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1、10申请公布号CN104064636A43申请公布日20140924CN104064636A21申请号201410211112122申请日20100119201010004583720100119H01L33/00201001H01L33/0220100171申请人晶元光电股份有限公司地址中国台湾新竹市72发明人姚久琳吕志强74专利代理机构北京市柳沈律师事务所11105代理人邱军54发明名称具有保护层的半导体发光元件57摘要本发明揭示具有保护层的半导体发光元件，其结构至少包含散热基板，第一连接层位于散热基板之上，保护层位于第一连接层之上，第二连接层位于保护层之上，及发光单元位于第二连接层之上。。
2、其中保护层具有高绝缘性，可避免发光单元与散热基板之间形成漏电路径。62分案原申请数据51INTCL权利要求书1页说明书5页附图7页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书5页附图7页10申请公布号CN104064636ACN104064636A1/1页21一种发光元件的制造方法，包含提供一发光单元；提供一保护层；以一第二连接层连接该保护层与该发光单元；提供一散热基板；以及以一第一连接层连接该散热基板与该保护层。2如权利要求1所述的发光元件的制造方法，更包含提供一第一成长基板，以及形成该发光单元于该第一成长基板上。3如权利要求2所述的发光元件的制造方法，于该第二连接层。
3、连接该发光单元与该保护层之后，更包含移除该第一成长基板。4如权利要求1所述的发光元件的制造方法，更包含提供一第二成长基板，以及形成该保护层于该第二成长基板之上。5如权利要求4所述的发光元件的制造方法，于该第二连接层连接该发光单元与该保护层之后，更包含移除该第二成长基板。6如权利要求1所述的发光元件的制造方法，其中该第一连接层包含形成于该保护层上的一第三连接层以及形成于该散热基板上的一第四连接层连接以形成该第一连接层。7如权利要求1所述的发光元件的制造方法，其中该第一连接层与该第二连接层位于该散热基板的同一侧。8如权利要求1所述的发光元件的制造方法，其中该保护层包含IIIV族化合物。9如权利要求。
4、1所述的发光元件的制造方法，其中该发光单元包含多个微管芯。10如权利要求9所述的发光元件的制造方法，更包含形成一导电结构于两相邻的微管芯之间，以电性连接该等微管芯。权利要求书CN104064636A1/5页3具有保护层的半导体发光元件0001本申请是申请号为2010100045837、申请日为2010年1月19日、发明名称为“具有保护层的半导体发光元件”的发明专利申请的分案申请。技术领域0002本发明涉及半导体发光元件，尤其是涉及一种具有保护层结构的半导体发光元件。背景技术0003发光二极管具有活性层ACTIVELAYER，置于两种不同电性的束缚层CLADDINGLAYER之间。当在两束缚层上。
5、方的电极施加驱动电流时，两束缚层的电子与空穴会注入活性层，并在活性层中结合而放出具全向性的光线，而自发光二极管元件的各个表面射出。由于不同于白炽灯的发光原理，所以发光二极管被称为冷光源。发光二极管由于具有体积小、寿命长、驱动电压低、耗电量低、反应速度快、耐震性佳等优点，已被广泛应用于如汽车、电脑、通讯与消费电子产品等领域中。0004然而，目前一般发光二极管元件应用上有较大的限制在仅能于低压的直流电下操作，若于高压或是交流电下操作可能损坏发光二极管，故使用上必须配合直流转换电路才能用于市电系统。另一方面，目前一般发光二极管元件组装加工时容易因静电放电ELECTRICSTATICDISCHARGE。
6、,EDS使瞬间逆向电压升高，因而造成发光二极管的崩溃。发明内容0005本发明提出一种发光元件，至少包含散热基板，第一连接层位于散热基板之上，保护层位于第一连接层之上，第二连接层位于保护层之上，及发光单元位于第二连接层之上。其中保护层具高绝缘性，可避免发光单元与散热基板之间形成漏电路径。0006本发明提出一种发光元件，其中保护层具高绝缘性，其可为无掺杂杂质的氮化镓或无掺杂杂质的IIIV族材料所组成。0007本发明提出一种发光装置，至少包含散热基板，第一连接层位于散热基板之上，保护层位于第一连接层之上，第二连接层位于保护层之上，微管芯发光模块位于第二连接层之上，及导电结构电性连接各微管芯。0008。
7、本发明提出一种发光装置，其中微管芯发光模块可利用直流电驱动或交流电驱动。0009本发明提出一种发光装置，其中导电结构电性连接各微管芯，电性连接方式包含串联或并联。0010本发明提出一种发光装置，其中发光模块具有至少二微管芯，且每一微管芯均具有至少一活性层。每一微管芯的活性层具有相同或相异波长。0011本发明提出一种发光装置，其中保护层具高绝缘性，可为无掺杂杂质的氮化镓或无掺杂杂质的IIIV族材料所组成。说明书CN104064636A2/5页40012本发明提出一种可避免逆向电流击穿结构的半导体发光元件，至少包含散热基板，第一连接层位于散热基板之上，保护层位于第一连接层之上，第二连接层位于保护层。
8、之上，发光二极管位于第二连接层之上，及导电结构连接保护层及发光二极管，使二者成为反向并联的电性连接。0013本发明提出一种可避免逆向电流击穿结构的半导体发光元件，其中保护层具导电性，可为掺杂杂质的氮化镓、掺杂杂质的IIIV族材料或掺杂杂质的氧化锌所组成。0014本发明提出一种可避免逆向电流击穿结构的半导体发光元件，其中保护层具导电性，可由二种或二种以上材料交互堆叠组合而成多层结构。0015本发明提出一种可避免逆向电流击穿结构的半导体发光元件，其中保护层具导电性，可为氧化锌和硅或氧化锌和氧化铟锡交互堆叠而成多层结构。附图说明0016本发明的优选实施例将于实施方式的说明文字中辅以下列图形做更详细的。
9、说明0017图1图7为本发明实施例一的半导体元件结构的示意图；0018图8图12为本发明实施例二的半导体元件结构的示意图；0019图13A图13D为本发明实施例三的半导体元件结构的示意图。0020附图标记说明00211、2外延结构002210第一成长基板002311发光元件002412发光装置002513微管芯002614发光二极管002715、25、A、B、35、45电极002820第一电性半导体层002930活性层003040第二电性半导体层003150第二连接层003260第二成长基板003370保护层003480附着层003590反射层0036100第一连接层0037100A第三连接层。
10、0038100B第四连接层0039110散热基板0040120隔绝层0041130导电结构说明书CN104064636A3/5页50042140开口0043A第二电性半导体层裸露表面0044B附着层裸露表面0045I电流方向具体实施方式0046本发明第一实施例揭示关于一种包含保护层结构的半导体发光元件，其中保护层具有高绝缘性，可避免半导体发光元件的发光单元与散热基板间形成漏电路径。为了使本实施例的叙述更加详尽与完备，可配合图1至图7的图示，并参照下列描述。0047本发明揭示半导体发光元件11，发光元件具有发光单元，此发光单元至少包含一外延结构1。外延结构1包括第一成长基板10、第一电性半导体层。
11、20形成于第一成长基板10之上、活性层30形成于第一电性半导体层20之上、以及第二电性半导体层40形成于活性层30之上，如图1所示。形成外延结构1的方法包括提供第一成长基板10；接着，在第一成长基板10上以有机金属化学气相沉积法METALORGANICCHEMICALVAPORDEPOSITION成长第一电性半导体层20；于完成第一电性半导体层20成长后，接续成长活性层30及成长第二电性半导体层40。其中，所述的第一成长基板10可为砷化镓GAAS；所述的第一电性半导体层20、活性层30以及第二电性半导体层40的材料包含IIIV族化合物，例如磷化铝镓铟系列的材料。于第二电性半导体层40表面以蚀刻。
12、方式形成规则或不规则的粗糙表面后，再于其上形成第二连接层50。0048如图2所示，提供另一外延结构2，于第二成长基板60上以有机金属化学气相沉积法METALORGANICCHEMICALVAPORDEPOSITION成长保护层70。其中，第二成长基板60可为氧化铝SAPPHIRE；保护层70具高绝缘性，其组成材料包含IIIV族化合物，例如氮化铝镓铟系列的材料，其中优选材料为未掺杂杂质的氮化镓。亦可在保护层70表面以蚀刻方式形成规则或不规则的粗糙表面图未示。接着，利用第二连接层50将外延结构1和外延结构2接合后，移除第二成长基板60，形成如图3的结构。0049接着，如图4所示，在保护层70之上依。
13、序形成附着层80、反射层90、及第三连接层100A。如图5所示，提供散热基板110，再形成第四连接层100B于散热基板110之上。将如图4所示具有第三连接层100A的结构与如图5的所示具有第四连接层100B的结构面对面接合，且第三连接层100A与第四连接层100B形成为第一连接层100，如图6所示。其中第二连接层50材料可为BCB、EPOXY、SOG、SU8等高分子材料，或为氧化物如TIO2、TI2O5、TA2O3、TA2O5、ITO、AZO、ZNO及AL2O3，或氮化物如SIONX、SINX、GAN、ALN，或DIAMOND。附着层80的功用为增加保护层70与反射层90之间的附着力，其材料可。
14、为氧化铟锡ITO或氧化锌，反射层90材料可为铝、银或其它高反射率材料。第一连接层100、第三连接层100A、第四连接层100B材料可为焊锡、低温金属、及金属硅化物等，例如为PBSN、AUGE、AUBE、AUSI、SN、IN、PDIN。散热基板110材料可为SI、GE、CU、MO、ALN、ZNO等。0050接着移除第一成长基板10后裸露出第一电性半导体层20上表面，以蚀刻方式形成规则或不规则的粗糙表面。再从第一电性半导体层20起由上往下蚀刻至裸露出部分第二电性半导体层40表面，再分别于第一电性半导体层20上表面及裸露的第二电性半导体层40表面形成电极15及25，即形成如图7结构的发光元件11。说。
15、明书CN104064636A4/5页60051本发明第二实施例揭示关于一种包含保护层结构的半导体发光元件，其中保护层具高绝缘性，可避免半导体发光元件于高电压操作时半导体发光元件结构被击穿。为了使本实施例的叙述更加详尽与完备，可配合图8至图12的图示，并参照下列描述。0052本实施例的半导体发光元件可以直流电或交流电驱动操作，其中元件结构与制作步骤与第一实施例图16相同，不再重复叙述。先将图6中第一成长基板10移除，如图8所示。接着如图9所示，通过黄光显影与蚀刻工艺蚀刻第一电性半导体层20、活性层30、第二电性半导体层40至裸露出第二连接层50上表面，以形成多个开口140。之后，再进行一次黄光显。
16、影与蚀刻工艺以蚀刻第一电性半导体层20、活性层30至裸露出第二电性半导体层40上表面为止。如图10所示，再分别形成多个的电极35、45以与第一电性半导体层20、第二电性半导体层40相互电性连接，以形成多个微管芯13。其中电极35、45以蒸镀方式形成，为欧姆电极。0053接着，在多个开口140内壁形成隔绝层120，此隔绝层120作用为避免漏电流，其为介电材料所组成，如SIOX或SINX等，如图11所示。最后形成多个导电结构130以电性连接多个电极35、45，其电性连接方式可为串联或并联。由多个微管芯13所组成发光模块的发光装置12如图12所示，其中，各微管芯的各活性层具有相同或相异波长，且由多个。
17、微管芯所组成发光模块可以直流电或交流电驱动操作。0054本发明第三实施例揭示关于一种包含保护层结构的半导体元件，其中保护层为可避免逆向电流击穿半导体元件的结构设计。为了使本实施例的叙述更加详尽与完备，可配合图13A至图13D的图示，并参照下列描述。0055本实施例以具有避免逆向电流击穿结构的发光二极管14为例其中元件结构与制作步骤与第一实施例图16不同点有三点一、保护层70由导电物质所组成，且其电性与第二电性半导体层40相异；其材料可为掺杂杂质的氮化镓、掺杂杂质的IIIV族材料或掺杂杂质的氧化锌的单层结构，或由氧化锌和硅或氧化锌和氧化铟锡二种材料交互堆叠组合而成多层结构。二、形成第二连接层50。
18、的材料可为焊锡、低温金属、及金属硅化物等，其可为PBSN、AUGE、AUBE、AUSI、SN、IN、PDIN。三、形成第一连接层100的材料可为BCB、EPOXY、SOG、SU8等高分子材料，或为氧化物如TIO2、TI2O5、TA2O3、TA2O5、ITO、AZO、ZNO及AL2O3，或氮化物如SIONX、SINX、GAN、ALN，或DIAMOND；其余部分相同，不再重复叙述。如图13A所示，先将第一成长基板图未示移除以裸露出第一电性半导体层20上表面，再以蚀刻方式形成规则或不规则的粗糙表面。从第一电性半导体层20起由上往下蚀刻活性层30至裸露出部分第二电性半导体层40表面A；再从第一电性半导。
19、体层20起由上往下蚀刻活性层30、第二电性半导体层40、第二连接层50、保护层70至裸露出附着层80上表面B为止。于第二电性半导体层40裸露表面A上形成电极A与第二电性半导体层40电性连接；再于活性层30、第二电性半导体层40、第二连接层50、保护层70的侧壁形成导电结构130，再形成电极B覆盖导电结构，即形成发光二极管14。其中保护层70其电性与第二电性半导体层40相异，可以形成具防止静电放电ELECTRICSTATICDISCHARGE,EDS二极管特性的叠层。再与其上由第一电性半导体层20、活性层30、第二电性半导体层40所形成的二极管结构，通过导电结构130形成反向并联的电性连接，如图。
20、13B所示。如图13C所示，当正向电流由A电极流向B电极时，电流依序经过第二电性半导体层40、活性层30、第一电性半导体层20，发光二极管14得以正常操作。如图13D所示，当逆向电流由B电极流向A电极时，电流依序说明书CN104064636A5/5页7经过附着层80、保护层70、第二连接层50、第二电性半导体层40，电流不会经过发光二极管14的活性层30，因而形成不会被逆向电流击穿的元件结构。故由保护层70、第二连接层50与第二电性半导体层40形成的叠层结构具有防止ESD二极管的功能。0056上述的诸实施例，其中，所述的成长基板例如为包括至少一种材料选自于碳化硅、氮化镓、以及氮化铝所组成的群组。
21、。所述的第一电性半导体层、活性层以及第二电性半导体层可为单层或多层结构，例如为超晶格结构。另外，本发明的所述的外延结构并不限于以外延方式成长所述的成长基板之上，其他形成方式，例如以接合方式直接接合或通过介质接合至散热基板亦属本发明的范围。0057虽结合以上优选实施例揭示了本发明，然其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种更动与润饰，故本发明保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。说明书CN104064636A1/7页8图1图2图3说明书附图CN104064636A2/7页9图4图5图6说明书附图CN104064636A3/7页10图7图8说明书附图CN104064636A104/7页11图9图10说明书附图CN104064636A115/7页12图11图12说明书附图CN104064636A126/7页13图13A图13B说明书附图CN104064636A137/7页14图13C图13D说明书附图CN104064636A14。