專利名稱：具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，尤其涉及具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
參照圖1所示，其為傳統(tǒng)藍光發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其為在一藍寶石基板1上依次成長一 N型氮化鎵層2、一活化層3與一 P型氮化鎵層4，并于該N型氮化鎵層2與該P型氮化鎵層4上分別鍍上一 N型電極5與一 P型電極6后，即形成發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。此傳統(tǒng)藍光發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其所發(fā)出的光為不定方向，因此大半的光會從藍寶石基板1處散出，而無法作為顯示光源使用，進而降低了光源的淬取效率。因此，已知為了增加光源的淬取效率，必須搭配封裝模塊中的反射材料才能將射向底部的光由正面或側(cè)向反射出去，然而，即使鍍有高反射的金屬于發(fā)光二極管晶粒的背面，因金屬本身具有吸光的特性，會降低底部反射的效率，仍無法有效增加光源的淬取效率。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種具有高反射率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，以增加發(fā)光亮度?；谏鲜瞿康模景l(fā)明提供一種具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其包含一藍寶石基板、一布拉格薄膜、一發(fā)光層與一金屬層，其中發(fā)光層成長于該藍寶石基板上， 該布拉格薄膜設(shè)于該藍寶石基板遠離該發(fā)光層的一側(cè)，且該布拉格薄膜具有至少兩個薄膜層，該至少兩個薄膜層為兩種不同折射率的材料交互疊置，而該金屬層設(shè)于該布拉格薄膜上。據(jù)此，本發(fā)明的優(yōu)點在于，可通過形成于該藍寶石基板之下的布拉格薄膜與金屬層，具有極高的反射率，提供作為高反射率的區(qū)域，以反射該發(fā)光層所產(chǎn)生的光，使得朝下射出的光再一次反射而由表面或側(cè)邊出光，以大幅提升光的淬取效率。


圖1為已知發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖2為本發(fā)明發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖3為本發(fā)明的布拉格薄膜的剖面圖。圖4為本發(fā)明的發(fā)光示意圖。圖5為本發(fā)明的波長-反射率曲線圖。圖6為本發(fā)明的入射角-反射率的曲線圖。
具體實施方式
因此，有關(guān)本發(fā)明的詳細內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)以實施例來作進一步說明，但應(yīng)了解的是，該實施例僅用于例示說明，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實施的限制。參照圖2所示，本發(fā)明為一種具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其包含一藍寶石基板10、一布拉格薄膜20、一發(fā)光層30與一金屬層40，該發(fā)光層30成長于該藍寶石基板10上，且該布拉格薄膜20設(shè)于該藍寶石基板10的遠離該發(fā)光層30的一側(cè)，并且該金屬層40設(shè)于該布拉格薄膜20上。另外，該發(fā)光層30包含一 N型半導(dǎo)體層31、一活化層32與一 P型半導(dǎo)體層33，其中該N型半導(dǎo)體層31與該P型半導(dǎo)體層33上分別鍍有一 N型電極34與一 P型電極35， 并且該N型半導(dǎo)體層31與該P型半導(dǎo)體層33為選自氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)、磷化鎵(GaP)、磷化鋁銦鎵(AlInGaP)、磷化鋁銦(AlInP)與砷化鋁鎵 (AlGaAs)的任一種制成，而該活化層32為氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁銦鎵 (AlInGaN)、磷化鎵(GaP)、磷化鋁銦鎵(AlInGaP)、磷化鋁銦(AlInP)與砷化鋁鎵(AWaAs) 中的任一種的量子井(QuantumWel 1)搭配阻擋層(Barrier)的周期性結(jié)構(gòu)。一并參照圖3所示，該布拉格薄膜20具有至少兩個薄膜層21、22，該至少兩個薄膜層21、22為兩種不同折射率的材料交互疊置，即該布拉格薄膜20為多層膜結(jié)構(gòu)，此處為了表示的方便，僅繪制四個來代表。另外，該布拉格薄膜20中，折射率較高的薄膜層21可以選自折射率(Refraction Index)大于1. 7的高折射率光學(xué)薄膜材料(如二氧化鈦(Ti02)、 多氮化硅(SiNx)、五氧化二鉭(Ta205)、氧化鋯(Zr2O3))中的任一種，折射率較低的薄膜層 22可以選自折射率(Refraction Index)低于1. 7的低折射率光學(xué)薄膜材料(如二氧化硅 (SiO2)、氟化鎂(MgF2)中的任一種。另外，該金屬層40可以由銀與鋁中的任一種制成。參照圖4所示，本發(fā)明于藍寶石基板10下面，設(shè)置該布拉格薄膜20與該金屬層 40，且該布拉格薄膜20交互排列兩種不同折射率的材料，因而可提供作為高反射率的區(qū)域，從而可反射該發(fā)光層30所產(chǎn)生的光，使得朝下射出的光再一次反射而由表面或側(cè)邊出光，以提升光淬取效率。參照圖5與圖6所示，本發(fā)明的布拉格薄膜20可經(jīng)優(yōu)化而具有優(yōu)化的厚度與材料堆棧，其優(yōu)化方式為通過計算機仿真軟件以類似布拉格反射鏡的結(jié)構(gòu)做優(yōu)化。傳統(tǒng)布拉格反射鏡是以兩種不同材料的介電層交叉堆棧，其每種材料在相互堆棧的過程中的光學(xué)厚度是相同的，可以稱其周期性堆棧交錯組合為一組布拉格反射鏡。而具有優(yōu)化的布拉格薄膜 20是以一組以上的布拉格反射鏡所組合而成，此外具有優(yōu)化的各層光學(xué)厚度于每組布拉格反射鏡是不相同的，在鍍完具有優(yōu)化布拉格薄膜20后，于最后一層鍍上鋁或銀系列的金屬層40，以提供全角度的高反射特性。而本發(fā)明的實施例，其優(yōu)化后薄膜各層結(jié)構(gòu)如下第一層(Ist)SiO2 λ/(4η)；第二層(2nd) TiO2 λ / (4η)；第三層(3rd) SiO2 λ/ (4η)；第四層(4th)Ti02 :λ/(4η)；第五層(5th) SiO2 :5 λ /(4η)；第六層(6th)TiO2 :3 λ / (4η)；第七層(7th) SiO2 :2. 41 λ/(4η)；第八層(8th) TiO2 1. 2 λ / (4η)；第九層(9th) SiO2 2. 43 λ/(4η)；第十層(IOth)TiO2 :0. 5 λ/(4η)；其中λ為入射光的波長、η為正整數(shù)。如圖5所示，其光垂直組件由正上方射入，其中光反射率曲線5Α為傳統(tǒng)使用純鋁的曲線圖，光反射率曲線5Β為本發(fā)明使用該布拉格薄膜20與該金屬層40 (使用鋁)的曲線圖，光反射率曲線5C則為優(yōu)化后的布拉格薄膜20與該金屬層40 (使用鋁)的曲線圖，由圖可知，使用布拉格薄膜20的光反射率曲線5B、5C明顯高于傳統(tǒng)的光反射率曲線5A，S卩，可增加反射率而提升光淬取效率。 而如圖6所示，光反射率曲線6A為460nm光波于傳統(tǒng)使用純鋁于不同角度入射的曲線圖，光反射率曲線6B則為使用該布拉格薄膜20與該金屬層40 (使用鋁)的曲線圖，光反射率曲線6C則為優(yōu)化后的布拉格薄膜20與該金屬層40 (使用鋁)的曲線圖，如圖所示， 使用優(yōu)化后的布拉格薄膜20其在不同的入射角都具有良好的反射率，因此可大幅地提高光淬取效率。
權(quán)利要求
1.一種具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，包含一藍寶石基板(10)；一發(fā)光層(30)，所述發(fā)光層(30)成長于所述藍寶石基板(10)上；一布拉格薄膜(20)，所述布拉格薄膜00)設(shè)于所述藍寶石基板(10)的遠離所述發(fā)光層(30)的一側(cè)，且所述布拉格薄膜00)具有至少兩個薄膜層01、22)，所述至少兩個薄膜層01、22)為兩種不同折射率的材料交互疊置；以及一金屬層(40)，所述金屬層00)設(shè)于所述布拉格薄膜00)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光層(30)包含一 N型半導(dǎo)體層(31)、一活化層(3 與一 P型半導(dǎo)體層(33)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述 N型半導(dǎo)體層(31)與所述P型半導(dǎo)體層(33)上分別鍍有一 N型電極(34)與一 P型電極 (35)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述N 型半導(dǎo)體層(31)與所述P型半導(dǎo)體層(3 由氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁銦鎵、磷化鎵、磷化鋁銦鎵、磷化鋁銦與砷化鋁鎵中的任一種制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述活化層(3 為氮化鎵、氮化銦鎵、氮化鋁銦鎵、磷化鎵、磷化鋁銦鎵、磷化鋁銦與砷化鋁鎵中的任一種的量子井搭配阻擋層的周期性結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述布拉格薄膜00)的薄膜層折射率較高者為折射率大于1. 7的高折射率光學(xué)薄膜材料，所述布拉格薄膜00)的薄膜層折射率較低者為折射率低于1. 7的低折射率光學(xué)薄膜材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，高折射率光學(xué)薄膜材料選自二氧化鈦、多氮化硅、五氧化二鉭、氧化鋯中的任一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，低折射率光學(xué)薄膜材料選自二氧化硅、氟化鎂中的任一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述金屬層GO)選自銀與鋁中的任一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其特征在于，所述布拉格薄膜00)優(yōu)化后的材料與厚度依次為，第一層二氧化硅、λΛ4η)；第二層二氧化鈦、λΛ4η)；第三層二氧化硅、λΛ4η)；第四層二氧化鈦、λ Λ4η)；第五層二氧化硅、 5λΛ4η)；第六層二氧化鈦、3 λ Λ4η)；第七層二氧化硅、2. 41 λ Λ4η)；第八層二氧化鈦、1.2 λ/(4η)；第九層二氧化硅2. 43 λ/(4η)；第十層二氧化鈦、0. 5 λ /( )，其中λ 為入射波長，η為正整數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具備布拉格薄膜與金屬層的發(fā)光二極管，其于一藍寶石基板下面鍍上一布拉格薄膜與一金屬層，該布拉格薄膜為多層具有兩種不同折射率的光學(xué)薄膜疊置而成，且可經(jīng)光學(xué)運算而具有優(yōu)化的厚度與材料堆棧，由此該布拉格薄膜與該金屬層可形成高反射率區(qū)域，且對不同入射角的入射光都具有良好的反射率，可反射該發(fā)光層所產(chǎn)生的光，使得朝下射出的光再一次反射而由表面或側(cè)邊出光，以大幅提升光淬取效率。
文檔編號H01L33/44GK102299229SQ201010210538
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月22日
發(fā)明者李逸駿, 顏良吉 申請人:聯(lián)勝光電股份有限公司