TWI447940B - 發光二極體晶片及其製造方法 - Google Patents

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Description

發光二極體晶片及其製造方法
本發明是有關於一種發光二極體晶片，且特別是有關於一種具有良好的發光效率之發光二極體晶片。
隨著半導體科技的進步，現今的發光二極體已具備了高亮度的輸出，加上發光二極體具有省電、體積小、低電壓驅動以及不含汞等優點，因此發光二極體已廣泛地應用在顯示器與照明方面的領域。一般而言，發光二極體的發光效率主要取決於發光層的內部量子效率(internal quantum efficiency)以及外部量子效率(external quantum efficiency)，也就是光取出效率(light extraction efficiency)。內部量子效率的提昇取決於半導體層之磊晶品質以及半導體層之膜層堆疊方式，而外部量子效率的提升則取決於發光二極體晶片所發出之光線是否可以有效地被引導出。換言之，外部量子效率與發光二極體晶片外部之其他光學設計有關。
圖1A為習知的發光二極體晶片的頂視圖，而圖1B為沿著圖1A中之I-I剖面線所得之剖面示意圖。請參照圖1A與圖1B，習知的發光二極體晶片100包括一基板110、一半導體元件層120、一N型電極130a以及一P型電極130b。半導體元件120層配置於基板110上，且半導體元件層120包括一N型半導體層122、一發光層124以及一P型半導體層126，其中N型半導體層122配置於基板110上，發光層124配置於N型半導體層122的部分區域上，而P型半導體層126配置於發光層124上。此外，N型電極130a配置於N型半導體層122 上，並與N型半導體層122形成良好的歐姆接觸，而P型電極130b則配置於P型半導體層126上，並與P型半導體層126形成良好的歐姆接觸。
從圖1A與圖1B可知，發光二極體晶片100中的發光層124所發出的光線L’會朝向各個方向傳遞。然而，在顯示器與照明方面的應用領域中，設計者多半會將發光二極體晶片100所發出的光線集中一定範圍內，以獲得光線指向性佳(發散角度小)的發光二極體。因此，如何有效地利用朝向不同方向傳遞之光線，為設計者必須面臨的課題之一。
本發明提供一種發光二極體晶片，其具有良好的外部量子效率(external quantum efficiency)。
本發明另提供一種發光二極體晶片的製造方法，其適於製造上述具有良好的外部量子效率之發光二極體晶片。
本發明提出一種發光二極體晶片，其包括一基板、一半導體元件層、一擋牆結構以及多個電極。半導體元件層配置於基板上，且半導體元件層包括一第一型半導體層、一發光層以及一第二型半導體層，其中第一型半導體層配置於基板上，發光層配置於第一型半導體層的部分區域上，而第二型半導體層配置於發光層上，且第二型半導體層具有一第一頂表面。擋牆結構配置於未被發光層覆蓋之第一型半導體層上，並環繞發光層，擋牆結構具有一第二頂表面，且擋牆結構的第二頂表面高於第二型半導體層的第一頂表面。此外，電極配置於第一型半導體層與第二型半導體層上，並與第一型半導體層以及第二型半導體層電性連接。
在本發明的一實施例中，上述之基板例如是一氧化鋁基板或其他適合的基板。
在本發明的一實施例中，上述之第一型半導體層可為一N型半導體層，而第二型半導體層為一P型半導體層。當然，上述之第一型半導體層亦可為一P型半導體層，而第二型半導體層可為一N型半導體層。
在本發明的一實施例中，上述之發光層為一多重量子井發光層。
在本發明的一實施例中，上述之擋牆結構為一具有連續圖案的擋牆結構。
在本發明的一實施例中，上述之擋牆結構包括一半導體磊晶層以及一頂蓋層(cap layer)，其中半導體磊晶層具有一第三頂表面，且第三頂表面與第二型半導體層的第一頂表面實質上切齊。頂蓋層至少覆蓋於半導體磊晶層的第三頂表面的部分區域。在一較佳實施例中，頂蓋層例如是一介電層或一導電層。
在本發明的一實施例中，上述之發光二極體晶片可進一步包括一電流阻隔層以及一電流分散層，其中電流阻隔層配置於第二型半導體層的部分第一頂表面上，而電流分散層配置於第二型半導體層上，以覆蓋電流阻隔層。
在本發明的一實施例中，當發光二極體晶片進一步包括電流阻隔層以及電流分散層時，擋牆結構包括一半導體磊晶層以及一頂蓋層，其中半導體磊晶層具有一第三頂表面，且第三頂表面與第二型半導體層的第一頂表面實質上切齊。頂蓋層至少覆蓋於半導體磊晶層的第三頂表面的部分區域。在一較佳實施例中，上述之頂蓋層例如是一介電層，且介電層的材質與電流阻隔層的材質實質上相同。
在本發明的一實施例中，上述之頂蓋層包括一介電層以及一配置於介電層上之導電層。其中介電層的材質與電流阻隔層的材質實質上相同，而導電層的材質與電流分散層或電極的材質實質上相同。
在本發明的一實施例中，上述之頂蓋層包括一介電層、一配置於介電層上之第一導電層以及一配置於第一導電層上之第二導電層，其中介電層的材質與電流阻隔層的材質實質上相同，第一導電層的材質與電流分散層的材質實質上相同，而第二導電層的材質與電極的材質實質上相同。
在本發明的一實施例中，上述之電極包括一第一電極以及一第二電極，其中第一電極配置於未被發光層所覆蓋之第一型半導體層上，以與第一型半導體層電性連接，而第二電極則配置於第二型半導體層上，以與第二型半導體層電性連接。
本發明另提出一種發光二極體晶片的製造方法。首先，於一基板上依序形成一第一型半導體材料層、一發光材料層以及一第二型半導體材料層。接著，圖案化第二型半導體材料層、發光材料層以及第一型半導體材料層，以形成一第一型半導體層、一發光層以及一第二型半導體，其中發光層配置於第一型半導體層的部分區域上，而第二型半導體層則配置於發光層上，且第二型半導體層具有一第一頂表面。之後，於第一型半導體層與第二型半導體層上形成多個電極。此外，本發明於未被發光層覆蓋之第一型半導體層上形成一擋牆結構，其中擋牆結構環繞發光層，而擋牆結構具有一第二頂表面，且擋牆結構的第二頂表面高於第二型半導體層的第一頂表面。本發明不限制擋牆結構的製作方式與順序。
在本發明的一實施例中，形成擋牆結構的方法例如是先於 第一型半導體層上形成一半導體磊晶層，其中半導體磊晶層具有一第三頂表面，且半導體磊晶層的第三頂表面與第二型半導體層的第一頂表面實質上切齊。接著，形成一頂蓋層，以至少覆蓋於半導體磊晶層的第三頂表面的部分區域。
在本發明的一實施例中，頂蓋層是與電極一併製作。
在本發明的一實施例中，半導體磊晶層是與第一型半導體層、發光層以及第二型半導體一併製作。
在本發明的一實施例中，上述之發光二極體晶片的製造方法可進一步於第二型半導體層的部分第一頂表面上形成一電流阻隔層，並於第二型半導體層上形成一電流分散層，以覆蓋電流阻隔層。在一較佳實施例中，形成擋牆結構的方法例如是先於第一型半導體層上形成一半導體磊晶層，其中半導體磊晶層具有一第三頂表面，且半導體磊晶層的第三頂表面與第二型半導體層的第一頂表面實質上切齊。接著，形成一頂蓋層，以至少覆蓋於半導體磊晶層的第三頂表面的部分區域。
在本發明的一實施例中，上述之頂蓋層包括一介電層，且介電層是與電流阻隔層一併製作。在一較佳實施例中，頂蓋層包括一介電層以及一配置於介電層上之導電層，而介電層是與電流阻隔層一併製作，且導電層是與電流分散層一併製作。當然，上述之導電層亦可以是與電極一併製作。
在本發明的一實施例中，上述之頂蓋層包括一介電層、一配置於介電層上之第一導電層以及一配置於第一導電層上之第二導電層，其中介電層是與電流阻隔層一併製作，而第一導電層是與電流分散層一併製作，且第二導電層是與電極一併製作。
本發明提供另一種發光二極體晶片，其包括一基板、一半 導體元件層、一具有連續圖案之擋牆結構以及多個電極。其中半導體元件層配置於基板上，具有連續圖案之擋牆結構配置於半導體元件層上，而電極配置於半導體元件層上，並與半導體元件層電性連接，其中擋牆結構之材質與電極之材質實質上相同。
本發明提供又一種發光二極體晶片，其包括一基板、一半導體元件層、一電流阻隔層、一電流分散層、一具有連續圖案之擋牆結構以及多個電極。半導體元件層配置於基板上，電流阻隔層配置於半導體元件層上，電流分散層配置於半導體元件層上，以覆蓋電流阻隔層。具有連續圖案之擋牆結構配置於半導體元件層上，擋牆結構包括一底層以及一位於底層上之頂層，而底層之材質與電流阻隔層之材質實質上相同，且頂層之材質與電流分散層之材質實質上相同。此外，電極配置於半導體元件層上，並與半導體元件層電性連接。
由於本發明在發光二極體的製造過程中製作出擋牆結構，因此本發明之發光二極體晶片的發光效率可以有效地被提昇。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
 【第一實施例】
圖2A為本發明第一實施例的發光二極體晶片的頂視圖，而圖2B為沿著圖2A中之II-II剖面線所得之剖面示意圖。請參照圖2A與圖2B，本實施例的發光二極體晶片200包括一基板210、一半導體元件層220、一擋牆結構240以及多個電極 230a、230b。半導體元件層220配置於基板210上，且半導體元件層220包括一第一型半導體層222、一發光層224以及一第二型半導體層226，其中第一型半導體層222配置於基板210上，發光層224配置於第一型半導體層222的部分區域A上，而第二型半導體層226配置於發光層224上，且第二型半導體層226具有一第一頂表面S1。擋牆結構240配置於未被發光層224覆蓋之第一型半導體層222上，並環繞發光層224，擋牆結構240具有一第二頂表面S2，且擋牆結構240的第二頂表面S2高於第二型半導體層226的第一頂表面S1。
承上述，電極230a、230b分別配置於第一型半導體層222與第二型半導體層226上，並分別與第一型半導體層222以及第二型半導體層226電性連接。詳言之，電極230a配置於未被發光層224所覆蓋之第一型半導體層222上，以與第一型半導體層222電性連接，並與第一型半導體層222之間形成良好的歐姆接觸(Ohmic contact)，第二電極230b則配置於第二型半導體層226上，以與第二型半導體層226電性連接，並與第二型半導體層226之間形成良好的歐姆接觸。
一般而言，基板210多半選自於透光度與散熱特性良好之材質，本實施所使用的基板210可以是一氧化鋁基板或其他適合用以磊晶的基板。如圖2B所示，本實施例中的第一型半導體層222為一N型半導體層，發光層224為一多重量子井發光層，而第二型半導體層226為一P型半導體層。當然，上述之第一型半導體層222亦可為一P型半導體層，而第二型半導體層226可為一N型半導體層。
請參照圖2A與圖2B，為了有效地利用發光層224所發出的側向傳遞(propagate laterally)之光線L，本實施例之擋 牆結構240可採用一具有連續圖案的擋牆結構，以將光線L往上反射。換言之，擋牆結構240的結構設計可以有效地改變光線L的傳遞方向。
在製作高度較高之擋牆結構240(即擋牆結構240的第二頂表面S2高於第二型半導體層226的第一頂表面S1)時，本實施例可以透過薄膜堆疊的方式來達成，而這些薄膜皆是用以製造發光二極體晶片200，如用以製造半導體元件層220之半導體層、用以製造電流阻隔層之介電層，或用以製造電流分散層以及電極230的導電層。
具體而言，擋牆結構240包括一半導體磊晶層242以及一頂蓋層244，其中半導體磊晶層242具有一第三頂表面S3，且第三頂表面S3與第二型半導體層226的第一頂表面S1實質上切齊。在本實施例中，頂蓋層244僅覆蓋半導體磊晶層242的第三頂表面S3。然而，在其他實施例中，頂蓋層244也可以僅覆蓋住第三頂表面S3之部分區域，並暴露出第三頂表面S3之其他部分區域。或者，頂蓋層244可同時覆蓋住第三頂表面S3及半導體磊晶層242的側壁，意即，頂蓋層244可自第三頂表面S3延伸至半導體磊晶層242之側壁上。
承上述，在本實施例中，半導體磊晶層242中的薄膜堆疊方式與半導體元件層220中的薄膜堆疊方式實質上相同。詳言之，半導體磊晶層242a的材質與第一型半導體層222的材質實質上相同，而半導體磊晶層242b的材質與發光層224的材質實質上相同，且半導體磊晶層242c的材質與第二型半導體層226的材質實質上相同。換句話說，半導體磊晶層242、第一型半導體層222、發光層224以及第二型半導體層226可以在同一個製程步驟中進行製作。
在本實施例中，頂蓋層244可以是一介電層或一導電層，其中頂蓋層244的實際組成材質將詳述於後。
為了提昇半導體元件層220的發光效率，發光二極體晶片200可進一步包括一電流阻隔層250以及一電流分散層260，其中電流阻隔層250與電流分散層260的材質分別為介電材質與導電材質。如圖2B所示，電流阻隔層250對應第二電極230b而配置於第二型半導體層226的部分第一頂表面S1上。另外，電流分散層260對應發光層224而配置於第二型半導體層226上，並覆蓋電流阻隔層250。
如圖2B所示，當發光二極體晶片200進一步包括電流阻隔層250以及電流分散層260時，上述之頂蓋層244可以是一介電層，且該介電層的材質與電流阻隔層250的材質實質上相同。換句話說，同樣為介電材質的頂蓋層244與電流阻隔層250可以在同一個製程步驟中進行製作。同理可推知，頂蓋層244也可以是與電流分散層260的材質實質上相同的導電層。如此一來，同樣為導電材質的頂蓋層244與電流分散層260便可在同一個製程步驟中進行製作。此外，頂蓋層244也可以由與電極230a、230b相同材質的導電材質所構成。如此，同樣為導電材質的頂蓋層244與電極230a、230b便可在同一個製程步驟中進行製作。
在其他實施例中，頂蓋層244也可以是上述之介電層與導電層的任意組合，接下來以圖2C~圖2F舉例說明。如圖2C所示，於發光二極體晶片200c中，頂蓋層244包括一介電層244a以及一配置於介電層244a上之導電層244b。其中，介電層244a的材質與電流阻隔層250的材質實質上相同，且導電層244b的材質與電流分散層260的材質實質上相同。頂蓋層 244之介電層244a與電流阻隔層250可以在同一個製程步驟中進行製作，且頂蓋層244之導電層244b與電流分散層260可以在同一個製程步驟中進行製作。另外，如圖2D及圖2E所示，於發光二極體晶片200e、200f中，頂蓋層244之導電層244b的材質與電極230a、230b的材質實質上相同。如此，頂蓋層244之導電層244b與電極230a、230b可以在同一個製程步驟中進行製作。
值得注意的是，圖2C中之發光二極體晶片200c的頂蓋層244僅覆蓋半導體磊晶層242的第三頂表面S3，而圖2D與圖2E中的發光二極體晶片200d與200e的頂蓋層244覆蓋半導體磊晶層242的第三頂表面S3及側壁，其中發光二極體晶片200d的頂蓋層244覆蓋半導體磊晶層242的側壁之部分區域，而發光二極體晶片200e的頂蓋層244則覆蓋整個半導體磊晶層242。顯然，圖2C、圖2D與圖2E中的擋牆結構240都可順利地將光線L的行進方向由側向傳遞改變成向上傳遞，以使側向傳遞之光線L能夠被有效地利用。
請參照圖2F，發光二極體晶片200f中的頂蓋層244包括一介電層244a、一配置於介電層244a上之第一導電層244b1 以及一配置於第一導電層244b1 上之第二導電層244b2 ，其中介電層244a的材質與電流阻隔層250的材質實質上相同，第一導電層244b1 的材質與電流分散層260的材質實質上相同，而第二導電層244b2 的材質與電極230a、230b的材質實質上相同。
由上述之圖2B至圖2F可知，發光二極體晶片中的擋牆結構240可以利用薄膜堆疊的方式來達成。然而，上述發光二極體晶片中之擋牆結構240僅是用以舉例說明，其並非用以限 制本發明之發光二極體晶片必須採用上述之特定的薄膜堆疊方式，任何可能的薄膜堆疊方式皆應屬於本發明之範疇。接下來說明上述之發光二極體晶片的製造方法。
圖3A~圖3C為為本發明第一實施例的發光二極體晶片的製造流程剖面圖。請先參照圖3A，首先，請參照圖3A，於一基板210上依序形成一第一型半導體材料層322、一發光材料層324以及一第二型半導體材料層326。在本實施例中，基板210的材質例如是透光度佳的一氧化鋁。此外，第一型半導體材料層322所選用的材料例如是N型半導體材料，發光材料層324所選用的材料例如是多重量子井發光材料，而第二型半導體材料層326所選用的材料例如是P型半導體材料。然而，上述之第一型半導體材料層322與第二型半導體材料層326的材料也可以分別是P型半導體材料與N型半導體材料。
請參照圖3B，圖案化第二型半導體材料層326、發光材料層324以及第一型半導體材料層322，以形成一第二型半導體226、一發光層224以及一第一型半導體層222，其中第一型半導體層222、發光層224與第二型半導體226構成一半導體元件層220。如圖3B所示，於半導體元件層220中，發光層224配置於第一型半導體層222的部分區域A上，而第二型半導體226層則配置於發光層224上，且第二型半導體層226具有一第一頂表面S1。
之後，請參照圖3C，於第一型半導體層222與第二型半導體層226上形成多個電極230a、230b。其中，電極230a配置於第一型半導體層222的上，而電極230b則配置於第二型半導體層226的上。然而，為了提昇半導體元件層220的發光效率，在形成電極230a、230b之前，本發明可選擇性地於第 二型半導體層226的部分第一頂表面S1上形成一電流阻隔層250，並選擇性地於第二型半導體層226上形成一電流分散層260，以覆蓋住電流阻隔層250。
請同時參照圖3B與圖3C，形成擋牆結構240的方法例如是先於第一型半導體層222上形成一半導體磊晶層242，其中半導體磊晶層242具有一第三頂表面S3，且半導體磊晶層242的第三頂表面S3與第二型半導體層226的第一頂表面S1實質上切齊。接著，形成一頂蓋層244以至少覆蓋於半導體磊晶層242的第三頂表面S3的部分區域。在本實施例中，頂蓋層244例如是僅覆蓋住半導體磊晶層242的第三頂表面S3。很明顯地，由半導體磊晶層242以及頂蓋層244所構成的擋牆結構240具有一第二頂表面S2，且擋牆結構240的第二頂表面S2會高於第二型半導體層226的第一頂表面S1。
在本實施例中，半導體磊晶層242是與半導體元件層220一併製作(如圖3B所示)，而頂蓋層244則是與電極230a、230b一併製作(如圖3C所示)。然而，本發明不限制擋牆結構240必須是與半導體元件層220以及電極230a、230b一併製作。意即，頂蓋層244可以是與電流阻隔層250一併製作的介電層(如圖2B所示)。此外，頂蓋層244亦可以是採用其他架構(configuration)，如圖2C~圖2F所示。
由上述之製作流程可知，本實施例之發光二極體晶片200、200c、200d、200e、200f在製作上可與現有製程整合，不會造成製程成本的大幅度增加，且不會造成製造良率降低的問題。
此外，上述之擋牆結構240例如是一連續圖案而環繞著發光層224，使發光層224所發出的光線能被有效利用，如圖2A 所示。然而，擋牆結構240還可以有其他型式的連續圖案。舉例來說，如圖4A所示，發光二極體晶片400a之擋牆結構240例如是沿著發光層224的圖案，並配置於發光層224與電極230a之間。或者，再進一步地將擋牆結構240以沿著電極230a的圖案而設置，如圖4B所示之發光二極體晶片400b。當然，設計者應視產品之需求來決定擋牆結構240的型式，本發明並非限制擋牆結構240必需採上述之特定型式。
【第二實施例】
圖5A為本發明第二實施例的發光二極體晶片的頂視圖，而圖5B為沿著圖5A中之III-III剖面線所得之剖面示意圖。請參照圖5A及圖5B，本實施例的發光二極體晶片500包括一基板210、一半導體元件層220、多個電極230a、230b以及一具有連續圖案之擋牆結構540。半導體元件層220配置於基板210上，具有連續圖案之擋牆結構540配置於半導體元件層220上，而電極230a、230b配置於半導體元件層220上，並與半導體元件層220電性連接。如此，在本實施例中，擋牆結構540的設計可使光線L從側向傳遞轉而向上傳遞，而此舉有助於提昇發光二極體晶片的發光效率。
就發光二極體晶片之組成架構而言，本實施例與第一實施例相類似，惟二者主要差異之處在於：本實施例不限制擋牆結構540的高度，且擋牆結構540之材質與電極230a、230b之材質實質上相同。由此可知，在製程過程中，本實施例之發光二極體晶片500的擋牆結構540可與電極230a、230b一併製作。
然而，本實施例的其他構件可參考第一實施例的設計原則，其中相同或相似的標號代表相同或相似的構件，在此不重 複說明。
【第三實施例】
圖6為本發明第三實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。請參照圖6，本實施例的發光二極體晶片包括一基板210、一半導體元件層220、一電流阻隔層250、一電流分散層260、一具有連續圖案之擋牆結構640以及多個電極230a、230b。半導體元件層220配置於基板210上，電流阻隔層250配置於半導體元件層220上，電流分散層260配置於半導體元件層220上，以覆蓋電流阻隔層250。具有連續圖案之擋牆結構640配置於半導體元件層220上。電極230a、230b配置於半導體元件層220上，並與半導體元件層220電性連接。
本實施例之發光二極體晶片600大致上與第二實施例之發光二極體晶片500相類似，惟二者主要差異之處在於：擋牆結構640包括一底層640a以及一位於底層640a上之頂層640b，而底層640a之材質與電流阻隔層250之材質實質上相同，且頂層640b之材質與電流分散層260之材質實質上相同。如此，在製程過程中，本實施例之擋牆結構640之底層640a可與電流阻隔層250一併製作，而擋牆結構640之頂層640b可與電流分散層260一併製作。
綜上所述，本發明之發光二極體晶片具有擋牆結構，以有效利用發光層所發出的側向傳遞之光線。因此，發光二極體晶片的外部量子效率得以提昇。此外，利用本發明之發光二極體晶片的製造方法可製作出上述具有良好發光效率的發光二極體晶片。然而，本發明之發光二極體晶片的製作方法可與現有製程整合，不會造成製程成本的大幅度增加，且不會造成製造良率降低的問題。
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，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧發光二極體晶片
110‧‧‧基板
120‧‧‧半導體元件層
122‧‧‧N型半導體層
124‧‧‧發光層
126‧‧‧P型半導體層
130a‧‧‧N型電極
130b‧‧‧P型電極
L’‧‧‧光線
200、200c、200d、200e、200f、300、400a、400b、500、 600‧‧‧發光二極體晶片
210‧‧‧基板
220‧‧‧半導體元件層
222‧‧‧第一型半導體層
224‧‧‧發光層
226‧‧‧第二型半導體層
230a、230b‧‧‧電極
240、540、640‧‧‧擋牆結構
242‧‧‧半導體磊晶層
244‧‧‧頂蓋層
244a‧‧‧介電層
244b‧‧‧導電層
244b1 ‧‧‧第一導電層
244b2 ‧‧‧第二導電層
250‧‧‧電流阻隔層
260‧‧‧電流分散層
322‧‧‧第一型半導體材料層
324‧‧‧發光材料層
326‧‧‧第二型半導體材料層
640a‧‧‧底層
640b‧‧‧頂層
A‧‧‧區域
L‧‧‧光線
S1‧‧‧第一頂面
S2‧‧‧第二頂面
S1‧‧‧第三頂面
圖1A為習知的發光二極體晶片的頂視圖。
圖1B為沿著圖1A中之I-I剖面線所得之剖面示意圖。
圖2A為本發明第一實施例的發光二極體晶片的頂視圖。
圖2B為沿著圖2A中之II-II剖面線所得之剖面示意圖。
圖2C~圖2F為本發明第一實施例之四種頂蓋層設計的發光二極體晶片的剖面示意圖。
圖3A~圖3C為為本發明第一實施例的發光二極體晶片的製造流程剖面圖。
圖4A與圖4B為本發明第一實施例之兩種連續圖案的擋牆結構之發光二極體晶片的剖面示意圖。
圖5A為本發明第二實施例的發光二極體晶片的頂視圖。
圖5B為沿著圖5A中之III-III剖面線所得之剖面示意圖。
圖6為本發明第三實施例的發光二極體晶片的剖面示意圖。
200‧‧‧發光二極體晶片
210‧‧‧基板
220‧‧‧半導體元件層
222‧‧‧第一型半導體層
224‧‧‧發光層
226‧‧‧第二型半導體層
230a、230b‧‧‧電極
240‧‧‧擋牆結構
242‧‧‧半導體磊晶層
244‧‧‧頂蓋層
250‧‧‧電流阻隔層
260‧‧‧電流分散層
A‧‧‧區域
L‧‧‧光線
S1‧‧‧第一頂面
S2‧‧‧第二頂面
S1‧‧‧第三頂面

Claims (36)

  1. 一種發光二極體晶片，包括：一基板；一半導體元件層，配置於該基板上，且該半導體元件層包括：一第一型半導體層，配置於該基板上；一發光層，配置於該第一型半導體層的部分區域上；一第二型半導體層，配置於該發光層上，其中該第二型半導體層具有一第一頂表面；一具有連續圖案的擋牆結構，配置於未被該發光層覆蓋之該第一型半導體層上，並環繞該發光層，其中該擋牆結構具有一第二頂表面，且該擋牆結構的該第二頂表面高於該第二型半導體層的該第一頂表面；以及多個電極，配置於該第一型半導體層與該第二型半導體層上，並與該第一型半導體層與該第二型半導體層電性連接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中該基板包括一氧化鋁基板。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中該第一型半導體層為一N型半導體層，而該第二型半導體層為一P型半導體層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中該第一型半導體層為一P型半導體層，而該第二型半導體層為一N型半導體層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中該發光層為一多重量子井發光層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中該 擋牆結構包括：一半導體磊晶層，具有一第三頂表面，其中該半導體磊晶層的該第三頂表面與該第二型半導體層的該第一頂表面實質上切齊；以及一頂蓋層，至少覆蓋於該半導體磊晶層的該第三頂表面的部分區域。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之發光二極體晶片，其中該頂蓋層包括一介電層或一導電層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，更包括：一電流阻隔層，配置於該第二型半導體層的部分該第一頂表面上；以及一電流分散層，配置於該第二型半導體層上，以覆蓋該電流阻隔層。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之發光二極體晶片，其中該擋牆結構包括：一半導體磊晶層，具有一第三頂表面，其中該第三頂表面與該第二型半導體層的該第一頂表面實質上切齊；以及一頂蓋層，至少覆蓋於該半導體磊晶層的該第三頂表面的部分區域。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體晶片，其中該頂蓋層包括一介電層，且該介電層的材質與該電流阻隔層的材質實質上相同。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體晶片，其中該頂蓋層包括：一介電層，該介電層的材質與該電流阻隔層的材質實質上相同；以及 一導電層，配置於該介電層上，其中該導電層的材質與該電流分散層或該些電極的材質實質上相同。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之發光二極體晶片，其中該頂蓋層包括：一介電層，該介電層的材質與該電流阻隔層的材質實質上相同；一第一導電層，配置於該介電層上，其中該第一導電層的材質與該電流分散層的材質實質上相同；以及一第二導電層，配置於該第一導電層上，其中該第二導電層的材質與該些電極的材質實質上相同。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之發光二極體晶片，其中該些電極包括：一第一電極，配置於未被該發光層所覆蓋之第一型半導體層上，以與該第一型半導體層電性連接；以及一第二電極，配置於該第二型半導體層上，以與該第二型半導體層電性連接。
  14. 一種發光二極體晶片的製造方法，包括：於一基板上依序形成一第一型半導體材料層、一發光材料層以及一第二型半導體材料層；圖案化該第二型半導體材料層、該發光材料層以及該第一型半導體材料層，以形成一第一型半導體層、一發光層以及一第二型半導體，其中該發光層配置於該第一型半導體層的部分區域上，而該第二型半導體層則配置於該發光層上，且該第二型半導體層具有一第一頂表面；於未被該發光層覆蓋之該第一型半導體層上形成一具有連續圖案的擋牆結構，其中該擋牆結構環繞該發光層，而該擋 牆結構具有一第二頂表面，且該擋牆結構的該第二頂表面高於該第二型半導體層的該第一頂表面；以及於該第一型半導體層與該第二型半導體層上形成多個電極。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中形成該擋牆結構的方法包括：於該第一型半導體層上形成一半導體磊晶層，其中該半導體磊晶層具有一第三頂表面，且該半導體磊晶層的該第三頂表面與該第二型半導體層的該第一頂表面實質上切齊；以及形成一頂蓋層，以至少覆蓋於該半導體磊晶層的該第三頂表面的部分區域。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中該頂蓋層是與該些電極一併製作。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中該半導體磊晶層是與該第一型半導體層、該發光層以及該第二型半導體層一併製作。
  18. 如申請專利範圍第14項所述之發光二極體晶片的製造方法，更包括：於該第二型半導體層的部分該第一頂表面上形成一電流阻隔層；以及於該第二型半導體層上形成一電流分散層，以覆蓋該電流阻隔層。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中形成該擋牆結構的方法包括：於該第一型半導體層上形成一半導體磊晶層，其中該半導體磊晶層具有一第三頂表面，且該半導體磊晶層的該第三頂表 面與該第二型半導體層的該第一頂表面實質上切齊；以及形成一頂蓋層，以至少覆蓋於該半導體磊晶層的該第三頂表面的部分區域。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中該頂蓋層包括一介電層，且該介電層是與該電流阻隔層一併製作。
  21. 如申請專利範圍第19項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中該頂蓋層包括一介電層以及一配置於該介電層上之導電層，而該介電層是與該電流阻隔層一併製作，且該導電層是與該電流分散層一併製作。
  22. 如申請專利範圍第19項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中該頂蓋層包括一介電層以及一配置於該介電層上之導電層，而該介電層是與該電流阻隔層一併製作，且該導電層是與該電極一併製作。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之發光二極體晶片的製造方法，其中該頂蓋層包括一介電層、一配置於該介電層上之第一導電層以及一配置於該第一導電層上之第二導電層，該介電層是與該電流阻隔層一併製作，而該第一導電層是與該電流分散層一併製作，且該第二導電層是與該些電極一併製作。
  24. 一種發光二極體晶片，包括：一基板；一半導體元件層，配置於該基板上；一具有連續圖案之擋牆結構，配置於半導體元件層上；以及多個電極，配置於該半導體元件層上，並與該半導體元件層電性連接，其中該擋牆結構之材質與該些電極之材質實質上 相同，且該擋牆結構環繞該些電極。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之發光二極體晶片，其中該基板包括一氧化鋁基板。
  26. 如申請專利範圍第24項所述之發光二極體晶片，其中該半導體元件層包括：一第一型半導體層，配置於該基板上；一發光層，配置於該第一型半導體層的部分區域上；以及一第二型半導體層，配置於該發光層上。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之發光二極體晶片，其中該第一型半導體層為一N型半導體層，而該第二型半導體層為一P型半導體層。
  28. 如申請專利範圍第26項所述之發光二極體晶片，其中該第一型半導體層為一P型半導體層，而該第二型半導體層為一N型半導體層。
  29. 如申請專利範圍第26項所述之發光二極體晶片，其中該發光層為一多重量子井發光層。
  30. 如申請專利範圍第24項所述之發光二極體晶片，更包括：一電流阻隔層，配置於該半導體元件層上；以及一電流分散層，配置於該半導體元件層上，以覆蓋該電流阻隔層。
  31. 一種發光二極體晶片，包括：一基板；一半導體元件層，配置於該基板上；一電流阻隔層，配置於該半導體元件層上；一電流分散層，配置於該半導體元件層上，以覆蓋該電流 阻隔層；一具有連續圖案之擋牆結構，配置於半導體元件層上，其中該擋牆結構包括一底層以及一位於該底層上之頂層，而該底層之材質與該電流阻隔層之材質實質上相同，且該頂層之材質與該電流分散層之材質實質上相同；以及多個電極，配置於該半導體元件層上，並與該半導體元件層電性連接。
  32. 如申請專利範圍第31項所述之發光二極體晶片，其中該基板包括一氧化鋁基板。
  33. 如申請專利範圍第31項所述之發光二極體晶片，其中該半導體元件層包括：一第一型半導體層，配置於該基板上；一發光層，配置於該第一型半導體層的部分區域上；以及一第二型半導體層，配置於該發光層上。
  34. 如申請專利範圍第33項所述之發光二極體晶片，其中該第一型半導體層為一N型半導體層，而該第二型半導體層為一P型半導體層。
  35. 如申請專利範圍第33項所述之發光二極體晶片，其中該第一型半導體層為一P型半導體層，而該第二型半導體層為一N型半導體層。
  36. 如申請專利範圍第33項所述之發光二極體晶片，其中該發光層為一多重量子井發光層。
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