發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting D1de, LED)具有高功率、壽命長等特性，也因此發(fā)光二極管光源被廣泛地應用。II1- V族元素化合物的半導體材料所形成的發(fā)光二極管是廣譜帶隙發(fā)光組件，其發(fā)出的光包含可見光的全波段。近幾年來，隨著技術(shù)向高色度及高亮度的發(fā)展，發(fā)光二極管增加了各式各樣的應用領(lǐng)域，像是超大尺寸戶外顯示板及交通號志燈，也更甚至成為取代鎢絲燈泡及汞燈的具備節(jié)能及環(huán)保優(yōu)點的未來發(fā)光光源。
[0003]在傳統(tǒng)成長于第一基板(例如是具有絕緣性質(zhì)的藍寶石基板)上的氮化鎵系(GaNbased)發(fā)光二極管中，由于發(fā)光二極管的正負電極通常被配置在一第一表面的同一側(cè)，而正電極會遮擋自發(fā)光二極管的主動層發(fā)出的光。所以，氮化鎵系發(fā)光二極管的封裝最好是利用覆晶接合方法，從而透過發(fā)光二極管的一第二表面出光。此外，為了使絕大部分的光線能朝向發(fā)光二極管的第二表面發(fā)射，通常會形成一金屬反射層于發(fā)光二極管最頂層的表面。
[0004]然而，金屬反射層的反射能力是有限的。故在發(fā)光二極管的最頂面形成分布式布拉格反射(Distributed Bragg Reflector, DBR)層的方法也被同時提出，其中，所述分布式布拉格反射層可為多層介電質(zhì)，其具有交替堆棧的多層較金屬反射層的反射能力高的介電材料。然而，分布式布拉格反射層是由非導體材料制成，因此分布式布拉格反射層的配置對發(fā)光二極管的電性效能會形成負面影響。因此，發(fā)光二極管封裝的光萃取效能的改善仍存在有限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其具有適合的光萃取效能及電性效會泛。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其包括堆棧半導體層、接觸層以及介電反射層。堆棧半導體層包括第一型摻雜層、第二型摻雜層以及配置于第一型摻雜層及第二型摻雜層之間的主動層，其中多個開孔穿入第一型摻雜層、主動層及第二型摻雜層。接觸層配置于第二型摻雜層上。從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的俯視方向看，介電反射層以小于或等于60%的覆蓋率連接接觸層及第一型摻雜層。
[0007]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括電極層，其配置于介電反射層上，其中電極層包括第一電極區(qū)域及第二電極區(qū)域，且第一電極區(qū)域及第二電極區(qū)域以一溝槽而彼此分隔并電性絕緣。
[0008]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括多個凹穴配置在堆棧半導體層上，且其在發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的上表面上具有對應凹口。
[0009]在本發(fā)明的一實施例中，上述的電極層的第二電極區(qū)域經(jīng)由至少部分多個凹穴電性連接至接觸層。
[0010]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括圖案化鏡面層，其配置在接觸層上，其中圖案化鏡面層連接至少部分多個凹穴及接觸層，使得電極層的第二電極區(qū)域經(jīng)由這些對應的凹穴而電性連接至接觸層以及連接其上的圖案化鏡面層。
[0011]在本發(fā)明的一實施例中，上述的介電反射層覆蓋未與凹穴連接的部分圖案化鏡面層。
[0012]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括導電層，其配置在介電反射層和電極層之間，其中導電層經(jīng)由至少部分多個開孔連接至第一型摻雜層，且電極層的第一電極區(qū)域連接至部分導電層。
[0013]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括絕緣層，其配置在電極層的第二電極區(qū)域及導電層之間。
[0014]在本發(fā)明的一實施例中，在上述的電極層的第一電極區(qū)域未與導電層連接處，絕緣層配置在電極層的第一電極區(qū)域及導電層之間。在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括基板，堆棧半導體層配置于基板的表面上，并暴露基板的表面的一部分而形成基板暴露區(qū)，且介電反射層更覆蓋基板暴露區(qū)的至少一部分。
[0015]在本發(fā)明的一實施例中，上述的介電反射層包括低折射率層，且低折射率層的材質(zhì)是選自二氧化硅(Si02)、氟化鎂(MgF2)、氟化鈣(CaF2)之一或其任意組合。
[0016]在本發(fā)明的一實施例中，上述的介電反射層是分布式布拉格反射鏡并包括一高折射率層，且高折射率層的材質(zhì)是選自二氧化鈦(Ti02)、砸化鋅(ZnSe)、氮化硅(Si3N4)、五氧化二鈮(Nb205)、五氧化二鉭(Ta205)之一或其任意組合。
[0017]在本發(fā)明的一實施例中，上述的覆蓋率小于或等于30%。
[0018]在本發(fā)明的一實施例中，上述的多個凹穴的至少一部分是條狀凹穴，且這些條狀凹穴的延伸方向彼此平行。
[0019]在本發(fā)明的一實施例中，上述的多個凹穴的至少一部分是圓形凹穴并排列成陣列。
[0020]在本發(fā)明的一實施例中，上述的接觸層的材質(zhì)是選自銦錫氧化物(Indium TinOxide, ΙΤ0)、鋪錫氧化物(Cerium Tin Oxide, CTO)、鋪錫氧化物(Antimony Tin Oxide,ΑΤ0)、招鋅氧化物(Aluminum Zinc Oxide, ΑΖ0)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide, ΙΖ0)、鋅氧化物(Zinc Oxide, ZnO)、錦錫氧化物(cadmium tin oxide)、氧化鎵鋅(ZnGa204)、摻銻氧化錫(Sn02:Sb)、摻錫氧化鎵(Ga203:Sn)、摻錫氧化銀銦(AgIn02:Sn)、摻鋅氧化銦(In203:Zn)、氧化銅鋁CuA102)、鑭銅氧硫化合物(LaCuOS)、氧化鎳(N1)、氧化銅鎵CuGa02)、氧化鎖銅(SrCu202)、銀、金、招、鈦、鈀、石墨稀(graphene)之一或其任意組合。[0021 ] 在本發(fā)明的一實施例中，上述的電極層的第二電極區(qū)域經(jīng)由凹穴連接接觸層。
[0022]在本發(fā)明的一實施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)更包括導電層，其配置在介電反射層及電極層之間，其中導電層經(jīng)由至少部分的多個開孔連接到第一型摻雜層，且電極層的第一電極區(qū)域經(jīng)由至少部分的多個凹穴連接至導電層的一部分。
[0023]在本發(fā)明的一實施例中，使上述的電極層的第二電極區(qū)域電性連接到接觸層的凹穴的至少其中之一與使導電層連接到第一型摻雜層的開孔的至少其中之一緊鄰配置。
[0024]在本發(fā)明的一實施例中，使上述的電極層的第二電極區(qū)域電性連接到接觸層的至少部分凹穴與使導電層連接到第一型摻雜層的至少部分開孔交錯配置。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)使用介電反射層作為反射層，以反射主動層所發(fā)出的光，且從發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的俯視方向來看，介電反射層以小于或等于60%的覆蓋率連接接觸層及第一型摻雜層，以便增強發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光強度(LuminousIntensity, IV)并同時維持發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的順向電壓(Forward Voltage, VF)在可接受的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)不僅可以增強發(fā)光強度，還可以提供優(yōu)異的電性效能。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明一實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面圖；
圖2是本發(fā)明一實施例的介電反射層的俯視圖；
圖3是本發(fā)明另一實施例的介電反射層的俯視圖；
圖4是本發(fā)明一實施例的介電反射層的覆蓋率和順向電壓及發(fā)光強度之間關(guān)系的曲線圖；
圖5是本發(fā)明一實施例中發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的俯視圖；
圖6是圖5沿A-A方向的剖面圖。
【具體實施方式】
[0027]有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點與功效，在以下配合附圖各實施例的詳細說明中，可清楚的呈現(xiàn)。以下實施例中所提到的方向用語，例如:「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而并非用來限制本發(fā)明。并且，在下列各實施例中，相同或相似的組件將采用相同或相似的標號。
[0028]圖1是本發(fā)明的一實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面圖。請參照圖1，在本實施例中，氮化鎵系發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100可以是一覆晶式發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其包括堆棧半導體層120、130