可擴大電流分布範圍，進而將出光範圍往未被第二電極180覆蓋的二側擴大。
如第6圖所示，可採用例如是蝕刻技術，透過同一圖案化光阻層160，移除覆蓋電極開孔124之內側壁124w的第一電流阻擋層130。由於採用同一圖案化光阻層160，故本步驟不需要使用光罩重新對位，因此可精準且完全地移除覆蓋電極開孔124之內側壁124w的第一電流阻擋層130。
本實施例中，形成於第二型半導體磊晶層123上之第一電流阻擋層130部分被電流擴散層150覆蓋，因此在蝕刻製程中被保留下來。另一實施例中，由於被覆蓋的部分甚薄，也有可能在蝕刻製程中被移除，此將於第10圖說明。
此外，移除覆蓋電極開孔124之內側壁124w的第一電流阻擋層130之步驟與形成對電流擴散層150’進行圖案化之步驟可於同一製程中一次完成或於相異製程中分別完成。
如第7圖所示，可採用例如是蝕刻技術或剝膜方式，移除第6圖之圖案化光阻層160，以露出圖案化電流擴散層150。
如第8圖所示，可採用例如是微影製程，形成第一電極170於從電極開孔124露出之第一型半導體磊晶層121上，以電性連接第一型半導體磊晶層121。
如第8圖所示，可採用例如是微影製程，形成第二電極180於圖案化電流擴散層150上，以形成發光結構100。第二電極180透過圖案化電流擴散層150電性連接於第二型半導體磊晶層123。此外，第二電極180與第一電極170可於同一製程中一次完成或於相異製程中分別完成。
請參照第9A至9C圖，其繪示依照本發明另一實施例之發光結構的製造過程圖。與前述實施例之發光結構的製造方法不同的是，本實施例之發光結構的第一電極170及/或第二電極180係於移除覆蓋電極開孔124之內側壁124w的第一電流阻擋層130之步驟前形成。
如第9A圖所示，於圖案化電流擴散層150之形成步驟(第5圖)後，可採用例如是蝕刻技術或剝膜方式，移除圖案化光阻層160，以露出圖案化電流擴散層150。
如第9A圖所示，可採用例如是蝕刻技術，移除第一電流阻擋層130之底部131，以露出第一型半導體磊晶層121，其中底部131在未被移除前係覆蓋第一型半導體磊晶層121之上表面121u。
如第9B圖所示，可採用例如是微影製程，形成第一電極170填滿於從電極開孔124露出之第一型半導體磊晶層121之上表面121u上，其中第一電極170電性接觸第一型半導體磊晶層121，但透過第一電流阻擋層130與電極開孔124之內側壁124w(包括第二型半導體磊晶層123的內側面)隔離。
如第9B圖所示，可採用例如是微影製程，形成第二電極180於圖案化電流擴散層150上，其中第二電極180透過圖案化電流擴散層150電性連接第二型半導體磊晶層123。此外，第二電極180與第一電極170可於同一製程中一次完成或於相異製程中分別完成。
如第9C圖所示，可採用例如是微影製程，移除覆蓋電極開孔124之內側壁124w的第一電流阻擋層130，以形成發光結構200。
請參照第10圖，其繪示依照本發明另一實施例之發光結構300的剖視圖。發光結構300包括承載基板110、發光晶粒結構120、第二電流阻擋層140及圖案化電流擴散層150。與發光結構100不同的是，本實施例之發光結構300之第一電流阻擋層130係於第6圖之蝕刻步驟中被移除，使圖案化電流擴散層150形成一懸空的突出結構151。雖然圖案化電流擴散層150形成懸空的突出結構151，然圖案化電流擴散層150仍與發光晶粒結構120之發光層122及第一型半導體磊晶層121電性隔離。如此，可避免第二型半導體磊晶層123透過圖案化電流擴散層150去電性連接發光層122或第一型半導體磊晶層121。
此外，發光結構200亦可形成有類似發光結構300的突出結構151，容此不再贅述。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識 者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
110‧‧‧承載基板
121‧‧‧第一型半導體磊晶層
121u、123u‧‧‧上表面
123‧‧‧第二型半導體磊晶層
124‧‧‧電極開孔
124w‧‧‧內側壁
130‧‧‧第一電流阻擋層
140‧‧‧第二電流阻擋層

Claims (11)

  1. 一種發光結構的製造方法，包括：提供一承載基板；形成一發光晶粒結構於該承載基板，其中該發光晶粒結構包括依序形成於該承載基板之一第一型半導體磊晶層、一發光層及一第二型半導體磊晶層，該發光晶粒結構具有一貫穿該第二型半導體磊晶層、該發光層與部分該第一型半導體磊晶層之電極開孔，且該電極開孔具有一露出該第一型半導體磊晶層、該發光層及該第二型半導體磊晶層之側面之內側壁；形成一第一電流阻擋層覆蓋該內側壁；形成一第二電流阻擋層於該第二型半導體磊晶層上；形成一電流擴散層覆蓋該第一電流阻擋層及該第二電流阻擋層，其中該電流擴散層藉由該第一電流阻擋層與該電極開孔之該內側壁隔離；形成一圖案化電流擴散層覆蓋該第二電流阻擋層；移除覆蓋該電極開孔之該內側壁的該第一電流阻擋層；形成一第一電極於從該電極開孔露出之該第一型半導體磊晶層上；以及形成一第二電極於該圖案化電流擴散層上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該形成圖案化電流擴散層之步驟及該移除覆蓋於該電極開孔內之該內側壁 的該第一電流阻擋層之步驟包括：形成一圖案化光阻層於該電流擴散層上；透過該圖案化光阻層圖案化該電流擴散層，而形成該圖案化電流擴散層，並且透過同一該圖案化光阻層移除覆蓋於該電極開孔之該內側壁的該第一電流阻擋層；以及移除該圖案化光阻層，以露出該圖案化電流擴散層。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中部分該第一電流阻擋層覆蓋該第二型半導體磊晶層之上表面，且該圖案化電流擴散層更覆蓋該部分第一電流阻擋層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中形成該第一電流阻擋層之步驟與形成該第二電流阻擋層之步驟係於同一製程中完成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中於形成該第一電流阻擋層覆蓋該內側壁之步驟中，該第一電流阻擋層之一部分覆蓋該第二型半導體磊晶層之上表面；於形成該圖案化電流擴散層覆蓋該第二電流阻擋層之步驟中，該圖案化電流擴散層更覆蓋該第一電流阻擋層之該部分；移除覆蓋該電極開孔之該內側壁的該第一電流阻擋層之步驟更包括：移除被該圖案化電流擴散層覆蓋的該第一電流阻擋層之該 部分，使該圖案化電流擴散層形成一懸空的突出結構。
  6. 一種發光結構的製造方法，包括：提供一承載基板；形成一發光晶粒結構於該承載基板，其中該發光晶粒結構包括依序形成於該承載基板之一第一型半導體磊晶層、一發光層及一第二型半導體磊晶層，該發光晶粒結構具有一貫穿部分該第一型半導體磊晶層、該發光層與該第二型半導體磊晶層且露出該第一型半導體磊晶層之電極開孔，且該電極開孔具有一露出該第一型半導體磊晶層、該發光層及該第二型半導體磊晶層之側面之內側壁；形成一第一電流阻擋層覆蓋該內側壁；形成一第二電流阻擋層於該第二型半導體磊晶層之上表面；形成一電流擴散層覆蓋該第一電流阻擋層及該第二電流阻擋層，其中該第一電流阻擋層隔離該電流擴散層與該內側壁；形成一圖案化電流擴散層覆蓋該第二電流阻擋層；形成一第一電極於從該電極開孔露出之該第一型半導體磊晶層，其中該第一電極透過該第一電流阻擋層阻與該電極開孔之該內側壁隔離；形成一第二電極於從該電極開孔露出之該圖案化電流擴散層上；以及移除覆蓋該電極開孔之該內側壁的該第一電流阻擋層。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，更包括：形成一圖案化光阻層於該電流擴散層上，透過該圖案化光阻層圖案化該電流擴散層；以及移除該圖案化光阻層，以露出該圖案化電流擴散層。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中部分該第一電流阻擋層覆蓋該第二型半導體磊晶層之該上表面，且該圖案化電流擴散層更覆蓋該部分第一電流阻擋層。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中形成該第一電流阻擋層之步驟與形成該第二電流阻擋層之步驟係於同一製程中完成。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中於形成該第一電極於從該電極開孔露出之該第一型半導體磊晶層之步驟前，該製造方法更包括：移除該第一電流阻擋層之底部，以露出該第一型半導體磊晶。
  11. 如申請專利範圍第6項所述之製造方法，其中於形成該第一電流阻擋層覆蓋該內側壁之步驟中，該第一電流阻擋層之一 部分覆蓋該第二型半導體磊晶層之上表面；於形成該圖案化電流擴散層覆蓋該第二電流阻擋層之步驟中，該圖案化電流擴散層更覆蓋該第一電流阻擋層之該部分；移除覆蓋該電極開孔之該內側壁的該第一電流阻擋層之步驟更包括：移除被該圖案化電流擴散層覆蓋的該第一電流阻擋層之該部分，使該圖案化電流擴散層形成一懸空的突出結構。
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