发光二极管 本发明涉及一种发光二极管，尤其是一种具有较小晶粒面积的发光二极管。
发光二极管的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、交通标志、交通信号标志、资料储存装置、通信装置、照明装置以及医疗装置。在此技术领域中，目前技术人员的重要课题之一是如何减小发光二极管晶粒的尺寸，使得自预定尺寸的晶圆，能够切割出较多的晶粒，因而能够达到降低发光二极管晶粒的成本。此外，二极管晶粒的尺寸愈小，将数个此种二极管使用于一阵列装置中时，更能够提供较高的解析度。
目前市面上，制造发光二极管一般是以蓝宝石作绝缘衬底，在其上形成氮化镓系Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体，构成发光二极管，例如由Nakamura等人申请的美国专利第5,652,434号中所公开的一种氮化镓系Ⅲ-Ⅳ族化合物半导体，其中的P型电极与N型电极，皆配置于其正方形发光表面的对角线上，其晶粒尺寸仍存在可减小的空间。
本发明的主要目的在于提供一种可提供较高解析度的发光二极管，并能够提供较小的晶粒尺寸，因而能够降低发光二极管晶粒的成本。
为达到上述目的本发明采取如下措施：
本发明的发光二极管晶粒结构包含由蓝宝石形成的一长方形绝缘衬底、形成在绝缘衬底上的一氮化镓长晶层、形成在氮化镓长晶层上的一氮化镓缓冲层、形成在缓冲层上的一n型氮化镓接触层、形成在n型氮化镓接触层上的一氮化铟镓多重量子井发光层、形成在发光层的一p型氮化铝镓束缚层、形成在p型氮化铝镓束缚层上地一p型氮化镓接触层、形成在p型氮化镓接触层上的一氧化铟锡透明导电层，其中一部份以蚀刻方式除去，以露出部分p型氮化镓接触层，形成在p型氮化镓接触层的露出部分上的一p型Ti/Al前电极，并使前电极与透明导电层接触，又由于蓝宝石不导电，故须将发光二极管适当地蚀刻至n型氮化镓接触层，然后在n型氮化镓接触层上形成一n型Ti/Al后电极，P型电极与N型电极并排在长方形晶粒表面的纵向，且皆与晶粒边缘保持一适当距离，以免因电极未适当对正而产生任何不良后果，P型电极与N型电极之间亦保持一适当距离，以免此二电极间产生短路现象。
本发明采取如下具体结构：
本发明的一种发光二极管，包括：一长方形绝缘衬底、一半导体叠层、半导体束缚层、一发光层、一第一电极及一第二电极，其特征在于：
长方形绝缘衬底，具有一第一主表面与一第二主表面一发光层；
半导体叠层，具有一第一主表面、一第二主表面及一第三主表面，半导体叠层经二主表面与该绝缘衬底的第一主表面结合，其第一主表面与第三主表面位于绝缘衬底的第一主表面的同一侧，其第一主表面与第二主表面分别位于半导体叠层的第三主表面的二相对侧；半导体叠层包括：
发光层，具有一第一主表面与一第二主表面：
一第一半导体束缚层，具有第一导电性，且具有一第一主表面与一第二主表面，第一半导体束缚层的第二主表面与发光层的第一主表面结合；及
一第二半导体束缚层，具有第二导电性，具有一第一主表面与一第二主表面，第二半导体束缚层的第一主表面与发光层的第二主表面结合；
第一电极，具有第一导电性，且与半导体叠层的第一主表面结合，第一电极与第一半导体束缚层电连通；以及
第二电极，具有第二导电性，且在一预定位置与半导体叠层的第三主表面结合，第二电极与第二半导体束缚层电连通；
其中第一电极与第二电极实质上并排在长方形的纵方向，且有自该第一电极至该第二电极的数电流路径依序通过第一半导体束缚层、发光层及第二半导体束缚层。
附图简单说明：
图1为一种现有假想发光二极管晶粒的俯视图，其中的P型电极与N型电极配置在一正方形的对角线上；
图2为一种本发明的假想发光二极管晶粒的俯视图，其中的P型电极与N型电极并排配置在一长方形的纵向；
图3为本发明的发光二极管一实施例的发光二极管晶粒的俯视图；
图4为沿图3中Ⅰ-Ⅰ剖面线所取的剖面示意图；
图5为本发明的发光二极管另一实施例中发光二极管晶粒的俯视图。
结合附图及实施例对本发明的具体结构特征详细说明如下：
首先参照图1与图2，如图1所示，一假想发光二极管晶粒，其中的圆形P型电极19与N型电极20配置在一正方形晶粒表面的对角线上，此二电极互相接触，且与晶粒边缘相切，若此二电极的半径皆为R，则此晶粒的面积约为11.66R2。如图2所示，一假想发光二极管晶粒，其中的圆形P型电极19与N型电极20并排配置在一长方形晶粒的纵向，此二电极互相接触，且与晶粒边缘相切，若此二电极的半径皆为R，则此晶粒的面积约为8R2。因而，图2所示的晶粒的面积仅约为图1所示晶粒面积的69％。由此可知，较现有发光二极管晶粒中，P型电极19与N型电极20配置于正方形晶粒表面的对角线上，依本发明概念，P型电极19与N型电极20在长方形晶粒表面的纵向并排，能够减小发光二极管晶粒的面积。
如图3与图4所示，其表示本发明一实施例的发光二极管晶粒，本实施例中，发光二极管晶粒包含由蓝宝石形成的一长方形绝缘衬底10、形成在绝缘衬底10上的一氮化镓长晶层11、形成在氮化镓长晶层11上的一氮化镓缓冲层12、形成在缓冲层12上的一n型氮化镓接触层13、形成在n型氮化镓接触层13上的一n型氮化铝镓束缚层14、形成在n型氮化铝镓束缚层14上的一氮化铟镓多重量子井发光层15、形成在发光层15上的一p型氮化铝镓束缚层16、形成在p型氮化铝镓束缚层16上的一p型氮化镓接触层17、形成在p型氮化镓接触层17上的一氧化铟锡透明导电层18，其中一部份以蚀刻方式除去，以露出部分p型氮化镓接触层17，形成在p型氮化镓接触层17的该露出部分上的一p型Ti/Al前电极19，并使前电极19与透明导电层18接触，又由于蓝宝石不导电，故须将发光二极管适当地蚀刻至n型氮化镓接触层13，然后，在n氮化镓接触层13，然后在n型氮化镓接触层13上形成一n型Ti/Al后电极20，P型电极19与N型电极20并排在图3所示的长方形晶粒表面的纵向，且皆与晶粒边缘保持一适当距离d1，例如150微米，以免因电极未适当对正而产生任何不良后果，电极19与N型电极20之间也保持一适当距离d2，例如50微米，以免此两电极之间产生短路的不良后果；由此可知，现有发光二极管晶粒中的电极19与N型电极20配置在正方形晶粒表面的对角线上，而本发明中，P型电极19与N型电极20在长方形晶粒表面的纵向排列，两者相比较，本发明能够减小发光二极管晶粒的面积。
如图5所示，其为本发明另一实施例中发光二极管晶粒的俯视图，其与图3与图4所示发光二极管晶粒的差异在于：N型电极20，在图5中左右二侧皆保留未经蚀刻的发光区域，以在减小发光二极管的晶粒面积与增大其发光面积之间取得一恰当的平衡点。
本技术领域中的一般人士可轻易了解，绝缘衬底10可包含选自于蓝宝石、LiGaO3、及LiAlO3所构成材料群组中的一种材料；长晶层11可包含选自于GaN、AlmGa1-mN，其中，0≤m≤1、及InnGa1-nN，其中，0≤n≤1，所构成材料群组中的一种材料；n型缓冲层12可由GaN材料制成；n型接触层13可包含选自于GaN与AlGaN所构成材料群组中的一种材料；n型束缚层14包含AlxGa1-xN，其中，0≤x≤1；氮化铟镓多重量子井发光层15包含r个氮化铟镓量子井与r+1个氮化铟镓间隔层，使得每一个氮化铟镓量子井上下二侧皆有一氮化铟镓间隔层，其中，r≥1，每一氮化铟镓量子井由IneGa1-eN构成，每一氮化铟镓间隔层由InfGa1-fN构成，且0≤f＜e≤1；p型束缚层16可包含AlzGa1-zN，其中，0≤z≤1；p型接触层17可包含选自于GaN与AlGaN所构成材料群组中的一种材料；p型电极19可包含选自于Ti/Al、Cr/Al、Nd/Al、Pd/Al、TiN、TiWNx、ZrAl、Hf/Al、Al、Zr以及Sc构成材料群组中的一种材料；n型电极20可包含选自于Ti/Al、Cr/Al、Nd/Al、Pd/Al、TiN、TiWNx、Zr/Al、Hf/Al、Al、Zr以及Sc构成材料群组中的一种材料。
与现有技术相比，本发明具有如下效果：
P型Ti/Al前电极19与p型接触层17间形成萧特基(Schottky)接触，因而在前电极19的正下方实质上不产生电流，自前电极19送出的电流经透明导电层18，流至发光层15，产生发光作用。这样，由于能够避免在不透光的前电极19的正下方产生发光作用，故能够提高发光效率。
以上所述，仅为用实施例以方便说明本发明的特征，本发明的范围不限于此实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围。例如，该实施例中的氮化铟镓多重量子井发光层15可以本技术领域中普通人员熟知的单一量子井结构取代，或以纯氮化铟镓发光层取代；又例如，省除长晶层11与/或氮化镓缓冲层12，亦显然不脱离本发明的保护与范围。