專(zhuān)利名稱(chēng)：垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)發(fā)光元件及其制造方法，特別是涉及一種垂直導(dǎo)通式發(fā)光 二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管依施加電能后電流擴(kuò)散的方式做區(qū)分，可分成將電流視為「水平擴(kuò) 散J的水平導(dǎo)通式發(fā)光二極管，以及電流視為「垂直注入」的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極 管二種。
參閱圖1，就目前的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管1來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)包括一±央板狀的基材
11、 一±央與該基材11接合(bounding)并可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元12，及一 片與該量子單元12形成歐姆接觸的電極13。
該基材11以可導(dǎo)電的金屬或是合金為材料構(gòu)成，并與該量子單元12形成歐姆 接觸作為電極使用，而可配合該片電極13配合共同對(duì)該量子單元12提供電能使其 以光電效應(yīng)發(fā)光。
該量子單元12具有一層以透明并可供電流橫向擴(kuò)散流通的材料形成且與該基材 11接合的電流擴(kuò)散層121、 一層連接在該電流擴(kuò)散層121上的第二型披覆層122 (即 p-type cladding layer)、 一層與第二型披覆層122相間隔并該電極連接的第一型披覆 層123 (即n-type cladding layer)，及一層夾設(shè)在該第一、二型披覆層123、 122之 間的活性層124 (active layer)，該第一、二型披覆層123、 122相對(duì)該活性層124 形成量子能障而可當(dāng)電流通過(guò)時(shí)以光電效應(yīng)產(chǎn)生光。
當(dāng)自該電極13以及作為另一電極使用的基材11配合施加電能時(shí)，電流經(jīng)過(guò)該 電流擴(kuò)散層121橫向擴(kuò)散后垂直、M過(guò)該第一、二型披覆層123、 122與活性層124， 而以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子，進(jìn)而使該垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管1向外發(fā)光。
為了提升垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管1的整體發(fā)光亮度，會(huì)例如在量子單元12中形 成可增加光取出對(duì)light extraction efficiency)的窗口層(window layer)，或是于基材
ll上設(shè)計(jì)增加可反射光的反射層(反射鏡)等結(jié)構(gòu)，由于它們結(jié)構(gòu)多半己為業(yè)界所 周知，故在此不再多加詳細(xì)贅述，圖中也未示出它們結(jié)構(gòu)。
整體說(shuō)來(lái)，目前的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管l,由于該量子單元12產(chǎn)生的光自該
第一型披覆層123頂面向外射出時(shí)，會(huì)因?yàn)椴糠止庑羞M(jìn)角度的限制而再全反射回元
件內(nèi)部，所以會(huì)造成內(nèi)熱，而導(dǎo)致元件壽命減少，另外，也會(huì)呈現(xiàn)出發(fā)光亮度不夠
的缺點(diǎn)。
雖然，已有多篇技術(shù)文獻(xiàn)提出例如粗化光欲行進(jìn)射出的表面，進(jìn)而提升光向外 發(fā)散的比率，以提升發(fā)光亮度，并同時(shí)減少產(chǎn)生全內(nèi)反射的光的比率，以減少內(nèi)熱
的產(chǎn)生；但是，它們粗化方式雖然確實(shí)可以提升內(nèi)部產(chǎn)生的光向外發(fā)散的比率，但 是穿出頂面的光卻仍是成多方向的不規(guī)則^亍進(jìn)，因此就元件而言，發(fā)光亮度雖然有 所提升，但是發(fā)光亮度不夠均勻、發(fā)光不夠集中的缺點(diǎn)卻仍然存在。 因此，目前的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管1仍有待改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種發(fā)光均勻且集中的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管。本發(fā)明 的另一 目的是在提供一種發(fā)光均勻且集中的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法。 于是，本發(fā)明高亮度發(fā)光二極管包括一±央板狀基材、 一層量子單元，及一片電極。
該塊板狀基材可導(dǎo)電。
該層量子單元與該i央SI反接合并可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光，具有相間隔的一層第一 型披覆層與一層第二型披覆層，及一層形成在該第一、二型披覆層之間的活性層， 該第一、二型披覆層相對(duì)該活性層形成量子能障，該第一型披覆層包括一層與該活 性層連接的蝕亥,止部，及一層具有多辦艮自該蝕刻停止部一體凸伸出且高度介于 次 尺度的光修正柱的柱叢部，該柱叢部的多數(shù)根光修正柱與周遭介質(zhì)的折射系 ,使該量子單元產(chǎn)生的光在行進(jìn)間發(fā)生翻寸的機(jī)率增加，進(jìn)而實(shí)質(zhì)正向向外行進(jìn)。
該片電極與該量子單元相毆姆接觸，且可與該基板共同對(duì)該量子單元提供電能 使該量子單元發(fā)光。
本發(fā)明的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟。
首先在一塊磊晶基板上形成一層量子單元，該量子單元依序具有一層第一型披 覆層、 一層活性層，及一層第二型披覆層，且該第一、二型披覆層相對(duì)該活性層成 量子能障而以光電效應(yīng)產(chǎn)生光。
同時(shí)，可備制一±央可導(dǎo)電的基材。
然后將形成有量子單元的磊晶基板的量子單元與備制好的該基材彼此加壓接 合；再移除該磊晶基板。
接著自移除磊晶 后的半成品所裸露出的頂面向下蝕刻，而使該第一型披覆 層留存的結(jié)構(gòu)成一層與該活性層連接的蝕刻停止部，及一層包括多數(shù)根一體自該蝕 亥,止部頂面延伸出且高度屬于次微米尺度的光修正柱的柱叢部。
最后，移除該柱叢部預(yù)定區(qū)塊中的多數(shù)根光修正柱，并在該區(qū)塊中以導(dǎo)電材料 形成一片電極，完成該垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制作。
本發(fā)明的有益效果在于深蝕刻第一型披覆層以形成出多數(shù)根高度屬次微米尺 度的光修正柱，借由它們光修正柱與周遭介質(zhì)的相配合可增加光行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生散射的 次數(shù)以改變光的行進(jìn)方向，使元件產(chǎn)生向外發(fā)散行進(jìn)的光的行進(jìn)方向被改變而實(shí)質(zhì) 正向向上行進(jìn)，進(jìn)而使元件的發(fā)光集中且均勻。


圖1是一剖視示意圖，說(shuō)明現(xiàn)有的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)；
圖2是一剖視示意圖，說(shuō)明本發(fā)明垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的一較佳實(shí)施例的結(jié)
構(gòu)；
圖3是一局部放大圖，說(shuō)明圖2的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的多數(shù)光修正柱修正 光的行進(jìn)方向；
圖4是一流程圖，說(shuō)明圖2的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的一較佳實(shí)施例的制造方
法；
圖5是一流程圖，說(shuō)明圖4的制造方法中，實(shí)施步驟62的次步驟過(guò)程； 圖6是一流程圖，說(shuō)明圖4的制造方法中，實(shí)施步驟65的次步驟過(guò)禾呈。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
參閱圖2、圖3，本發(fā)明垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2的一較佳實(shí)施例，是包括有一 土央矩形板狀的基材3、 一層接合(bonding)在該基材3上的量子單元4，及一片與該 量子單元4形成歐姆接觸的電極5 。
該塊基材3主要是以可導(dǎo)電的金屬或是合金為材料構(gòu)成，并與該量子單元4形 成M接觸以作為電極使用，以同時(shí)配合該片電極5共同對(duì)該量子單元4提供電能
使其以光電效應(yīng)發(fā)光。
該± 材3具有一層以可導(dǎo)電且可導(dǎo)熱的材料構(gòu)成的基底層31 ，及一層以可導(dǎo) 電且可導(dǎo)熱并具有高折射系數(shù)的材料構(gòu)成而與該基底層31連接的反射層32，該基底 層31又包括一層中央層體311，及分別形成在該中央層體311相反兩界面上的多數(shù) 個(gè)堆覆膜體312，該反射層32則由至少一層反射膜體321堆疊組成；較佳地，該中 央層體311魏自硅、銅、鋁、碳、鉆石、氮化鋁、氮化鎂，或是它們的組合構(gòu)成， 該堆覆膜體312、反射膜體321則是分別選自鉻、鈀、鉑、鈦、鎳、銅、鋅、鎂、鋁、 銀、金，或它們的組合為材料所構(gòu)成，借由它們不同厚度、元素種類(lèi)所形成的多數(shù) 金屬^/或合金膜體而可與該量子單元4穩(wěn)固地接合，并可導(dǎo)電、導(dǎo)熱，以及反射該 量子單元4發(fā)出且朝向該基材3方向行進(jìn)的光，增加該垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2向 上的離發(fā)光率。在本例中，貝U是以銅為材料構(gòu)成中央層體311，再依序以鉻、鉬、 金為材料在其上界面上形成厚度分別是鄰OA、 400A、 20000A的三層堆覆膜體312， 以及依序以鉻、鎳、金為材料在下界面形成厚度分別是300A、 IOOOOA、 50A的三層 堆覆膜體312，構(gòu)成該層基底層31，并依序以鉻、鋁、鑰、鈦、金錫、金為材料， 在該基底層31上形成厚度分別是100A、 2000A、 2000A、 600A、 20000A、 IOOA的 六層反射膜體321構(gòu)成該層反射層32，進(jìn)而組成該±央基材3為例說(shuō)明。
該層量子單元4具有一層以透明且可供電流橫向擴(kuò)散流通的材料(例如銦錫氧 化物)形成而與該基材3的反射層32相接觸地接合的電流擴(kuò)散層41 、 一層連接在該 電流擴(kuò)散層41上的第二型披覆層42 (g卩p-type cladding layer)、 一層與該第二型披 覆層42相間隔并該電極5連接的第一型披覆層43 (即n-type cladding layer)、 一層 夾設(shè)在該第一、二型披覆層43、 42之間的活性層44，及一層形成在該第一、二型披 覆層43、 42與活性層44偵啁面以限審恍漏射的遮覆膜45，該第一、二型披覆層43、 42相對(duì)該活性層44形成量子能P章而可當(dāng)電流通過(guò)時(shí)以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子，該遮覆膜 45是以氧化硅(Si02)為材料，厚度在100A ~ 10000A以防止側(cè)周面的漏光，進(jìn)而 增加元件整體的向外發(fā)光效率。
該第一型披覆層43包括一層與該活性層44連接的蝕刻停止部431 ，及一層具有 多數(shù)根自該蝕刻停止部431 —體向上凸伸且高度介于次微米尺度(約在 1000A 20000A)的光修正柱432的柱叢部433，該柱叢部433是經(jīng)由深蝕刻所成型 (制造方法請(qǐng)容后再續(xù))，而借由該多M光修正柱432與周遭介質(zhì)(此時(shí)是空氣) 的折射系數(shù)差形成類(lèi)似于波導(dǎo)共振腔腔體與路徑的效果，使該量子單元4以光電效
應(yīng)產(chǎn)生并對(duì)應(yīng)穿出第一型披覆層43頂面的光發(fā)生翻寸的機(jī)率增加，進(jìn)而實(shí)質(zhì)向上正
向行進(jìn)，以提升元件的發(fā)光亮度。
該片電極5設(shè)置在該第一型披覆層43的蝕刻停止部431上并與該第一型披覆層 43相i^l接觸，是由鉑、金、鉻、鋁、鈦、鎳等金屬元素所成的金屬，或是合金膜 體堆疊構(gòu)成，且厚度在IOA至30000A之間，而可與該基材3共同配合對(duì)該量子單 元4跑共電能；在此，是以鉻、鈾、金三種金屬材料，由下至上依序以400A、 400A、 20000A的厚度形成的三層金屬膜體51堆疊構(gòu)成為例說(shuō)明。
當(dāng)自電極5與基材3施加電能時(shí)，電流經(jīng)過(guò)該電流擴(kuò)散層41橫向分散^U1后垂 直箭iil過(guò)該第一、二型披覆層43、 42與活性層44而以光電效應(yīng)產(chǎn)生光；其中朝向 該基材3方向行進(jìn)的光，被該基材3的反射層32反射而朝向電極5方向行進(jìn)；部分 向該量子單元4側(cè)周面方向行進(jìn)的光，貝U由遮覆膜36限制而不向外泄漏，進(jìn)而可在 元件內(nèi)部經(jīng)過(guò)多數(shù)次內(nèi)反射與折射后朝向電極5方向行進(jìn)；部分直接朝向該電極5 方向行進(jìn)的光，以及被反射、折射而朝向該電極5方向行進(jìn)的光，則借由該多數(shù)根 光修正柱432與周遭空氣介質(zhì)形成類(lèi)似于波導(dǎo)共振腔腔體與路徑的效果，使它們光 遵循光的反射折射原理而在此腔體與路徑中不斷地修正改變?nèi)肷浣桥c反射角，而以 增加翻t次數(shù)的過(guò)程，進(jìn)而實(shí)質(zhì)向上正向射出，以提升發(fā)光二極管的發(fā)光亮度。
同時(shí)，光在元件內(nèi)部行進(jìn)及經(jīng)過(guò)多次反射、折射行進(jìn)而轉(zhuǎn)化成的內(nèi)熱，則經(jīng)過(guò) 該基材3的反射層32、基底層31直掛傳導(dǎo)散逸至外界，而以高散熱效率進(jìn)而提高電 子電洞的結(jié)合效率，提升整體的發(fā)光效率。
上述本發(fā)明的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的較佳實(shí)施例，在經(jīng)過(guò)以下的第i臘方法的 說(shuō)明后，當(dāng)可更加清楚的明白。
參閱圖4，上述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制作，是先進(jìn)行步驟61，選用晶格
常數(shù)與氮化鎵系半導(dǎo)體材料相匹配的藍(lán)寶石材料作為磊晶用的磊晶基板，依序向上 磊晶成長(zhǎng)該層第一型披覆層43 (即n型披覆層)、活性層44，及第一型披覆層42 (即p型披覆層)，接著在不大于8Xl(T3Torr的真空環(huán)境壓力下，且在預(yù)定含氧比 例的氣氛中，禾擁例如蒸鍍或、鵬度或是準(zhǔn)分子激光鍍膜等方式以銦錫氧化物為材料 在第二型披覆層42上形成該層電流擴(kuò)散層41 ，且在形成該層電流擴(kuò)散層41后，隨 即在真空環(huán)境壓力下，且在選自由惰性氣體的組合的氣氛中，以高溫進(jìn)行該層電流 擴(kuò)散層41表面晶粒的改貢；然后，接著以例如蒸鍍或?yàn)R鍍方式以氧化硅為材料形成 該層遮覆膜45，完成該量子單元4的制備。
配合參閱圖5，而在進(jìn)行步驟61的同時(shí)，可以同步進(jìn)行步驟62備制該塊可導(dǎo)電 的基材3;此步驟62是依序先進(jìn)行次步驟71，選稱(chēng)剛乍為該層中央層體311，然后 進(jìn)行次步驟72，分別選擇鉻、鉑、金為材料在該層中央層體311的上界面上以蒸鍍 或是領(lǐng)搬方式形成厚度分別是400A、 400A、 20000A的三層堆覆膜體312，以及鉻、 鎳、金為材料在該層中央層體311的下界面，同樣以蒸鍍或是濺鍍方式形成厚度分 別是300A、 10000A、 50A的三層堆覆膜體312，構(gòu)成該基底層31，接著再進(jìn)行次步 驟73，依序以鉻、鋁、鉑、鈦、金/錫、金為材料，在該層^(guān)底層31上以蒸鍍或是 、Hl度方式形成厚度分別是IOOA、 2000A、 2000A、 600A、 20000A、 IOOA的六層反 射膜體321構(gòu)成該層反射層32后，進(jìn)行次步驟74，在選自鈍性氣體的組合的氣氛中， 以訓(xùn)。C 800。C的^g作用0.5~80射中，使該等堆覆膜體311、反射膜體321的構(gòu) 成材料進(jìn)行融合，完成該i央基材3的制備。
參閱圖4，然后進(jìn)行步驟63，將該步驟61制得的成品，以量子單元4的電流擴(kuò) 散層41 ，與該步驟62備制的基材3的反射層32相接觸地彼此加壓接合。
在此要另夕卜加以說(shuō)明的是，為了讓該基材3與該量子單元4接合的更加穩(wěn)固， 在備制基材3的過(guò)程中，也可以將構(gòu)成該反射層321的某些層反射膜體321形成在 該量子單元4的電流擴(kuò)散層41上，再加壓接合兩者，由于它們以蒸鍍、領(lǐng)楚度或是其 它鍍覆膜體的方式，堆疊的對(duì)象變化、種類(lèi)方式眾多，在此不一一舉例說(shuō)明詳述。
接著繼續(xù)進(jìn)行步驟64，將該步驟63制得的成品的磊晶基板移除，而將該量子單 元4的第一型披覆層43底面裸露出來(lái)；此步驟實(shí)施的方式可以采用化學(xué)蝕刻、濕蝕 刻、干蝕刻，甚至是機(jī)械5開(kāi)磨等，在此是采用化學(xué)蝕刻方式移除該磊晶基板，避免 破壞該第一型披覆層43的結(jié)構(gòu)。
接魏行步驟65，自該步驟64制得的成品移除該磊晶基板后的表面向下深蝕 刻，而使該第一型批覆層43留存的結(jié)構(gòu)成該層蝕刻停止部431，及該層包括多數(shù)根 光修正柱432的柱叢部433。
配合參閱圖6，此步驟65是先進(jìn)行次步驟81，先在移除磊晶 后的該第一型 披覆層43表面，以氧化物為材料形成一層蝕刻保護(hù)層；接著以次步驟82自該蝕刻 保護(hù)層向下深蝕刻，且深度需達(dá)到自該第一型披覆層43表面起向下1000A 2000A， 而成型出該層蝕刻停止部431 ，及該層包括多數(shù)根光修正柱432的柱叢部433。
較佳地，進(jìn)行次步驟81形成蝕刻保護(hù)層的氧化物可以是例如二氧化硅、氧化鈦、 氧化鎳，及銦錫氧化物等，用以作為后續(xù)進(jìn)行深蝕刻時(shí)2的保護(hù)層；次步驟82則可
應(yīng)用例如離子蝕刻技術(shù)、感應(yīng)耦合式電漿技術(shù)或感應(yīng)離子技術(shù)的干蝕刻方式，并通
入氮?dú)?N2)、氨氣(CH4)、氬氣(Ar)、氯氣(Cl2)、氯化硼(BC13)、氟化 碳(CF4)、氟化硫(SF6)等氣體W或上述依不同比例的混合氣體為蝕亥愾體進(jìn)行; ^用濕蝕刻方式以氫氯酸(HC1)、硝酸(HN03)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化 鈉(NaOH)、硫酸(H2S04)、磷酸(H3P04) ^/或上述依不同比例的混合溶液進(jìn) 行。
參閱圖4，然后再進(jìn)行步驟66，移除對(duì)應(yīng)形成該電極5的區(qū)域的光修正柱，并 在該區(qū)域中依序形成20000A金的金屬膜體51 、 200A鉑的金屬膜體51與200A鉻的 金屬膜體51而堆疊構(gòu)成該電極5，完成本發(fā)明的該垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2的較佳 實(shí)施例的制作。
由上述說(shuō)明可知，本發(fā)明主要是提出一種垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2，借由深蝕刻 形成的多數(shù)光修正柱432與周遭空氣介質(zhì)形成對(duì)以于波導(dǎo)共振腔腔體與路徑的效果， 而可修正所發(fā)出的光行進(jìn)的入射角與反射角，增加散射的次數(shù)，使光實(shí)質(zhì)向上正向 行進(jìn)，進(jìn)而相對(duì)提升垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2的發(fā)光亮度；此外，并同時(shí)借由構(gòu)成 該基材3的基底層31、反射層32等結(jié)構(gòu)，而可多次將光內(nèi)折射、內(nèi)反射后導(dǎo)向正向 向外發(fā)射，以輔助提升元件的發(fā)光效率；再者，在導(dǎo)引光進(jìn)行多次內(nèi)折射、內(nèi)反射 所產(chǎn)生的內(nèi)熱，也可借由基材3而直接傳導(dǎo)散逸至外界，進(jìn)而使元件得以高散熱的 效率提高電子電洞的結(jié)合效率，而提升整體的發(fā)光效率。
再由本發(fā)明制造方法的說(shuō)明中可知，本發(fā)明垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2的光修正 柱432，必須是以氧化物，特別是例如二氧化硅、氧化鈦、氧化鎳，及銦錫氧化物作 為第一型披覆層43進(jìn)fi^罙蝕刻時(shí)的保護(hù)層，才能在不損傷第一型披覆層43的結(jié)構(gòu) 下深蝕亥侄次楝妹尺度而成型出的結(jié)果，并非是目前諸多文獻(xiàn)所提出的簡(jiǎn)單隨機(jī)蝕 刻粗化的結(jié)果；另外，再借由完整的基材制作以及與量子單元接合的過(guò)程，而可同
步解決一般垂直導(dǎo)K:發(fā)光二極管1在作動(dòng)時(shí)常見(jiàn)的散熱以及電流擴(kuò)散問(wèn)題，進(jìn)而
有效提升元件的內(nèi)部發(fā)光效率。
綜上所述，本發(fā)明主要是提出一種具有可以增加光翻寸機(jī)率的光修正柱432的 垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2，以及該垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管2的制造方法，而可確實(shí)改 善目前垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管1的發(fā)光亮度不夠均勻、發(fā)光不夠集中的缺點(diǎn)，達(dá)到 本發(fā)明的創(chuàng)作目的。
權(quán)利要求
1. 一種垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管，包括一塊可導(dǎo)電的板狀基材、一層與該基板接 合并可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元，及一片與該量子單元相毆姆接觸且可與 該基板共同對(duì)該量子單元提供電能使該量子單元發(fā)光的電極，該量子單元還具 有相間隔的一層第一型披覆層與一層第二型披覆層，及一層形成在該第一、二 型披覆層之間的活性層，該第一、二型披覆層并相對(duì)該活性層形成量子能障； 其特征在于該第一型披覆層包括一層與該活性層連接的蝕刻停止部，及一層具有多數(shù)根 自該蝕刻停止部底面一體凸伸出且高度介于次微米尺度的光修正柱的柱叢部，該 柱叢部的多數(shù)根光修正柱與周遭介質(zhì)的折射系數(shù)差使該量子單元產(chǎn)生的光在行 進(jìn)間發(fā)生散射的機(jī)率增加。
2. 如權(quán)利要求l所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管，其特征在于該i據(jù)材還具有一層 以可導(dǎo)電且可導(dǎo)熱的材料構(gòu)成的基底層，及一層以可導(dǎo)電且可導(dǎo)熱并具有高折 射系數(shù)的材料構(gòu)成而與該基底層連接的反射層。
3. 如權(quán)禾腰彩所述的垂直導(dǎo)3K發(fā)光二極管，其特征在于該基底層包括一層中 央層體，及分別形成在該中央層體相反兩界面上的多數(shù)個(gè)堆覆膜體，該反射層 包括至少一層反射膜體，且該中央層體的構(gòu)成材料是選自于硅、銅、鋁、碳、 鉆石、氮化鋁、氮化鎂，及它們的組合，該多數(shù)個(gè)堆覆膜體的構(gòu)成材料是選自 于鉻、鈀、鈾、鈦、鎳、銅、鋅、鎂、鋁、銀、金，及它們的組合，該反射膜 體的構(gòu)成材料是選自于鉻、鈀、鉬、鈦、鎳、銅、鋅、鎂、鋁、銀、金，及它 們的組合。
4. 如權(quán)利要^3所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管，其特征在于該量子單元還具有一 層以透明且可供電流橫向擴(kuò)散流通的材料構(gòu)成并形成在該第二型披覆層上而與 該基材相連接的電流擴(kuò)散層。
5. 如權(quán)利要求4所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管，其特征在于該量子單元還具有一 層形成在側(cè)周面上以防止漏光的遮覆膜。
6. —種垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法；其特征在于 該制造方飽括(一)在一i央磊晶基板上形成一層量子單元，該量子單元依序具有一層第一型披覆層、 一層活性層，及一層第二型披覆層，且該第一、二型披覆層相 對(duì)該活性層成量子能障而以光電效應(yīng)產(chǎn)生光， (二) 備制一塊可導(dǎo)電的基材，(三) 將該步驟(一)制得的成品的量子單元與該步驟(二)備制的基材彼此 加壓接合，(四) 移除該步驟(三)制得的成品的磊晶基板。(五) 自該步驟(四)制得的成品的移除該磊晶基板后的量子單元表面向下蝕 亥U，而使該第一型披覆層留存的結(jié)構(gòu)成一層與該活性層連接的蝕刻停止 部，及一層包括多數(shù)根一體自該蝕刻停止部頂面延伸出且高度屬于次微 米尺度的光修正柱的柱叢部，(六) 移除該柱叢部預(yù)定區(qū)塊中的多數(shù)根光修正柱，并在該區(qū)塊中以導(dǎo)電材料 形成一片電極，制得該垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管。
7. 如權(quán)利要求6所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于該步驟(一) 形成的量子單元還具有一層以透明且可供電流橫向擴(kuò)散流通的材料形成 在該第二型披覆層上的電流擴(kuò)散層。
8. 如權(quán)禾腰求6或7所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的審隨方法，其特征在于該步 驟(一)形成的量子單元還具有一層以氧化硅為材料形成在該第一、二型披覆 層與活性層側(cè)周面以防止漏光的遮覆膜。
9. 如權(quán)利要求6所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于該步驟(二) 還具有以下次步驟(二之一)選擇硅、銅、鋁、碳、鉆石、氮化鋁、氮化鎂，或它們的組合作為材 料構(gòu)成該中央層體，(二之二)選 、鈀、鉑、鈦、鎳、銅、鋅、鎂、鋁、銀、金，及它們的組合 作為材料，在該中央層體相反兩面分別形成至少一層堆覆層體，使該 中央層體與該等堆覆層體構(gòu)成一層基底層，(二G)選鄉(xiāng)、鈀、鈾、鈦、鎳、銅、鋅、鎂、鋁、銀、金，及它們的組合 為材料作為材料，在該基底層其中一表面上形成至少一層反射膜體， 并使該至少一層反射膜體構(gòu)成一層反射層，進(jìn)而i吏得該基底層與該反 射層構(gòu)成一塊可導(dǎo)電、導(dǎo)熱并可以反射光的基材。
10. 如權(quán)利要求9所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于該步驟(二)還具有一個(gè)次步驟(二之四)在選自鈍性氣體的組合的氣氛中，以100'C 80(TC的溫度作用0.5 80 分鐘，使該等堆覆層體、反射膜體的構(gòu)成材料進(jìn)行融合。
11. 如權(quán)利要求6所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其1f征在于該步驟(六)魏自于鈾/金、鉻/歡鉻/金、鉻/鋁/敏金、鉻/鋁/衞金、鉻/鋁/鈾/金，及 它們的組合作為材料形成該電極。
12. 如權(quán)禾腰求6所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于其中，該 步驟(五)還具有以下次步驟(五之一)在該第一型披覆層表面以氧化物形成一層蝕刻保護(hù)層；及 (五之二)自該蝕刻保護(hù)層表面向下蝕刻，且深度為自該第一型披覆層表面起向下1000A 20000A，而使該第一型披覆層留存的結(jié)構(gòu)成一層與該活性層連接的蝕刻停止部，及一層包括多數(shù)根光修正柱的柱叢部。
13. 如權(quán)利要求12所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其年寺征在于形成的該蝕刻保護(hù)層厚度是介于500 10000 A。
14. 如權(quán)利要求13所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其纟寺征在于該氧化物是選自于二氧化硅、氧化鈦、氧化鎳，及銦錫氧化物。
15. 如權(quán)利要求12所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的帝l臘方法，其特征在于該次步驟(五之二)是以感應(yīng)耦合式電漿技術(shù)，并通入選自于氮、氨、氬、氯、氯化硼、氟化碳、氟化硫，及它們的組^4行。
16. 如權(quán)利要求12所述的垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于該次步驟(五之二)魏自氫氯酸、硝酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、硫酸、磷酸、王水， 及它們的組合進(jìn)行蝕刻。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管，包括一塊作為電極的板狀基材、一塊接合在基材上并可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元，及一片與量子單元相毆姆接觸且可與基板共同對(duì)量子單元提供電能使其發(fā)光的電極，特別的是，量子單元的n型披覆層包括一層由深蝕刻形成而具有多數(shù)根高度介于次微米尺度的光修正柱的柱叢部，借由柱叢部的多數(shù)根光修正柱與周遭介質(zhì)的折射系數(shù)差，可以使量子單元產(chǎn)生的光在行進(jìn)間發(fā)生散射的機(jī)率增加，進(jìn)而提升元件的發(fā)光亮度。此外，本發(fā)明還揭示此種垂直導(dǎo)通式發(fā)光二極管的制造方法。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101364623SQ20071014321
公開(kāi)日2009年2月11日 申請(qǐng)日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者徐智魁, 徐海文, 鐘寬仁 申請(qǐng)人:新世紀(jì)光電股份有限公司