TW563262B - Light emitting diodes including modifications for submount bonding and manufacturing methods therefor - Google Patents

Light emitting diodes including modifications for submount bonding and manufacturing methods therefor Download PDF

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TW563262B TW091116373A TW91116373A TW563262B TW 563262 B TW563262 B TW 563262B TW 091116373 A TW091116373 A TW 091116373A TW 91116373 A TW91116373 A TW 91116373A TW 563262 B TW563262 B TW 563262B
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Description

(1) 故、發明說明 一、 (發明說明應敘明··發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 相亙春照宥關申請i 本申請案宣稱取得：於2002年1月30日提出申請之標題 為’’發光二極體（LED)晶粒附著方法和因此得到的結構，，的 ^時專利申請序號第06/352,941號，於2001年7月23日提 出申請之標題為”發光二極體之倒裝晶片接合法”的臨時 專利申請序號第60/307,311號，於2001年7月23曰提出申 睛之標題為，，倒裝晶片發光二極體之熱音波接合法”的臨 時專利申請序號第60/307,234號，以及於2002年1月25日 提出申請之標題為，，包括用於光萃取之修改的發光二極體 及其製造方法，，的專利申請序號第1〇/〇57,82 1號的利益和 優先權；將所有申請案的披露事物以整個地引用的方式併 入本文中，好像完全地宣示於本文中那樣。 發明領域 本發月與破電子裝置（microelectronic device)及其製造 方法有關；且更特別是，與諸如發光二極體（LED)的發光 裝置及其製造方法有關。 發明背景
致：能夠涵 子基底上面的二極體區域。微電子基底可能包 疋坤化鎵’磷化鎵，關於它們的合金，碳化石夕 6 (sapphire)。在LED方面的連續性研發已經導 盖可見光譜及超出其範圍的諸多具有高效率和 563262
(2) 機械強固性的光源。這些屬性與固態裝置的潛在長使用壽 命（service life)相結合可能使其能夠適用於各種新的顯 示器應用，並且可能使LED就定位來和地位鞏固白熾燈和 螢光燈競爭。 基於氮化鎵（Gallium Nitride，GaN)的LED，一般說來包 括：諸如碳化矽（Silicon carbide，SiC)或藍寶石的絕緣或 半導電基底’在其上則沉積複數個基於GaN的磊晶層。磊 晶層包括：具有p-n接面之一活性區（active region)或二極 體區，當它被激勵（energized)時就會發光。 可能以基底面朝下的方式將LED黏裝在次安裝上面，該 次安裝也稱為：包裝（package)或導線架（lead frame)(以下 被指稱為”次安裝π)。相對照下，發光二極體的倒裝晶片 黏合法（Flipchip mounting)涉及：以基底面朝上（即：遠離 次安裝）的方式將LED黏裝在次安裝上面。光可能被萃取 ，並且通過基底而射出。針對黏裝基於sic的led而言， 倒裝晶片黏合法可能是一種尤其想要的技術。特別是，由 於SiC具有的折射率（index 〇f refraction)比GaN還高；故 而在GaN/SiC界面處，在活性區或二極體區中所產生的光 通常不會冤全内部反射（即：反射回到基於G aN的諸層中） 。基於S i C的L E D之倒裝晶片黏合法也能夠改善：其技藝 為人所熟知的某些基底整形（substrate-shaping)技術的效 果。SiC LED的倒裝晶片包裝法可能具有其它利益，諸如 :改善的熱消耗；該利益可能是想要的，端視針對LED的 特定應用而定。 563262
(3) 因為SiC的折射率高，所以在基底的表面處，通常sic 基底的光易於完全内部反射到基底中，除非光以—種彳目& 低的入射角（即：相當接近於法線（normal))照在表面上。 針對全内反射（total internal reflection)的臨界角（eritical angle)通常取決於和SiC形成界面的材料。藉由整形Sic某 底就有可能增加從一種基於SiC的LED輸出的光，而整形 的方式則是：藉由造成更多射線（ray)以低入射角照在siC 的表面上來限制全内反射。在上文所引用的美國專利申請 序號第1 0/05 7,82 1號中，教導複數個這樣的整形技術和因 此得到的裝置。 關於倒裝晶片黏合法之一潛在問題是：當使用傳統技術 來將LED黏裝在次安裝上時，就會將一種諸如銀環氧樹脂 (silver epoxy)的導電晶粒附著材料（die attach material) 沉積在LED及/或包裝上，並且將LED和次安裝壓製在一起 。這樣會造成黏性導電晶粒附著材料擠壓出來，進而與 LED裝置中的N型基底及/或諸層接觸，藉此形成：能夠短 路在活性區中之p - n接面的一種蕭特基二極體連接 (Schottky diode connection) ° 由¥接’熱首波洗滌（thermosonic scrubbing)及/或熱壓 接合（thermocompression bonding)所形成的諸多金屬-金 屬接合法都是替換性附著技術。然而，錫（Sn)是大多數焊 料種類中的一種成份；錫從接合表面遷移到裝置中可能會 造成不想要的裝置品質降低。這種遷移（migrati〇n)可能會 干擾·諸如歐姆接點（ohmic contact)的金屬-半導體界面 563262
(4) 及/或諸如可作鏡子用的反射界面之金屬-金屬界面的功 能。 發明概要
根據本發明的一些實施例的發光二極體包括：一基底； 一磊晶區，其在基底上面且其中包括二極體區；以及一多 層導電堆® ’它包括在系晶區上面且隔者系晶區與基底相 對之一阻障層。純化層至少部份地延伸在多層導電堆疊上 面且隔著堆疊與磊晶區相對，以便界定一接合區，其在多 層導電堆疊上面且隔著堆疊與磊晶區相對。鈍化層也會延 伸：遍及多層導電堆疊，遍及磊晶區，以及在基底上面。
在本發明的一些實施例中，鈍化層對用來將接合區附著 在次安裝上的接合材料而言是不可潤濕的（non-wettale) 。在本發明對其它實施例中，多層導電堆疊和磊晶區都包 括側壁（sidewall)，因而鈍化層會延伸在多層導電堆疊和 磊晶區的側壁上面。在本發明的其它實施例中，將接合層 配備在接合區上面。在本發明的一些實施例中，接合層包 括側壁，因而純化層也會延伸在接合層的側壁上面。在其 它實施例中，純化層不會延伸在接合層側壁上面。在本發 明的其它實施例中，將黏附層及/或焊料潤濕層（solder wettinglayer)配備在多層導電堆疊與接合層之間。在本發 明的其它實施例中，黏附層包括黏附層側壁，因而鈍化層 也會延伸在黏附層側壁上面。在其它實施例中，鈍化層不 會延伸在黏附層側壁上面。 在本發明的其它實施例中，基底包括：鄰接著磊晶區的 -10- 563262
(5) 第一表面（firstface)，以及與蟲晶區相對的第二表面。在 本發明的一些實施例中，接合層具有的表面積比多層導電 堆疊還小，多層導電堆疊具有的表面積比磊晶區還小，以 及磊晶區具有的表面積比第一表面還小。在本發明的其它 實施例中，第二表面具有的表面積也比第一面積還小。
本發明的其它實施例包括··次安裝，以及在接合層與次 安裝之間的黏合劑。在本發明的一些實施例中，黏合劑是 一種熱壓黏合劑。在本發明的其它實施例中，黏合劑包括 焊料。
根據本發明的其它實施例的發光二極體包括：具有第一 和第二相對表面（opposing faces)，第二表面具有的表面 積比第一表面還小。將悬晶區配備在第一表面上且其中包 括二極體區。歐姆層是在磊晶區上面且隔著磊晶區與基底 相對。反射層是在歐姆層上面且隔著歐姆層與磊晶區相對 。阻障層是在反射層上面且隔著反射層與歐姆層相對。黏 附層是在阻障層上面且隔著阻障層與反射層相對。接合層 是在黏附層上面且隔著黏附層與阻障層相對。在其它實施 例中，焊料潤濕層是在黏附層上面且隔著黏附層與阻障層 相對。本發明的其它實施例進一步包括：次安裝，以及在 接合層與次安裝之間的黏合劑。 在本發明的一些實施例中，歐姆層包括··始（platinum) ，I巴（palladium)，鎳 / 金，氧化鎳 /金（nickel oxide/gold) ，氧化鎳/舶，欽（t i t a n i u m)及/或鈥/金。在本發明的其它 實施例中，反射層包括：鋁及/或銀。在本發明的一些實 -11 - 563262
⑹
施例中，阻障層包括：鎢，鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢。在本 發明的其它實施例中，阻障層包括：包含鎢的第一層，以 及在第一層上面之包含錄的第二層。在本發明的一些實施 例中，焊料具有大約210 °C以下的回流溫度（reflow temperature);並且阻障層包括一鈥/鵪層，其厚度在大約 500 A (埃）與大約50,000人之間。在本發明的其它實施例 中，焊料具有大約2 1 0 °C以上的回流溫度；並且阻障層包 括：大約為5000人厚之鈦/鎢的第一層，以及在第一層上 面的大約2000人厚之包含鎳的第二層。在本發明的其它實 施例中，焊料具有大約2 5 0 °C以上的回流溫度；並且阻障 層包括：大約為5000人厚之鈦/鎢的第一層，以及在第一 層上面的大約2000人厚之包含鎳的第二層。
在本發明的其它貫施例中’蟲晶區具有的表面積比第二 表面還小。阻障層，反射層以及歐姆層都具有相同表面積 ，它小於蟲晶區的表面積。黏附層和接合層都具有相同表 面積，它小於：阻障層，反射層以及歐姆層的表面積。在 本發明的其它實施例中，也可能提供像以上描述那樣的鈍 化層。 根據本發明的一些實施例的鈍化層會提供：用來防止外 部短路遍及砉晶區的構件（means)。而且，根據本發明的 一些實施例之包括鎢，鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢，或者是鈦/ 鎢和鎳層的阻障層會提供：用來減少錫及/或其它潛在的 有害物質（deleterious material)遷移到多層導電堆疊中的 構件。 -12- 563262
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根據本發明的一些實施例，藉由磊晶方式將複數個隔開 的台面區（mesaregion)形成在一基底上面，就可能製造諸 多發光二極體，其中：台面區中包括二極體區。譬如說， 使用照相石版印刷術（photo lithography)，將第一減縮面 積區（reduced area region)界面在台面區上面。將包括阻 障層之多層導電堆疊形成在台面區的第一減縮面積區上 面。將純化層形成在：兩個台面區之間的基底上面，台面 區的曝光部份上面，以及多層導電堆疊的曝光部份上面。 I屯化層會將第二減縮面積區界定在多層導電堆疊上面。將 接合層形成在多層導電堆疊的第二減縮面積區上面。然後 在兩個台面區之間加以切割基底，以便產生複數個發光二 極體。在本發明的其它實施例中，繼切割之後，就是將接 合層焊接到次安裝。在本發明的一些實施例中，使用熱壓 接合法。在本發明的其它實施例中，使用焊料接合法 (selder bonding) 〇 圖式簡單說明
圖1係為在根據本發明的一些實施例的中間製造步騾期 間發光二極體的截面圖。 圖2係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 騾期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖 。 圖3係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 驟期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。 -13 - 563262
⑻ 圖4係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 騾期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。 圖5係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 驟期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。
圖6係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 驟期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。 圖7係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 驟期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。 圖8係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 騾期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。
圖9係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造步 驟期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一截 面圖。 圖1 0係為在根據本發明的一些實施例的諸多中間製造 步驟期間，根據本發明的一些實施例的發光二極體的另一 截面圖。 圖1 1 A以曲線圖來說明根據本發明的一具體實施例之 發光二極體的測試結果。 圖1 1 B以曲線圖來說明根據本發明的一具體實施例之 -14- 563262
is涵 發光二極體的測試結果。 圖1 1 C以曲線圖來說明根據本發明的一具體實施例之 發光二極體的測試結果。 圖1 1 D以曲線圖來說明根據本發明的一具體實施例之 發光二極體的測試結果。 圖1 2 A以曲線圖來說明根據本發明的一替代實施例之 發光二極體的測試結果。
圖1 2 B以曲線圖來說明根據本發明的一替代實施例之 發光二極體的測試結果。 圖1 2 C以曲線圖來說明根據本發明的一替代實施例之 發光二極體的測試結果。 圖1 2D以曲線圖來說明根據本發明的一替代實施例之 發光二極體的測試結果。 較佳實施例之闡述
現在參考諸多附圖，在下文中將會更加徹低地描述本發 明，而在附圖中則顯示本發明的諸多實施例。然而，本發 明可能以複數個替換形式來具體實例，並且不應該被詮釋 為受限於宣示在本文中的諸多實施例。 於是，雖然本發明容易受各種修改和替換形式的影響， 其中諸多特定實施例都是藉由附圖中的實例加以顯示，進 而將會在本文中詳加描述。然而，應該瞭解的是：並不打 算將本發明限制在已披露的特定形式；正好相反，本發明 涵蓋了所有的修改，等效物（equivalent)以及替換物 (alternative)，而它們都是落入像申請專利範圍所界定那 -15- 563262 (ίο)
樣的本發明之精神和範圍中。同樣的數字皆指出同樣的元 件’遍及附圖描述。在附圖中，為了清晰起見，可能會誇 張顯示一些層和區域的尺寸。也要瞭解的是：當將諸如一 個層’區域或基底之一元件指稱為，，在另一元件上面 another element)時，它可能是直接位在另一元件 上面或者可能有一些介入元件（intervening elements)存 在。相對照下，當將諸如一個層，區域或基底之一元件指 稱為’’直接位在另一元件上面"（’’directly on，f another element)時，就沒有一些介入元件存在。而且，在本文中 所描述和圖示的每個實施例也包括：它的互補導電型 (conductivity type)實施例。
現在將會描述本發明的諸多實施例，通常指的是：在基 於碳化矽的基底上面之基於氮化鎵的發光二極體。然而， 將為那些熟習於此技藝者所暸解的是：本發明的複數個實 施例可能使用一種對發射光呈現不吸收（non-absorbing) 或透明的基底和一種折射率匹配的（index matched)發光 二極體系晶層的任何組合。在本發明的一些實施例中，基 底的折射率大於二極體的折射率。於是，諸多組合可能包 括：在GaP基底上面之AlGalnP二極體；在GaAs基底上面 之InGaAs二極體；在GaAs基底上面之AlGaAs二極體；在 SiC基底上面之SiC二極體；在藍寶石（A1203)基底上面之 S i C二極體；及/或在氮化鎵，碳化矽，氮化鋁，氧化鋅及 /或其它基底上面之基於氮化物的二極體。 本發明的一些實施例會提供一種金屬堆疊，它具有鈍化 -16- 563262
⑼ 層在其周界上面，該鈍化層會將接合區界定在led裝置上 面，而該接合區則非常適合於透過焊接法及/或熱音波洗 滌接合法來執行晶粒附著。本發明的其它實施例會提供一 些LDE裝置：它們能夠藉由使用焊接法及/或熱音波接合 法來施以倒裝晶片黏合；並且包括阻障層，它能夠減少或 消除：不想要的LED之金屬及/或半導體層品質降低。本 發明的其它實施例可能提供··鈍化層以及阻障層。本發明 的其它實施例會提供用來製造這些LED裝置的方法。根據 本發明的一些實施例的鈍化層可能提供：用來防止短路遍 及二極體區的構件。而且，根據本發明的一些實施例的阻 障層可能提供：用來減少錫及/或其它不需要的物質遷移 到LED中的構件。 在種傳統基於藍寶石的方法中，利用一種透明（ciear) 環氧树fe，將也被指稱為晶片（chip)或晶粒（心〇)的[ED附 著在次安裝上。在具有導電SiC基底之led的情形下，一 I又說來使用一種導電性充滿銀的環氧樹脂，將l E D和次 t裝互相附接。通常以磊晶面朝上以及將基底焊接到次安 裝的方式來包括：在Sic或藍寶石基底上面之傳統基於氮 化物的LED。 傳統基於SiC的LED的一些實施例具有：一 η型導電基底 ’以及在基底上面之一磊晶區，它包括一個或更多η型磊 晶層以及一個或更多ρ型磊晶層，以便界定二極體區。可 能將透明歐姆接點形成在ρ型磊晶led表面上。就像在上 文所引用的美國專利申請序號第丨〇/〇57,82丨號中所討論 -17- (12) 563262
/卩樣藉由知反射層形成在薄透明歐姆接點上面來改善 A自LED裝置的光萃取（light extraetiGn)可能是有益的。 反射層可作為將電流均句地散佈遍及薄歐姆接點之用，並 且也可作為使光反射回到基底中而遠離次安裝之用。
、不幸地，若來自坪接或者熱音波/熱壓接合的錫及/或其 它污染物（contaminant)從接合表面遷移到反射層，則反射 層可能變成較低反射性。而且，若污染物超出反射層而遷 移到透明歐姆接點，則透明歐姆接點可能發展出一種較高 的特走接觸電阻率（contact resistivity)，於是增加了裝置 的順向電壓（V F)。這兩種結果可能都被描述特性為：裝置 口口 質降低（degradation)。 反射層可能包括銀（Ag)及或銘（A1)，而薄透明歐姆層則 可能包括：鉑（Pt)，|巴（Pd)，鎳（Ni)，欽（Ti)，金（Au)，或 者這些元素的一種組合。不幸地，錫（S η)會和銀，鉑，金 以及用於半導體製造中的複數個其它金屬迅速地形成合 金。
根據本發明的一些實施例，可能形成在LED之ρ型表面 上的一連串導電層的第一部份（在本文中被稱為”多層導 電堆疊π)包括：一歐姆層，一反射層，以及一阻障層。在 —些實施例中，阻障層包括：一種鈦，鈦/鎢（TiW)及/或 氮化鈦/鎢（TiNW)的薄層。在其它實施例中，阻障層包括 :鈇/鎢的第一層，以及在第一層上面之包含鎳的第二層 在本發明的一些實施例中，利用諸如絕緣層的鈍化層而 -18- 563262 (13) 使金屬導電堆疊的這個部份和L E D裝置的頂端純化’因而 使得··焊料或共晶（eutectic)晶料附著材料不會變濕。鈍 化層可能藉由諸如化學蒸汽沉積法（Chemical Vapor Deposition)及 / 或反應錢射法（reactive sputtering)的傳統 式旋壓（spin-on)或沉積技術來形成’因而它能夠包括一種 絕緣性氧化物及/或氮化物，諸如··二氧化矽及/或氮化矽
在本發明的一些實施例中，然後在純化層中形成一口， 它具有的橫向尺寸（即：表面積）小於阻障層的橫向尺寸， 使得：只有阻障層的一部份表面才會曝光。可能使用傳統 照相石版印刷術和姓刻技術來產生這樣一種開口。將可能 包含T1 (鈇）之一任選黏附層形成在開口中；並且也會形成 可能包括Au (金），Sn (錫）及/或AuSn (金錫）之一厚接合層 。在其它實施例中，將一任選焊料潤濕層（s〇lder wetting layer)配備在黏附層與接合層之間。焊料潤濕層能夠提供
焊料與LED之間的一種增強式機械連接，它能夠增加連接 的男切強度（shear strength)。 在本發明的一些實施例中，若在電氣測試期間因探針尖 端而將機械應力施加到多層導電堆疊，則接合層可作為保 護阻障層之用。再者，在本 層中的金（Au)可作為保護阻 發明的一些實施例中，在接合 障層免於氧化作用。在本發明 的八匕貝犯例中，在接合層中可能使用AuSn作為一種共 晶晶粒附著材料，透過當作焊料#合法之一替換方法的熱 曰波或”、、、[接合法，可能使用該材料來將和次安裝互 -19 > 563262 (14) 相焊接。
根據本發明的一些實施例的多層導電堆疊可能非常適 合於固態裝置在於：本發明的一些實施例能夠提供一種比 當使用Ni或NiV來形成焊料阻障層時可能達成的厚度還 薄得多的堆疊。在本發明的一些實施例中，包括W，TiW 及/或TiNW及/或W和Ni層的阻障層可能小於：當只使用 Ni作為阻障層時可能使用的厚度的一半。當考量固態裝置 之通常小的橫向尺寸時，以及當考量若有大的地形尺寸 (top〇graphical dimensions)存在而與使用傳統製造技術有 關聯的潛在困難時，此方法可能是有利的。該阻障層也能 夠提供：防範Sn及/或其它不需要物質遷移之一想要的垂 直阻障。
根據本發明的一些實施例的鈍化層能夠覆蓋LED的整 個系晶表面，但是使阻障層曝光的減縮面積開口除外；並 且能夠提供堰堤（dam)，以減少或防止：鍚及/或其它不需 要物負遷移到反射鏡層（reflectiVe mirror layer)或歐姆接 點中，或者向下到達金屬堆疊的邊緣。在具有導電基底之 LED的情形下，根據本發明的一些實施例的鈍化層也能夠 充作防止晶粒附著材料接觸基底之用。該接觸可能產生不 L要的效果’諸如：形成寄生（parasitic)蕭特基二極體。 在同功率位準處操作的大下面積led可能使用具有低 熱阻（thermal resistance)的包裝，以減少或防止：led裝 置效此的w貝降低。與金屬晶粒附著材料相比較，基於環 氧樹脂的晶粒附著材料可能具有高熱阻。在倒裝晶片組態 -20- 563262 (15)
中，將LED的p-n接面區加以黏裝，使它極為接近散熱包 裝（heat sinking package)，該包裝能夠旁路（bypass)基底 之熱阻。縱使SiC之熱阻很低，也可能將這種組態用於： 在本發明的一些實施例中之大面積基於SiC的LED。導因 於藍寶石的高熱阻，也可能將由本發明的一些實施例所提 供的金屬-金屬接合法用於具有藍寶石基底的LED中。因 此’可能將本發明的一些實施例用於大面積LED，因而可 能從使用一種接面朝下（倒裝晶片）金屬-金屬晶粒附著組 態中獲得利益。本發明的其它實施例可能與小面積LED — 起使用。
本發明的一些實施例也可能增加：在後續包裝和裝配步 驟期間，LED裝置能夠承受的允許溫度範圍。能夠針對後 續熱循環（thermal cycles)而巧妙處理（engineered)金屬-金屬接合法；譬如說，其中將led黏裝到印刷電路板。若 在300C下利用一種AuSn熱音波或熱壓黏合劑或者在230 °C下藉由SnAg焊料來將LED晶粒附著在它的次安裝上，則 在200°C下使用SnPb焊料的後續熱循環可能不會造成：因 加熱回流晶粒附著黏合劑而產生的機械故障（mechanical failure)。那就是，在昇高溫度（eievated temperature)下的 後續處理可能不會造成LED晶粒和次安裝分開。相對照下 ，使用基環氧樹脂的晶粒附著方法的LED可能不能承受高 的熱循環。而且，在熱處理期間，透明環氧樹脂可能變成 褪色（discolored)，因而導致不想要的光衰減（light attenuation) ° -21 - 563262
(16) 本發明的一些實施例也可能增加：在LED與次安裝之間 因此得到的接合之剪切強度。包括焊料阻障層會減少或防 止錫及/或其它不想要的物質觸及LED裝置的磊晶層，因 而能夠保存金屬-半導體界面的黏接強度（adhesive strength)，並且能夠導致一種更加強固又機械穩定的LED 裝置。特別是，已經發覺到：在金接合層下面包括有鎳焊 料潤濕層的實施例可能展現優質的剪切強度。
此外，本發明的一些實施例可能改善因此得到的裝置之 熱導率（thermal conductivity)。在可能載送的電流實質上 比傳統LED還高的所謂，，功率”（power)或大面積LED中， 這種效果可能特別明顯。在這些LED中，本發明的一些實 施例能夠防止或減少在金屬層内的π空隙形成f’ （voiding) 。空隙形成指的是：在一金屬區内形成實體空隙（v〇id)或 空間（space)。本發明的一些實施例可能充作維持在這種 金屬層内的一種緊密晶粒結構（tight grain structure)之用 ，藉以容許LED裝置：縱使在具有對應高的接面溫度之高 功率位準處操作，也能夠維持高熱導率（theirman conductivity)。改善的熱導率也可能繁助減少·將諸多LED 以及特別是功率LED加以包裝在其中之封裝劑材料 (encapsulant material)的品質降低。一般說來’這些封裝 劑對熱都是挺靈敏的，因此在曝露於高溫下有一段延長時 間之後，它可能變黃，因而變得比較不透明。藉由改善 led黏裝界面的熱導率，通過封裝劑所消耗的熱就可能較 少，它會導致減少品質降低。 -22- 563262
(17) 圖1圖解說明根據本發明的一些實施例之一 led裝置先 驅物（precursor) 10，包括：一基底20，它具有分別為20a 和20b的第一和第二相對表面；以及一磊晶區22，將它形 成在基底20的第一表面2〇a上。基底20可能包括：碳化矽 ，藍寶石，氮化鋁，氮化鎵或者任何其它適當的導電或不 導電基底2 0材料。在本發明的一些實施例中，基底2 〇對在 一預定波長範圍内的光輻射（optical radiation)是呈現透 明的。在本發明的一些實施例中，磊晶區2 2包括：一導電 緩衝層（buffer layer);以及複數個第111族氮化物（Group Ill-nitride)磊晶層，其中至少有一些層會提供二極體區。 顯示於圖1到1 0中的基底，磊晶層以及金屬層的尺寸都未 依比例繪製，而是為了圖解說明而加以跨張顯示。譬如說 ’藉由電漿增強式化學蒸汽沉積法Plasrna Enhanced Chemical Vapor Deposition，簡稱PECVD)，可能視情況 地將一種薄Si〇2及/或其它層（未示出）形成在磊晶區22的 表面上，以便在後續處理和清洗步騾期間加以保護它。 繼沉積磊晶區2 2之後，如圖2中所顯示，將磊晶區2 2施 以圖案設計（patterned)，以便形成複數個台面（mesa) 3〇 ，每個台面都有兩個側壁30a，30b。雖然並未圖示於圖2 中’但是台面30可能延伸進入基底20中。而且，在本發明 的一些實施例中，可能藉由透過在一罩幕（mask)中的諸多 開口以及利用選擇性磊晶生長，而不是敷蓋式（blanket) 蟲晶生長和I虫刻來形成諸多台面3 0。 仍然參考圖2，在本發明的一些實施例中，將一種光敏 -23 - 563262 (18) 竹种層形成在先驅物 抗姓劑（photoresist) 的表面上，並且施以圖案設計來曝光台面3〇的表面，藉此 將第一減縮面積30c界定在台面3〇的表面上。若有一任選 Si〇2層存在，則可能透過在光敏抗蝕劑24中的諸多開口 來蝕刻該層，以便曝光：在台面3〇中的磊晶區22之磊晶表 面層上的第一減縮面積3 〇 c。 然後，使用譬如說是傳統隆降起技術（Hft-〇ff technique)，將多層導電堆疊35形成在台面3〇的第一減縮 面積30c上。如圖3中所顯示，多層導電堆疊^包括：一歐 姆層32，一反射層34，以及一阻障層％。在本發明的一些 實施例中，歐姆層32包括：㉟；但在其它實施例中，該層 可牝包括·鈀’鎳’金，氧化鎳/金，氧化鎳/鉑，鈦及/或 鈦至在上文所引用的專利申請序號第1…Ο”，82丨號中描 述了歐姆層的龙令|、A 7 1 . /、匕貫她例。右I姆層32包括鉑（Pt)，則在 本發明的一些實施例中，它大約為25 A⑽)厚。反射層 34可能包括任何適合的反射性金屬，因而可能包括：铭 或(Ag)在本發明的-些實施例中，反射層34大約 ^ 旱在上文所引用的專利申請序號第1 0/0 5 7，8 2 1 號中描述了反射層的其它實施例。 在^發明的~些實施例中，阻障層36可能是烊料阻障層 “、誇如錫之焊料金屬與反射層3 4及/或歐姆層3 2 起反應。阻障層36包括：W，TiW及/或TiN/W;其厚度： 在本發明的一些實施例中，在大約500 A與大約50,000人 之間；而在本私日PI 甘、、 Λ月的其它實施例中，則大約為5 〇 〇 〇 A厚。 -24- (19) 在本發明的其它實施例中，阻障層3 6可能包括TiW，它具 大約5%鈥（Ti)和大約95%鎢（w)的一種合成物 (eompositon) 〇 田在大約2 1 〇 °c以下的回流溫度下執行焊料合操作（描 述_於^下、睡，^ ；T 就可把使用阻障層3 6的其它實施例，它們包 嫣或者&/鴣’而其厚度則在大約5〇〇 Α與大約3〇〇〇人 〇 暗' JL JiQf. . ^ ^在大約1 9 0 °C到大約2 1 0 °C的回流溫度下 使用共晶金/鉛/錫焊料時，根據本發明的一些實施例，可 使用·包括厚度在大約500A與大約3000人之間的鈦/ 鎢之一阻障層。 在本發明的其它實施例中，可能使用較高回流溫度以適 、’、^卜料’諸如：包括錫，銀及綈（antimony)的焊料， 匕們具有大約22〇t：到大約260 °C的回流溫度。這些焊料中 的一個貫例是：凱斯特（kester)廠牌型號R276AC的銀-錫 ^嘗（solder paste)，它是大約96.5%錫和大約3.5%銀。於 疋’在本發明的一些實施例中，阻障層3 6包括：大約為5 0 0 〇 人厚之鎢或鈦/鎢的第一層36a;以及在第一層36&上面的大 、約2〇〇〇 A厚之包含鎳的第二層36b。已經發覺到：本發明 的34些實施例中的某些實施例能夠承受在大約3 2 5 °C與大 約3 5 0 °C之間的溫度長達大約五分鐘之久，而沒有實質上 增加順向電壓（VF)或減少LED的光輸出。於是，在本發明 的一些實施例中，將一種包括鎢或鈦/鎢層3 6a和鎳36b的 多層阻障層36與具有大約2〇〇它以上的回流溫度的焊料一 起使用。在本發明的其它實施例中，可能將這些多層阻障 563262
(20) 層與具有大約2 5 〇它以上的回流溫度的焊料一起使用。 在本發明的一些實施例中，譬如說，使用電子束 (e-bearn)技術來沉積鎢，銀以及鉑，可能使用電子束技術 來沉積TiW ;但是在本發明的其它實施例中，則是同時地 濺射沉積Ti和W。此外，在本發明的其它實施例中，可能 在有氮存在時加以藏射沉積T i W，以便形成T i N / T i W層， 該層也會形成針對錫（Sn)擴散的阻障。 在本發明的其它實施例中，阻障層3 6基本上可能是由鎳 或NiV所組成。在本發明的其它實施例中，阻障層3 6可能 包括：以厚度在大約500人與大約10, 〇〇〇 A之間的金層完 全覆蓋的一種2500 A厚的鎳焊料阻障層。金層能夠防止鎳 層免於氧化。然而，使用鎳阻障層可能導致：因為錫遷移 而造成在昇高溫度和電流位準處之高得離譜的光和電效 月匕之品質降低。而且，由於薄膜應力（film stress)可能挺 高的，故而可能很難使用較厚的鎳膜。這樣可能會產生： 關於鎳層與鄰近的反射層及/或歐姆層之脫離疊層 (delamination)的顧慮。而且，在阻障層的邊緣處有金（Au) 存在，可能會產生：使錫（Sn)向下遷移並且到達阻障層的 邊緣附近之一路徑。 現在參考圖4，在本發明的一些實施例中，將純化層4〇 沉積或者在其它情況則是形成在LED裝置先驅物丨〇的第 一（或者慕晶側）表面2 〇 a上。在本發明的一些實施例中， 純化層40可能包括：以〇2及/或siN (可能依照理想配比的 或者非理想配比的（n 〇 n _ s t 〇 i c h i 0 m e t r i c)數量加以沉積）； (21)563262 並且可能 以沉積。， A厚。也/ 鈍化層形 及在阻障 現在參 化層4 0施 層40a和i| 份3 6 c。名 曝光：阻 明的其它 ，使得： 仍然參 附層5 5沉 •且將一接 計的鈍化 這些沉積 1000 Α厚 些實施例 中，接合 話），或者 些實施例 導致：不-著之金的， 藉由諸如PECVD及/或反應濺射法的傳統技術加 在本發明的一些實施例中，鈍化層4〇大約為15〇〇 (象圖4中所顯示的那樣，這種敷蓋式沉積也會將 成在：台面30和多層導電堆疊35的側壁上面，以 層36的曝光表面上。 考圖5，利用蝕刻罩幕（諸如光敏抗蝕劑）來將鈍 以圖案设計，以便：提供第一已圖案設計的鈍化 I擇性地曝露阻障層36之表面的第二減縮面積部 :本發明的其它實施例中，可能使用降起技術來 障層36之表面的第二減縮面積部份36^。在本發 實施例中，可能使用鈍化層4仏的選擇性沉積法 不需要使用一項分開的圖案設計步驟。 考圖5 ’然後將包含譬如說是鈦（丁丨）之一任選黏 積在阻障層36的第二減縮面積部份36c上面，並 合層60沉積在黏附層55上面。藉由使用已圖案設 層40a作為罩幕及/或使用降起技術，就可能執行 。在本發明的一些實施例中，黏附層5 5大約為 。接合層60可能包括：Au，Sn及/或AuSn;在一 中，它大約為1 000 A厚。在本發明的_些實施例 層60可能高達：大約1微米（pm)厚（如果是Au的 大約1 · 7微米厚（如果是A u S η的話）。然而，在 中，使用比大約1 000 Α還厚的金（Au)層，可能會 -致的（inconsistent)焊料回流處理；岑告 4者焊料附 9危裂（embrittlement)，它可能造成低剪切強产
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(22) 如圖示，根據本發明的一些實施例，已圖案設計的鈍化層 40a也會在黏附層55和接合層6〇的側壁上面。在其它實施 例中，已圖案設計的鈍化層40a並不會延伸在黏附層”和 接合層60的側壁上面。在這些實施例中，鈍化層可能延伸 在多層導電堆疊35的側壁上面。根據本發明的其它實施例 ’接合層60會延伸遠離多層導電堆疊35，因而超出已圖案 设計的純化層40a。在其它實施例中，接合層6〇並不會延 伸超出已圖案設計的鈍化層40a的外表面。 針對形成在導電基底上面的裝置而言，將諸多歐姆接點 以及一個打線接合區（wire bond pad)(未示出）形成在第二 基底表面20b上且隔著表面與磊晶區相對，以便形成一種 垂直導電的（vertically-conductive)裝置。在專利申請序號 第1〇/〇 5 7,82 1號中描述了複數個這樣的實施例。針對形成 在非導電基底上面的裝置而言，可能將諸多歐姆接點以及 金屬接合層（未示出）形成在LED裝置之一 n型磊晶區上面 ’以便形成一種水平導電的（horizontally-conductive)裝置 。在專利申請序號第1 0/057,82 1號中也顯示了複數個這樣 的實施例。 現在參考圖6 ’將先驅物丨〇切割成諸多個別發光二極體 1 〇 0 °圖6也顯示：將諸多l E D 1 0 0加以鋸開，使得它們都 具有一種斜側壁組態（beveled sidewall configuration) 70 ’以便增加光萃取。在專利申請序號第丨0/0 5 7，8 2 1號中描 逑了複數個其它基底整形實施例。 於是，圖6圖解說明根據本發明的一些實施例的發光二 -28- (23)563262 極體100 ，包括 )30，其在基底 堆疊3 5，其在磊 •一 &展2 0 ; —磊晶區（先前指稱為··台面 2 0上面且其中包括二極體區；一多層導電 曰曰區30上面且隔著磊晶區與基底2〇相對； 、 鈍化層4 0 b，它至少邵份地延伸在多層導電堆疊3 5 上面且隔耆堆暨與磊晶區30相對，以便界定第二減縮面積 區域36c，其在多層導電堆疊35上面且隔著堆疊與磊晶區 30相對。在一些實施例中，鈍化層4补也會延伸：遍及多 層導電堆疊35，石曰
遍及麻晶區3〇，以及在第一基底表面20a 上也像圖6中所顯示的那樣，在本發明的一些實施例中 I夕層導％堆璺3 5和磊晶區3 〇都包括側壁，因而鈍化層4 Μ 伸在夕層導電堆璺3 5和蟲晶區3 0的側壁上面。也像圖 1中所顯示的那樣，將接合層60配備在接合區36c上面。接 一曰〇也包括接合層侧壁，因而純化層4 0 b可能會或可能
不ό L伸在接合層側壁上面。最後，可能將一黏附層W 配備在多層導電堆疊35與接合層60之間，因而鈍化層4〇b
也可此會或可能不會延伸在黏附層5 5及/或接合層6 〇的側 壁上面。 仍然參考圖6，在本發明的一些實施例中，基底2〇包括 鄰接著磊晶區30的第一表面20a，以及與磊晶區3〇相對 的H t 一表面20b。像圖6中所圖解說明的那樣，接合層60 具有的表面積比多層導電堆疊35還小，而多層導電堆疊35 “有的表面積則比磊晶區3 〇還小。磊晶區3 0具有的表面積 比第一表面2〇a還小，第二表面20b具有的表面積也比第一 表面20a還小。 -29- (24) (24)563262
圖6也圖解說明根據本發明的一些實施例的發光二極體 ’包括一基底20· Η其有分別為20&和2〇b的第一和第二相 對表面’第二表面2〇b具有的表面積比第一表面2〇a還小。 庙日日區30疋在第表面20a上面，並且其中包括二極體區 。歐姆層32是在磊晶區30上面且隔著磊晶區與基底2〇相對 。反射層34是在歐姆層32上面且隔著歐姆層與磊晶區3〇 相對。障壁層36是在反射層34上面且隔著反射層與歐姆層 3 2相對。黏附層5 5是在阻障層3 6上面且隔著阻障層與反射 層3 4相對。最後’接合層6〇是在黏附層55上面且隔著黏附 層與阻障層3 6相對。 也像圖6中所顯示的那樣，在本發明的一些實施例中， 阻障層3 6包括·鵪’鈥/鎢及/或氮化鈇/鴣。在本發明的 其它實施例中，錫阻障層3 6包括：包含鎢的第一層3 6a， 以及在包含鎢的第一層36a上面之包含鎳的第二層3 6b。 也像圖6中所顯示的那樣，在本發明的一些實施例中， 蟲晶區30具有的表面積比第一表面2〇a還小。阻障層36， 反射層3 4以及歐姆層3 2都具有相同表面積，該表面積小於 系晶區3 0的表面積。黏附層5 5和接合層6 0具有相同表面積 ’該表面小於：阻障層36，反射層34以及歐姆層32的表面 積。 最後，也像圖6中所顯示的那樣，在本發明的一些實施 例中’系晶區30’歐姆層32’反射層34,阻障層36，黏附 層55以及接合層60,每層都包括有侧壁；而發光二極體ι〇〇 則進一步包括··在蟲晶區30,歐姆層32,反射層34以及阻 -30- (25) (25)563262 障層36之側壁上面的鈍化層儀。純化層_也可能合或可 :不會延伸在黏附層55及/或接合層6〇的侧壁上面：純化 層4〇b也可能延伸在基底2〇的第一表面2〇a上。 .圖二解說明本發明的其它實施例，其中接合層6〇包括 二料潤濕層62,以及一潤濕純化層…在—些實施例 誶料潤濕層62包括鎳，並且大約為2〇〇〇人厚。在一些 實施例中，潤濕敛化層64包括金（Au)，並且大約為5〇〇二人 厚。根據本發明的一些實施/ 仗用知坪枓潤濕層62能夠 鈥供針對焊料的增強式機械接合，它能夠増加連接的剪切 強度，進而能夠減少機械故障的可能性。 圖8圖解說明本發明的其它實施例，其中：接合層和 任選黏附層55不會延伸超出鈍化層4〇b的外緣4〇^根據本 發月的二只私例，當使用焊料接合法來將l E D黏裝到導 線架時，就可能使用這種組態。 圖1到8也圖解說明：根據本發明的一些實施例，用來製 迨複數個發光二極體的方法。這些方法包括：以磊晶方式 複數個隔開的台面區3 〇形成在一基底2 〇上面；在該台面 區中包括二極體區（圖2)。將第一減縮面積區3〇(：界定在台 面區30上面（圖2)。將包括阻障層之多層導電堆疊35形成 在台面區30的第一減縮面積區3〇c上面（圖3)。將鈍化層 4 0 a形成在：兩個台面區3 〇之間的基底2 〇，台面區的曝光 部份上面，以及多層導電堆疊3 5的曝光部份上面；鈍化層 40a會將第二減縮面積區36c界定在多層導電堆疊35上面（ 圖4和5)。然後，將接合層60形成在多層導電堆疊35的第 -31 - (26) 563262
、減、、萌面積區36c上面（圖5)。在兩個台面區讪之間加以切 : 良2 0以便產生複數個發光二極體1 〇 〇 (圖6)。
現在參考圖9和1〇，一旦已經切割Led 1〇〇 ,就會將 和導電次安裝75互相附接，如圖9和1〇中所圖解說明。圖9 圖解說明本發明的實施例，其中··透過熱音波及/或熱壓 接合法，依照一種具有磊晶面朝下的”倒裝晶片，，組態來黏 裝LED 100。那就是，不是使用環氧樹脂或焊料來形成在 LED 100與次安裝75之間的機械連接或接合；而是以熱音 減熱壓方式將LED 100的接合層60直接焊接到次安裝75 ’就像在譬如說是美國臨時專利申請序號第6〇/3〇7,234號 中所描述的那樣。
在根據本發明的一些實施例之熱音波或熱壓接合法的 一些實施例中，安裝LED晶片100，使它與次安裝產生機 械接觸，並且在一種大於接合金屬（bonding metal)之共熔 溫度（eutectic temperature)的溫度下承受機械及/或音波 刺激（sonic stimulation)。接合金屬於是會和金屬次安裝 形成一種接合，它會提供：LES和次安裝之間的一種機電 (electromechanical)連接。在本發明的實施例中，其中： 接合層60具有一種大約80%/20%的Au/Sn相對合成物，而 用於熱音波接合法的溫度則可能大約為300 °C。 阻障層3 6及/或鈍化層40b的存在，能夠減少或防止··在 接合層60中的諸多金屬與反射層34及/或歐姆層32之間不 需要的交互作用。阻障層3 6及/或鈍化層4 0也可能充作推 -32- 563262
(27) 遲（retard)或抑制（inhibit)金屬沿著多層導電堆叠35進行 不需要的遷移之用。 在本發明的其它實施例中，如圖1 〇中所圖解說明，可能 使用諸如SnAg，SnPb及/或其它焊料的一種金屬焊料80來 將LED 100黏裝在次安裝75上面。鈍化層40b能夠減少或 防止來自坪料8 0的錫（Sn)遷移到反射層3 4及/或歐姆層3 2 (進而藉此潛在性地使它們品質降低）。鈍化層4Ob也能夠 減少或防止導電坪料8 0接觸基底2 0和台面侧壁，該接觸在 其它情況下可能導致：形成與LED裝置100之η型區的不需 要寄生蕭特基接點。在上文所引用的臨時專利申請序號第 60/3 07,3 1 1號中，披露了 ：根據本發明的其它實施例，可 能使用的其它接合技術。 測試結果 下列測試結果都是用來圖解說明的，因而不應該被詮釋 為限制本發明的範圍。圖1 1 Α到1 1 D都是以曲線圖來說明 :針對2500人厚之鎳（Ni)焊料阻障的測試結果，而圖12A 到1 2 D則都是以曲線圖來說明：針對5 〇 〇 〇 A厚之Ti W阻障 的測試結果。 在第一種測試中，測量出複數個LED樣品的高溫工作壽 命（high temperature operating life，簡稱 HTOL)。在這種 剛試中，利用TiW焊料阻障36，SiN鈍化層40b以及金接合 層60來製造20個LED。也會利用相同結構來製造20個LED ’除了它們使用Ni焊料阻障之外。透過焊料接合法，將這 些LED裝置黏裝在鍍銀5毫米（mm)厚的輻射狀（radial)導 563262
(28) 線架上面。然後，當維持在85 °C之溫度時，這些LED裝置 都是在20毫安培（mA)的順向電流下操作。經過24，1 68， 3 3 6，504，6 72，8 64以及1 008小時後，再測量出光輸出功 率和VF (順向電壓）。如圖11A和12A中所示，與具有TiW 阻障的LED裝置相比較，具有Ni阻障的LED裝置展現較大 的光輸出品質降低。而且，V F的增加：在N i阻障L E D裝置 (圖11B)中比在TiW阻障LED裝置（圖12B)中還多。 在第二種測試中，利用TiW焊料阻障3 6，SiN鈍化層40b 以及金接合層60來製造20個LED;並且利用相同結構來製 造20個LED，除了它們使用Ni焊料阻障之外。參考HTOL 測試，如以上描述的，將這些LED裝置加以黏裝；並且當 維持在8 5 °C之溫度和8 5 %之相對濕度時，該裝置都是在7 〇 毫安培（mA)的脈衝式（pulsed)順向電流（在4 kHz頻率時， 2 5 %工作循環（duty cycle))下操作長達504小時。經過24 ’ 16 8，3 3 6，504，675，8 6 4以及1 〇〇 8小時後，再測量出 光輸出功率和VF。如圖11C和12C中所示，具有Ni阻障的 LED裝置呈現出較大的光輸出品質降低；如圖11D和12d 中所示，具有Ni阻障的LED裝置呈現出VF的增加較大。 在諸多附圖與詳細說明書中，已經披露了本發明的一些 典型較佳實施例，雖然使用諸多特定術語，但都只是針對 一般性和描述性意義加以說明，因而不會有所限制；將本 發明的範圍宣示於下列申請專利範圍中。 圖式元件符號說明 -34- 563262 (29) 10 發光二極體（LED)裝置 20 基底 20a 第一表面 20b 第二表面 22 羞晶區 24 光敏抗蚀劑 30 台面區 30a 側壁 30b 側壁 30c 第一縮減面積邵份 32 歐姆層 34 反射層 35 多層導電堆疊 36 阻障層 36a 第一層 36b 第二層 36c 第二縮減面積部份 40 純化層 40a 鈍化層 40b 純化層 40c 外緣 55 黏附層 60 接合層 62 焊料潤濕層 先驅物
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(30) 64 潤 濕 純 化 層 70 斜 側 壁 組 態 75 導 電 黏 裝 支 架 80 導 電 焊 料 100 發 光 二 極 體 (LED)
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Claims (1)

  1. 563262 拾、申請專利範圍 1 . 一種發光二極體，包括： 一基底； 一磊晶區，其在基底上面且其中包括二極體區； 一多層導電堆疊，包括一阻障層，位在磊晶區上面 且隔著系晶區與基底相對，以及 一鈍化層，至少部份地延伸在多層導電堆疊上面且 隔著堆疊與羞晶區相對，以便界定一接合區，其在多 層導電堆疊上面且隔著堆疊與磊晶區相對，鈍化層也會 延伸遍及多層導電堆疊、磊晶區，以及在基底上面。 2 .如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中鈍化層對用 來將接合區附著在次安裝上的接合材料而言是不可潤 濕的。 3 .如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中多層導電堆 疊包括多層導電堆疊側壁，其中磊晶區包括磊晶區側 壁，以及其中I屯化層會延伸在多層導電堆疊側壁和系 晶區側壁上面。 4.如申請專利範圍第1項之發光二極體，進一步包括：在 接合區上面之接合層。 5 .如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中接合層包括 接合層側壁，且其中鈍化層也會延伸在接合層側壁上 面。 6.如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中接合層包括 接合層側壁，且其中鈍化層不會延伸在接合層側壁上 563262
    面。 7.如申請專利範圍第4項之發光二極體，進一步包括：在 多層導電堆疊與接合層之間的黏附層。 8 ·如申請專利範圍第4項之發光二極體，進一步包括：在 多層導電堆疊與接合層之間的焊料潤濕層。 9 .如申請專利範圍第8項之發光二極體，其中焊料潤濕層 包含鎳。 10. 如申請專利範圍第7項之發光二極體，其中黏附層包括 黏附層側壁，且其中鈍化層也會延伸在黏附層側壁上 面。 11. 如申請專利範圍第7項之發光二極體，其中黏附層包括 黏附層側壁，且其中鈍化層不會延伸在黏附層側壁上 面。 12. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中基底包括： 鄰接著磊晶區的第一表面，以及與磊晶區相對的第二 表面，其中接合層具有的表面積比多層導電堆疊還小 ，其中多層導電堆疊具有的表面積比磊晶區還小，以 及其中蟲晶區具有的表面積比第一表面還小。 13·如申請專利範圍第1 2項之發光二極體，其中第二表面 具有的表面積比第一表面還小。 14·如申請專利範圍第1項之發光二極體，進一步包括次安 裝以及在接合層與次安裝之間的黏合劑。 15.如申請專利範圍第1 4項之發光二極體，其中黏合劑是 一種熱壓黏合劑。 563262
    16. 如申請專利範圍第1 4項之發光二極體，其中黏合劑包 括焊料。 17. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中接合層會延 伸遠離多層導電堆疊而超出鈍化層。 18. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，其中接合層不會 延伸遠離多層導電堆疊而超出鈍化層。 19. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中基底包含碳 化矽，且其中磊晶區包含氮化鎵。 20·如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中多層導電堆 疊包括一歐姆層，一反射層以及阻障層。 21·如申請專利範圍第2 0項之發光二極體，其中歐姆層包 括：始，飽，鎳/金，氧化鎳/金，氧化鎳/銘，鈥及/或 鈦/金，且其中反射層包括：鋁及/或銀。 22. 如申請專利範圍第2 0項之發光二極體，其中阻障層包 括鎢，鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢。 23. 如申請專利範圍第2 0項之發光二極體，其中阻障層包 括大約9 5 %鎢和大約5 %鈦。 24. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中阻障層包括 鎢，鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢。 25. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中阻障層包括 大約9 5 %鎢和大約5 %鈦。 26. 如申請專利範圍第20項之發光二極體，其中阻障層包 括嫣的第一層，以及包含錄的第二層。 27.如申請專利範圍第2 6項之發光二極體，其中第一層包 563262
    含歛/鎢。 28. 如申請專利範圍第1項之發光二極體，其中阻障層包括 嫣的第一層，以及包含錄的第二層。 29. 如申請專利範圍第2 8項之發光二極體，其中第一層包 含欽/鎢。 30. 如申請專利範圍第2 2項之發光二極體，進一步包括次 安裝，以及在阻障層與次安裝之間的焊料層。 31. 如申請專利範圍第24項之發光二極體，進一步包括次 安裝，以及在阻障層與次安裝之間的焊料層。 32. 如申請專利範圍第2 6項之發光二極體，進一步包括次 安裝，以及在包含鎳的第二層與次安裝之間的焊料層 〇 33. 如申請專利範圍第2 8項之發光二極體，進一步包括： 次安裝，以及在包含鎳的第二層與次安裝之間的焊料 層。 34. 如申請專利範圍第4項之發光二極體，進一步包括在多 層導電堆疊與接合層之間的剪切強度增強層。 35. 如申請專利範圍第3 4項之發光二極體，其中剪切強度 增強層包括鎳。 36. —種發光二極體，包括： 一基底，具有第一和第二相對表面，第二表面具有 的表面積比第一表面還小； 一磊晶區，其在第一表面上且其中包括二極體區； 一歐姆層，其在磊晶區上面且隔著磊晶區與基底相 563262
    對； 一反射層，其在歐姆層上面且隔著歐姆層與磊晶區 相對； 一阻障層，其在反射層上面且隔著反射層與歐姆層 相對， 一黏附層，其在阻障層上面且隔著阻障層與反射層 相對，以及 一接合層，其在黏附層上面且隔著黏附層與阻障層 相對。 37. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，進一步包括次 安裝，以及在接合層與次安裝之間的黏合劑。 38. 如申請專利範圍第3 7項之發光二極體，其中黏合劑是 一種熱壓黏合劑。 39. 如申請專利範圍第3 7項之發光二極體，其中黏合劑包 括焊料。 40. 如申請專利範圍第3 9項之發光二極體，其中焊料包括 錫及/或金。 41. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中基底包含 碳化矽，且其中磊晶區包含氮化鎵。 42. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中歐姆層包 括舶，免，鎳/金，氧化鎳/金，氧化鎳/銘，鈥及/或鈥 /金，且其中反射層包括：鋁及/或銀。 43. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中阻障層包 括鎢，鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢。 563262
    44. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中阻障層包 括：大約9 5 %鎢和大約5 %鈦。 45. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中阻障層包 括包含镇的第一層，以及包含鏡的第二層。 46. 如申請專利範圍第45項之發光二極體，其中第一層包 含歛/鶬。
    47. 如申請專利範圍第3 9項之發光二極體，其中焊料具有 大約2 1 0 °C以下的回流溫度，且其中阻障層包括一鈦/ 鎢層，其厚度在大約5 0 0 A與大約5 0，0 0 0 A之間。 48. 如申請專利範圍第3 9項之發光二極體，其中焊料具有 約2 1 0 °C以上的回流溫度，且其中阻障層包括大約為 5 000人厚之鈦/鎢的第一層，以及在第一層上面的大約 2 0 00人厚之包含鎳的第二層。
    49. 如申請專利範圍第3 9項之發光二極體，其中焊料具有 大約2 5 0 °C以上的回流溫度，且其中阻障層包括：大約 為5000 A厚之鼓/嫣的第一層，以及在第一層上面的大 約2000 A厚之包含鎳的第二層。 50. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中磊晶區具 有的表面積比第一表面還小，其中：阻障層，反射層 以及歐姆層都具有相同表面積，它小於磊晶區的表面 積，且其中黏附層和接合層具有相同表面積，其小於 阻障層，反射層以及歐姆層的表面積。 51.如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，其中磊晶區， 歐姆層，反射層，阻障層，黏附層以及接合層，每層 563262
    都包括有侧壁，而發光二極體則進一步包括在磊晶區 歐姆層，反射層，阻障層，黏附層以及接合層之側壁 上面的純化層。
    52. 如申請專利範圍第5 0項之發光二極體，其中磊晶區， 歐姆層，反射層，阻障層，黏附層以及接合層，每層 都包括有側壁，而發光二極體則進一步包括在磊晶區 歐姆層，反射層，阻障層，黏附層以及接合層之側壁 上面的純化層。 53. 如申請專利範圍第5 2項之發光二極體，其中鈍化層也 在基底的第一表面上。 54. 如申請專利範圍第5 2項之發光二極體，進一步包括次 安裝，以及在接合層與次安裝之間的焊料層，其中鈍 化層對焊料層而言是不可潤濕的。 55. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，進一步包括·· 在黏附層與接合層之間的焊料潤濕層。
    56. 如申請專利範圍第3 6項之發光二極體，進一步包括： 在黏附層與接合層之間的剪切強度增強層。 57. —種發光二極體，包括： 一基底； 一磊晶區，其在基底上面且其中包括二極體區； 一多層導電堆® ’其在暴晶區上面且隔肴系晶區與 基底相對；以及 用來減少污染物遷移到多層導電堆疊中的構件。 58.如申請專利範圍第5 7項之發光二極體，其中用來減少 563262
    遷移的構件包括包含鵪的層。 59. —種用來製造複數個發光二極體的方法，包括： 一磊晶方式將複數個隔開的台面區形成在一基底上 面，該台面區中包括二極體區； 將弟一減縮面積區界定在台面區上面； 將包括阻障層之多層導電堆疊形成在台面區的第一 減縮面積區上面； 將鈍化層形成在兩個台面區之間的基底上面，台面 區的曝光部份上面，以及多層導電堆疊的曝光部份上 面，鈍化層會將第二減縮面積區界定在多層導電堆疊 上面； 將接合層形成在多層導電堆疊的第二減縮面積區上 面；以及 在兩個台面區之間加以切割基底，以便產生複數個 發光二極體。 60. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中繼切割之後就是 將接合層焊接到次安裝。 61. 如申請專利範圍第60項之方法，其中焊接包括：以熱 壓接合法將接合層焊接到次安裝。 62. 如申請專利範圍第60項之方法，其中焊接包括：以焊 料接合法將接合層焊接到次安裝。 63·如申請專利範圍第62項之方法，其中鈍化層對焊料而 言是不可潤濕的，在以焊料接合法將接合層焊接到次 563262
    安裝期間會使用該焊料。 64·如申請專利範圍第5 9項之方法，其中多層導電堆疊包 括多層導電堆疊側壁，其中磊晶區包括磊晶區側壁， 以及其中形成鈍化層包括··將鈍化層形成在多層導電 堆疊側壁和磊晶區側壁上面。 65·如申請專利範圍第5 9項之方法，其中在形成鈍化層與 形成接合層之間會執行下列步騾： 將黏附層形成在多層導電堆疊的第二減縮面積區上 面0 66. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中在形成鈍化層與 形成接合層之間會執行下列步騾： 將焊料潤濕層形成在多層導電堆疊的第二減縮面積 區上面。 67. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中在形成鈍化層與 形成接合層之間會執行下列步騾： 將剪切強度增強層形成在多層導電堆疊的第二減縮 面積區上面。 68. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中基底包括：鄰接 著台面區的第一表面，以及與台面區相對的第二表面 ，且其中切割方法包括：在兩個台面區之間加以切割 基底，以便產生複數個包括第二表面的發光二極體， 該第二表面的表面積比第一表面還小。 69.如申請專利範圍第5 9項之方法，其中基底包含碳化碎 ，且其中磊晶區包含氮化鎵。 563262
    70. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中多層導電堆疊包 括：一歐姆層，一反射層以及阻障層。 71. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中歐姆層包括：鉑 ，鈀，鎳/金，氧化鎳/金，氧化鎳/鉑，鈦及/或鈦/金， 且其中反射層包括：鋁及/或銀。 72. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中阻障層包括鎢， 鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢。 73·如申請專利範圍第5 9項之方法，其中阻障層包括鎢， 鈦/鎢及/或氮化鈦/鎢。 74. 如申請專利範圍第70項之方法，其中阻障層包括包含 嫣的第一層，以及包含錄的第二層。 75. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中阻障層包括包含 鶴的第一層，以及包含錄的第二層。 76. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中接合方法包括： 在大約2 1 0 °C以下，以焊料接合法將接合層焊接到次安 裝，且其中阻障層包括一鈦/鎢層，其厚度在大約500人 與大約50,000人之間。 77. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中接合方法包括在 大約2 1 0 °C以下，以焊料接合法將接合層焊接到次安裝 ，且其中阻障層包括：大約為5000人厚之鈦/鎢的第一 層，以及在第一層上面的大約2000 A厚之包含鎳的第 二層。 78. 如申請專利範圍第5 9項之方法，其中接合方法包括在 大約2 5 0 °C以下，以焊料接合法將接合層焊接到次安裝 563262
    ，且其中阻障層包括：大約為5000 A厚之鈦/鎢的第一 層，以及在第一層上面的大約2000 A厚之包含鎳的第 二層。
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