專(zhuān)利名稱(chēng)：具透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全方位反射器(ODR)發(fā)光二極管，尤其關(guān)于一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器(ODR)發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管的應(yīng)用頗為廣泛，例如，可應(yīng)用于光學(xué)顯示裝置、交通號(hào)志、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存裝置、通訊裝置、照明裝置、以及醫(yī)療裝置。如何提高發(fā)光二極管的亮度，是在發(fā)光二極管的制造上的重要課題。
Gessmann等人于Proc.SPIE Int.Soc.Opt.Eng.4996 139(2003)中公開(kāi)一種具有全方位反射器(ODR，Omni Directional Reflector)的發(fā)光二極管構(gòu)造及其制法，于藍(lán)寶石基板上成長(zhǎng)GaN LED疊層，于該GaN LED疊層上鍍上一層透明導(dǎo)電層ITO(氧化銦錫)，再于該透明導(dǎo)電層ITO上包覆一層Ag，形成GaN/ITO/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)，該GaN/ITO/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)以Ni-Au作為電流分散層的GaN LED結(jié)構(gòu)具有更佳的光反射率，故可提高GaNLED亮度，然而，因ITO本身與Ag之間的附著性不佳，導(dǎo)致該GaN/ITO/Ag的ODR-LED產(chǎn)生容易剝落(Peeling)的缺點(diǎn)，同時(shí)，因該GaN/ITO/Ag的ODR-LED在藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍反射率較小，以至于具有在短波長(zhǎng)范圍的亮度無(wú)法有效提高的缺點(diǎn)。
一現(xiàn)有可加強(qiáng)ITO與Ag間附著力的技術(shù)是在ITO與Ag之間加入一層Cr，但因Cr本身具有吸光的特性，反射率差，導(dǎo)致元件無(wú)法有效提高亮度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述ODR-LED發(fā)明具有ITO本身與Ag之間的附著性不佳、藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍反射率較小，在藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍的亮度無(wú)法有效提高的缺點(diǎn)，以及ITO/Cr/Ag或者ITO/Cr/Al結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管具有Cr本身吸光、反射率差，導(dǎo)致元件無(wú)法有效提高亮度的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的是要解決ITO/Cr/Ag或者ITO/Cr/Al結(jié)構(gòu)的元件無(wú)法有效提高亮度的缺點(diǎn)，本發(fā)明另一目的是改善ODR-LED的ITO與Ag之間的附著性不佳的缺點(diǎn)，本發(fā)明又一目的是改善ODR-LED在短波長(zhǎng)范圍的反射率，以提供有效提高發(fā)光二極管亮度的構(gòu)想。
為解決上述發(fā)明的缺點(diǎn)，本案發(fā)明人提出一個(gè)發(fā)明概念，認(rèn)為若于GaN/ITO/Ag的ODR-LED的ITO與Ag之間，形成一附著層，該附著層與透明導(dǎo)電層之間及該附著層與金屬之間的附著力優(yōu)于ODR-LED之ITO與Ag之間的附著力，將可改善ITO與Ag之間的附著力不佳的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮ODR-LED具有比傳統(tǒng)以Ni-Au作為電流分散層的GaN LED結(jié)構(gòu)更佳的光反射率特性，以有效提高發(fā)光二極管亮度。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器的發(fā)光二極管，包含一基板、形成于該基板上的一黏結(jié)層、形成于該黏結(jié)層上的一金屬反射層、形成于該金屬反射層上的一附著層、形成于該附著層上的一透明導(dǎo)電層，其中，該透明導(dǎo)電層的上表面包含一第一表面區(qū)域與一第二表面區(qū)域、形成于該第一表面區(qū)域上的一第一接觸層、形成于該第一接觸層上的一第一束縛層、形成于該第一束縛層上的一發(fā)光層、形成于該發(fā)光層上的一第二束縛層、形成于該第二束縛層上的一第二接觸層、形成于該第二接觸層上的一第一接線電極、以及形成于該透明導(dǎo)電層第二表面區(qū)域上的一第二接線電極；其中，包含于該基板及該黏結(jié)層之間形成一反應(yīng)層、或于該黏結(jié)層及該金屬反射層之間形成一反應(yīng)層、亦或者同時(shí)于該基板及該黏結(jié)層之間及于該黏結(jié)層及該金屬反射層之間各形成一反應(yīng)層，以增強(qiáng)黏結(jié)面的作用力。
前述基板，包含選自于GaAs、AlGaAs、GaAsP、GaP、Si、SiC、金屬、藍(lán)寶石、GaN、AlN、ZnO、MgO及玻璃所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述黏結(jié)層包含選自于聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烷(BCB)及過(guò)氟環(huán)丁烷(PFCB)所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述金屬反射層，包含選自于Al及Ag所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述附著層選自SiNx、SiO2、SiO及TiO2所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述透明導(dǎo)電層包含選自于氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第一束縛層包含AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述發(fā)光層包含AlGaInP、InGaP、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層包含選自于AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
本案發(fā)明人于實(shí)驗(yàn)中得到與此發(fā)明概念相同結(jié)果。
圖1顯示ITO/Al及ITO/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)所制造的發(fā)光二極管，其反射率與波長(zhǎng)之間的關(guān)系圖，由圖1得知，其結(jié)構(gòu)在藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍反射率較小，在波長(zhǎng)445nm其反射率介于0.53到0.65之間，具有在藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍的亮度無(wú)法有效提高的缺點(diǎn)。
圖2顯示ITO/Cr/Ag或者ITO/Cr/Al結(jié)構(gòu)所制造的發(fā)光二極管，其反射率與波長(zhǎng)之間的關(guān)系圖，由圖2得知，其結(jié)構(gòu)所得到的反射率比ITO/Al及ITO/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)所制造的發(fā)光二極管更小，在波長(zhǎng)445nm其反射率介于0.27到0.58之間，發(fā)光效率更差。
圖3顯示本發(fā)明所提供的ITO/附著層/Al及ITO/附著層/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)所制造的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其反射率與波長(zhǎng)之間的關(guān)系圖，由圖3得知，在波長(zhǎng)445nm其反射率介于0.79到0.94之間，在反射率最小的波段430nm左右，其反射率介于0.75到0.90之間，較ITO/Al及ITO/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)與ITO/Cr/Ag或者ITO/Cr/Al結(jié)構(gòu)所制造的發(fā)光二極管具有較大的反射率及較高的發(fā)光效率，同時(shí)其在藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍反射率并未有顯著的下降，可充分改善ITO/Al及ITO/Ag的ODR-LED在藍(lán)光短波長(zhǎng)范圍的反射率較小及亮度無(wú)法有效提高的缺點(diǎn)。


圖1為一關(guān)系圖，顯示ITO/Al及ITO/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)所制造的發(fā)光二極管，其反射率與波長(zhǎng)之間的關(guān)系圖；圖2為一關(guān)系圖，顯示ITO/Cr/Ag或者ITO/Cr/Al結(jié)構(gòu)所制造的發(fā)光二極管，其反射率與波長(zhǎng)之間的關(guān)系圖；圖3為一關(guān)系圖，顯示ITO/附著層/Al及ITO/附著層/Ag的ODR-LED結(jié)構(gòu)所制造的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其反射率與波長(zhǎng)之間的關(guān)系圖；圖4為一示意圖，顯示依本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管構(gòu)造；圖5為一示意圖，顯示依本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器倒裝芯片發(fā)光二極管構(gòu)造；圖6為一示意圖，顯示依本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例的一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器倒裝芯片發(fā)光二極管構(gòu)造。
附圖標(biāo)記說(shuō)明8第一接線電極 9第二接線電極10 基板 11 黏結(jié)層12 金屬反射層 13 附著層14 透明導(dǎo)電層 15 第一接觸層16 第一束縛層 17 發(fā)光層18 第二束縛層 19 第二接觸層110 透明基板 111 第一接觸層112 第一束縛層 113 發(fā)光層114 第二束縛層 115 第二接觸層116 具有分布式幾何圖案的附著層具體實(shí)施方式
實(shí)施例1請(qǐng)參閱圖4，依本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，包含一基板10、形成于該基板上的一黏結(jié)層11、形成于該黏結(jié)層上的一金屬反射層12、形成于該金屬反射層上的一附著層13、形成于該附著層上的一透明導(dǎo)電層14，其中，該透明導(dǎo)電層的上表面包含一第一表面區(qū)域與一第二表面區(qū)域、形成于該第一表面區(qū)域上的一第一接觸層15、形成于該第一接觸層上的一第一束縛層16、形成于該第一束縛層上的一發(fā)光層17、形成于該發(fā)光層上的一第二束縛層18、形成于該第二束縛層上的一第二接觸層19、形成于該第二接觸層上的一第一接線電極8、以及形成于該透明導(dǎo)電層第二表面區(qū)域上的一第二接線電極9。
實(shí)施例2
請(qǐng)參閱圖5，依本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器倒裝芯片發(fā)光二極管(Flip-Chip)，包含一透明基板110，形成于該透明基板下的第一接觸層111，其中，該第一接觸層的下表面包含一第一表面區(qū)域與一第二表面區(qū)域、形成于該第一接觸層的第一表面區(qū)域下的一第一束縛層112、形成于該第一束縛層下的發(fā)光層113、形成于該發(fā)光層下的第二束縛層114、形成于該第二束縛層下的第二接觸層115、形成于該第二接觸層下的透明導(dǎo)電層14、形成于該透明導(dǎo)電層下的具有分布式幾何圖案的附著層116、形成于該具有分布式幾何圖案的附著層下的金屬反射層12、形成于該金屬反射層下的一第一接線電極8、以及形成于該第一接觸層第二表面區(qū)域下的一第二接線電極9。
實(shí)施例3請(qǐng)參閱圖6，依本發(fā)明又一優(yōu)選實(shí)施例具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器倒裝芯片發(fā)光二極管(Flip-Chip)，其結(jié)構(gòu)與前一優(yōu)選實(shí)施例相似，其不同處在于上述透明基板為透明基板與黏結(jié)層的結(jié)合，包含一透明基板110，形成于該透明基板下的一黏結(jié)層11、形成于該黏結(jié)層下的一透明導(dǎo)電層14，其中，該透明導(dǎo)電層的下表面包含一第一表面區(qū)域與一第二表面區(qū)域、形成于該透明導(dǎo)電層的第一表面區(qū)域下的第一接觸層111、形成于該第一接觸層下的一第一束縛層112、形成于該第一束縛層下的發(fā)光層113、形成于該發(fā)光層下的第二束縛層114、形成于該第二束縛層下的第二接觸層115、形成于該第二接觸層下的透明導(dǎo)電層14、形成于該透明導(dǎo)電層下的具有分布式幾何圖案的附著層116、形成于該具有分布式幾何圖案的附著層下的金屬反射層12、形成于該金屬反射層下的一第一接線電極8、以及形成于該透明導(dǎo)電層第二表面區(qū)域下的一第二接線電極9。
前述基板，包含選自于GaAs、AlGaAs、GaAsP、GaP、Si、SiC、金屬、藍(lán)寶石、GaN、AlN、ZnO、MgO及玻璃；前述透明基板，包含選自于GaP、SiC、藍(lán)寶石、GaN、ZnO及MgO所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述黏結(jié)層包含選自于聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烷(BCB)及過(guò)氟環(huán)丁烷(PFCB)所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料，前述金屬反射層，包含選自于Al及Ag所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料，前述附著層選自SiNx、SiO2、SiO及TiO2所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述透明導(dǎo)電層包含選自于氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第一束縛層包含AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述發(fā)光層包含AlGaInP、InGaP、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層包含AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層包含選自于GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第一束縛層包含AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述發(fā)光層包含GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層包含AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層包含選自于GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
上述僅為用以說(shuō)明本發(fā)明概念的優(yōu)選實(shí)施例，本發(fā)明的范圍不限于該等優(yōu)選實(shí)施例，凡依本發(fā)明概念所做的變更，皆屬本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利的范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器的反射層，至少包含一透明導(dǎo)電層；一金屬反射層；以及介于該透明導(dǎo)電層及該金屬反射層之間的一附著層。
2.一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，至少包含一基板；一金屬反射層；一附著層，形成于該金屬反射層之上；一透明導(dǎo)電層，形成于該附著層之上；一LED疊層，形成于該透明導(dǎo)電層之上；以及一介于該基板及該金屬反射層之間的一黏結(jié)層。
3.一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器倒裝芯片發(fā)光二極管，至少包含一透明基板，其中，該透明基板亦可以是透明基板與黏結(jié)層的結(jié)合；一LED疊層，形成于透明該基板下；一透明導(dǎo)電層，形成于該LED疊層之下；一具有分布式幾何圖案的附著層，形成于該透明導(dǎo)電層之下；以及一金屬反射層，形成于該附著層之下。
4.如權(quán)利要求2所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，包含于該基板及該黏結(jié)層之間形成一反應(yīng)層、或于該黏結(jié)層及該金屬反射層之間形成一反應(yīng)層、亦或者同時(shí)于該基板及該黏結(jié)層之間及于該黏結(jié)層及該金屬反射層之間各形成一反應(yīng)層。
5.如權(quán)利要求4所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該反應(yīng)層包含選自于SiNx、Ti或Cr所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
6.如權(quán)利要求2所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，還包含于該LED疊層上方形成一透明導(dǎo)電層。
7.如權(quán)利要求1、2、3或6所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器的反射層或發(fā)光二極管，其中，該透明導(dǎo)電層包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
8.如權(quán)利要求1、2或3所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器的反射層或發(fā)光二極管，其中，該附著層選自SiNx、SiO2、SiO及TiO2所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
9.如權(quán)利要求1、2或3所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器的反射層或發(fā)光二極管，其中，該金屬反射層包含選自于Al及Ag所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
10.如權(quán)利要求2所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該基板系包含選自于GaAs、AlGaAs、GaAsP、GaP、Si、SiC、金屬、藍(lán)寶石、GaN、AlN、ZnO、MgO及玻璃所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
11.如權(quán)利要求3所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該透明基板包含選自于GaP、SiC、藍(lán)寶石、GaN、ZnO及MgO所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
12.如權(quán)利要求2或3所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該黏結(jié)層包含選自于聚酰亞胺(PI)、苯并環(huán)丁烷(BCB)及過(guò)氟環(huán)丁烷(PFCB)所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
13.如權(quán)利要求2或3所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該LED疊層包含一第一接觸層；一第一束縛層，形成于該第一接觸層之上；一發(fā)光層，形成于該第一束縛層之上；一第二束縛層，形成于該發(fā)光層之上；以及一第二接觸層，形成于該第二束縛層之上。
14.如權(quán)利要求13所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該第一接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
15.如權(quán)利要求13所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該第一束縛層包含AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
16.如權(quán)利要求13所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該發(fā)光層包含AlGaInP、InGaP、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
17.如權(quán)利要求13所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該第二束縛層包含AlGaInP、AlInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlGaInN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
18.如權(quán)利要求13所述的具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器發(fā)光二極管，其中，該第二接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構(gòu)成材料組群中的至少一種材料。
全文摘要
一種具有透明導(dǎo)電層的全方位反射器(ODR，Omni Directional Reflector)發(fā)光二極管，本發(fā)明特征在于一透明導(dǎo)電層與金屬反射層之間形成一附著層，以增強(qiáng)透明導(dǎo)電層與金屬反射層之間的附著力，及增加發(fā)光二極管的反射率，進(jìn)而提高發(fā)光二極管發(fā)光效率。所述發(fā)光二極管至少包含一基板；一金屬反射層；一附著層，形成于該金屬反射層之上；一透明導(dǎo)電層，形成于該附著層之上；一LED疊層，形成于該透明導(dǎo)電層之上；以及一介于該基板及該金屬反射層之間的一黏結(jié)層。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1734798SQ20041005566
公開(kāi)日2006年2月15日 申請(qǐng)日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者謝明勛, 陶青山, 曾子峰, 倪志鵬 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司