專(zhuān)利名稱(chēng)：發(fā)光二極管元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管元件(Light Emitting Diode ；LED)結(jié)構(gòu),特別是涉及一種具有高反射性的布拉格反射層的水平發(fā)光二極管元件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的發(fā)光二極管元件其活性層產(chǎn)生的光往下入射至砷化鎵基板時(shí)，由于砷化鎵能隙較小，入射光會(huì)被砷化鎵基板吸收，而降低發(fā)光效率。為了避免基板的吸光，傳統(tǒng)上有一些文獻(xiàn)揭露出提升發(fā)光二極管元件亮度的技術(shù)，例如在砷化鎵基板上加入布拉格反射結(jié)構(gòu)(Distributed Bragg Reflector ;DBR),用來(lái)反射入射向砷化鎵基板的光，并減少砷化鎵基板吸收。然而這種DBR反射結(jié)構(gòu)是利用四元磊晶成長(zhǎng)材料堆棧而成，疊層間的折射率差異不大，只能有效地反射較接近垂直入射于砷化鎵基板的光，反射率約為80%，并且反射光
的波長(zhǎng)范圍很小，效果并不大。 此外，電極形成在不同側(cè)，在封裝過(guò)程易造成電極與基板黏著不佳，導(dǎo)致電性不良，阻值增高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種提升亮度和增強(qiáng)第二電極和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的粘著力的發(fā)光二極管元件。為達(dá)上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明提出一種發(fā)光二極管元件，所述發(fā)光二極管元件包括導(dǎo)電成長(zhǎng)基板、半導(dǎo)體磊晶疊層、第一電極和第二電極，所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板上表面具有第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述半導(dǎo)體磊晶疊層位于所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的所述第一區(qū)域上；所述半導(dǎo)體磊晶疊層包括反射層、具有第一導(dǎo)電特性的第一半導(dǎo)體層、活性層和具有第二導(dǎo)電特性的第二半導(dǎo)體層；所述反射層位于所述第一區(qū)域上；所述第一半導(dǎo)體層位于所述反射層上；所述活性層位于所述第一半導(dǎo)體層的上面；所述第二半導(dǎo)體層位于所述活性層的上面；所述第一電極位于所述第二半導(dǎo)體層上；所述第二電極位于所述第二區(qū)域上，通過(guò)所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板與所述半導(dǎo)體磊晶疊層電性連結(jié)；所述第一電極和第二電極位于所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的同一側(cè)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括一疊層保留部，該疊層保留部位于該第二區(qū)域與該第二電極之間，該所述該疊層保留部的材料組成包括至少與該反射層、及/或部分該半導(dǎo)體磊晶疊層、及/或該半導(dǎo)體磊晶疊層相同的材料。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括位于上述的第二區(qū)域與上述的第二電極之間的凹部，該凹部是移除一部份上述的導(dǎo)電成長(zhǎng)基板所形成。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括位于上述的第二半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層，該透明導(dǎo)電層與上述的第一電極及上述的第二半導(dǎo)體層電性連結(jié)。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的反射層為一布拉格反射層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的反射層由若干個(gè)第三半導(dǎo)體層與第四半導(dǎo)體層交互堆棧所形成。
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第三半導(dǎo)體層較上述的第四半導(dǎo)體層易于被氧化。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第三半導(dǎo)體層的材料是砷化鋁，及/或上述的第四半導(dǎo)體層的材料是砷化鋁鎵、砷化鎵、磷化鋁鎵銦、磷化銦鎵之中的一種或組合。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第三半導(dǎo)體層的鋁含量與上述的第四半導(dǎo)體層不同。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的半導(dǎo)體磊晶疊層進(jìn)一步包括若干個(gè)孔洞，通過(guò)孔洞露出上述的導(dǎo)電成長(zhǎng)基板或部分上述的反射層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括鄰接上述的第二區(qū)域及上述的第三半導(dǎo)體層的氧化鋁層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括繞上述的第三半導(dǎo)體
層氧化鋁層圍。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括圍繞上述的孔洞的氧
化鋁層。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的氧化鋁層是以一濕氧制程氧化部分上述的第三半導(dǎo)體層所形成。本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的發(fā)光二極管元件提高了反射率，從而提升了發(fā)光二極管元件的亮度；另外，本發(fā)明的發(fā)光二極管元件增強(qiáng)了第二電極和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的粘著力的，防止第二電極脫離導(dǎo)電成長(zhǎng)基板。上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖IA為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例的俯視示意圖。圖IB為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例的側(cè)面剖視示意圖。圖IC為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例的半導(dǎo)體磊晶疊層的側(cè)面剖視示意圖。圖ID為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例的具有疊層保留部的側(cè)面剖視示意圖。圖2A、2B、2C分別為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第一實(shí)施例不同形狀的第二電極側(cè)面剖視示意圖。圖3為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第二實(shí)施例的側(cè)面剖視示意圖。圖4為本發(fā)明發(fā)光二極管元件的第三實(shí)施例的側(cè)面剖視示意圖。圖5A為本發(fā)明發(fā)光二極管元件具有第三半導(dǎo)體層和第四半導(dǎo)體層交互堆棧組成的側(cè)面剖視示意圖。圖5B為本發(fā)明發(fā)光二極管元件經(jīng)濕氧制程后的剖面示意圖。圖6A為本發(fā)明第四實(shí)施例的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖6B為本發(fā)明第四實(shí)施例的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)沿著W-W’虛線(xiàn)的剖面示意圖。
圖7為本發(fā)明第五實(shí)施例的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)的俯視示意圖。圖8為本發(fā)明第六實(shí)施例的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)具有可氧化的高鋁含量半導(dǎo)體層與不容易氧化半導(dǎo)體層堆棧組成的側(cè)面剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光二極管元件的具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。本發(fā)明提供一種電極在同側(cè)的水平發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)。圖IA和圖IB分別為本發(fā)明第一實(shí)施例的一種第一電極和第二電極在同側(cè)的發(fā)光二極管兀件的結(jié)構(gòu)俯視不意圖和沿著v-ν’虛線(xiàn)的側(cè)面剖視示意圖。發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)100包括半導(dǎo)體磊晶疊層101和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102。該導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102具有上表面103并定義有第一區(qū)域IA及第二區(qū)域1B。 半導(dǎo)體磊晶疊層101位于第一區(qū)域IA上，包括依序堆棧于第一區(qū)域IA上的反射層104、η型半導(dǎo)體層(例n_cladding層)106、活性層(active layer) 108、以及p型半導(dǎo)體層(例p-cladding層)110、透明導(dǎo)電層112位于所述之p型半導(dǎo)體層110上。第一電極114位于透明導(dǎo)電層112上。疊層保留部116位于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102之第二區(qū)域IB上。第二電極118形成于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102之第二區(qū)域IB上并包覆疊層保留部116。圖IC為本發(fā)明第一實(shí)施例的半導(dǎo)體磊晶疊層結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所揭露的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)制程方式，先提供一導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102，在本發(fā)明第一實(shí)施例中，導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102具有導(dǎo)電性，用以成長(zhǎng)或承載一半導(dǎo)體磊晶疊層101于其上。構(gòu)成該導(dǎo)電成長(zhǎng)基板101的材料包含但不限于鍺(Ge )、砷化鎵(GaAs )、磷化銦(InP )、磷化鎵(GaP)、碳化硅(SiC )、硅(Si )、氮化鎵(GaN )的一種或其組合。該導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102具有上表面103并定義有第一區(qū)域IA及第二區(qū)域1B。接著，在導(dǎo)電成長(zhǎng)基板上表面103上形成反射層104,該反射層104為一種布拉格反射層，由若干個(gè)容易氧化的半導(dǎo)體層與不容易氧化半導(dǎo)體層交互堆棧所組成。例如砷化鋁(AlAs)與砷化鋁鎵(AlGaAs)的交互堆棧、砷化鋁(AlAs)與砷化鎵(GaAs)的交互堆棧、砷化鋁(AlAs)與磷化鋁鎵銦(AlGaInP)的交互堆棧、或砷化鋁(AlAs)與磷化銦鎵(InGaP)的交互堆棧所組成，其中砷化鋁為容易氧化的半導(dǎo)體層，其它和砷化鋁匹配的則為不容易氧化的半導(dǎo)體層。接著在反射層104的上面，形成η型半導(dǎo)體層106，η型半導(dǎo)體層106的材料包括但不限于磷化鋁鎵銦、砷化鎵、或磷化銦鎵。磷化鋁鎵銦其組成為(A IxGa1JyInyP，其中χ及y值只需滿(mǎn)足0〈x〈l，y〈l即可，例如(A IxGa1J ο.5In0.5Po在η型半導(dǎo)體層106的上面形成活性層108，活性層108的材料包括但不限于磷化鋁鎵銦，其組成為(A IxGa1Ja5Ina5P,其中O. 5僅為例示。以發(fā)光二極管元件為例，可以通過(guò)改變活性層108里的其中一層或多層的物理及化學(xué)組成，調(diào)整發(fā)出的光波長(zhǎng)。常用的材料為憐化招嫁鋼系列、憐化招鋼系列、氣化招嫁鋼(AlGaInN)系列、氧化鋒(ZnO)系列?；钚詫?08可以是單異質(zhì)結(jié)構(gòu)(single heterostructure, SH ),雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)(doubleheterostructure, DH )，雙側(cè)雙異質(zhì)結(jié)(double-side double heterostructure, DDH),多層量子井結(jié)構(gòu)(multi-quantum well, MWQ)。以多層量子井結(jié)構(gòu)為例,其具有多個(gè)阻障層及量子井層交替堆棧，其中阻障層為(AlyGa1I)a5Ina5P, O. 5 = y = O. 8 ;量子井層為In0.5Ga0.5P。在該活性層108的上形成P型半導(dǎo)體層110，例如為P型磷化鎵(GaP)，其材料包括但不限于磷化鋁鎵銦(InGaAlP)，其組成為(AlxGa1Jα5InQ.5P，其中O. 5僅為例示，(AlxGa1JyInyP，其中X及y值僅需0〈x〈l，y〈l即可。其中η型半導(dǎo)體層106厚度約為3 μ m、ρ型半導(dǎo)體層110厚度約為10 μ m，活性層1108的厚度約為O. 3 1.5 μ m。利用電子束蒸鍍或?yàn)R鍍形成透明導(dǎo)電層112覆蓋p型半導(dǎo)體層110，其中透明導(dǎo)電層112的材質(zhì)可以為金屬氧化物，例如銦錫氧化物(ITO)，鎘錫氧化物(CT0)、銻氧化錫、氧化銦鋅(IZO)、氧化鋅鋁(AZO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化鋅(ZnO)及鋅錫氧化物中的任一種。透明導(dǎo)電層112厚度約為O. 005 μ m O. 6 μ m。請(qǐng)參照?qǐng)D1D，對(duì)第二區(qū)域IB上的半導(dǎo)體磊晶疊層進(jìn)行圖案化蝕刻，形成露出部120及疊層保留部116，露出部120為蝕刻半導(dǎo)體磊晶疊層后曝露出導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102所形成，其中疊層保留部116為蝕刻半導(dǎo)體磊晶疊層時(shí)所保留的部分半導(dǎo)體磊晶疊層所形成。疊層保留部116的組成可以包含和半導(dǎo)體磊晶疊層101完全相同的組成材料，例如同時(shí)具有反射層104、n型半導(dǎo)體層106、活性層108、p型半導(dǎo)體層110或透明導(dǎo)電層112。疊層保留部116的組成也可以?xún)H包含與半導(dǎo)體磊晶疊層101部分相同的組成材料，例如具有反射層104，或具有半導(dǎo)體磊晶疊層101的其中數(shù)層，或具有反射層104及η型半導(dǎo)體層106的兩層磊晶結(jié)構(gòu)，或具有反射層104、η型半導(dǎo)體層106及活性層108的三層磊晶結(jié)構(gòu)，或具有反射層104、η型半導(dǎo)體層106、活性層108及P型半導(dǎo)體層110的四層磊晶結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參照?qǐng)D2Α，第一電極114形成于透明導(dǎo)電層112上，第二電極118形成于第二區(qū)域IB上，完全包覆疊層保留部116并覆蓋部分的露出部120。第二電極118和露出部120直接接觸，通過(guò)和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102的直接接觸，通過(guò)導(dǎo)電基板102和半導(dǎo)體磊晶疊層101電性連結(jié)；完成此發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)100。第二電極118也可以部分覆蓋疊層保留部116并部分覆蓋露出部120，如圖2Β及圖2C所示。疊層保留部116的功能為增強(qiáng)第二電極118和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102的粘著力，避免第二電極118因粘不牢而剝離。圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)1001的側(cè)視示意圖。半導(dǎo)體磊晶疊層1011的結(jié)構(gòu)及其制程步驟和第一實(shí)施例的半導(dǎo)體磊晶疊層101相同，其不同處在于 第二區(qū)域IlB上的半導(dǎo)體磊晶疊層1011在圖案化蝕刻后，形成一露出部1201及一疊層保留部1161，其中露出部1201是蝕刻半導(dǎo)體磊晶疊層1011后，曝露出反射層1041所形成。疊層保留部1161是蝕刻半導(dǎo)體磊晶疊層1011時(shí)所保留的部分半導(dǎo)體磊晶疊層1011所形成。疊層保留部1161其組成可以只具有η型半導(dǎo)體層1061 ;或具有其中數(shù)層的半導(dǎo)體磊晶疊層1011，例如具有η型半導(dǎo)體層1061及活性層1081的二層磊晶結(jié)構(gòu)，或具有η型半導(dǎo)體層1061、活性層1081及P型半導(dǎo)體層1101的三層磊晶結(jié)構(gòu)，或具有η型半導(dǎo)體層1061、活性層1081、ρ型半導(dǎo)體層1101及透明導(dǎo)電層1121的四層結(jié)構(gòu)。最后，第一電極1141形成在透明導(dǎo)電層1121上，第二電極1181形成在第二區(qū)域IlB上，完全包覆疊層保留部1161并覆蓋部分的露出部1201。第二電極1181和露出部1201直接接觸，通過(guò)反射層1041及導(dǎo)電成長(zhǎng)基板1021和半導(dǎo)體磊晶疊層1011電性連結(jié)；完成此發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)1001。第二電極1181也可以部分覆蓋疊層保留部1161并部分覆蓋露出部1201。該疊層保留部1161的功能為增強(qiáng)第二第二電極1181和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板1021的粘著力，避免第二電極1181因粘不牢而剝離。圖4為本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)1002的側(cè)視示意圖。半導(dǎo)體磊晶疊層1012的結(jié)構(gòu)及其制程步驟和第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的半導(dǎo)體磊晶疊層101、1011相同，其不同處在于第二區(qū)域IllB上的半導(dǎo)體磊晶疊層1012在圖案化蝕刻后，形成一露出部1202及一疊層保留部1162，其中露出部1202是蝕刻半導(dǎo)體磊晶疊層1012后曝露出η型半導(dǎo)體層1062所形成，疊層保留部1162是蝕刻半導(dǎo)體磊晶疊層1012時(shí)所保留的部分半導(dǎo)體磊晶疊層1012所形成。疊層保留部1162其組成可以?xún)H為η型半導(dǎo)體層1062 ;或具有其中數(shù)層的半導(dǎo)體磊晶疊層1012，例如η型半導(dǎo)體層1062及活性層1082的二層磊晶結(jié)構(gòu)，或η型半導(dǎo)體層1062、活性層1082及P型半導(dǎo)體層1102的三層磊晶結(jié)構(gòu)，或η型半導(dǎo)體層1062、活性層1082、P型半導(dǎo)體層1102及透明導(dǎo)電層1122的四層結(jié)構(gòu)。最后，第一電極1142形成于透明導(dǎo)電層1122上，第二電極1182形成于第二區(qū)域IllB上，完全包覆疊層保留部1162并覆蓋部分的露出部1202。第二電極1182和覆蓋的部分露出部1202直接接觸，通過(guò)η型半導(dǎo)體層1062、反射層1042、及導(dǎo)電成長(zhǎng)基板1022和半 導(dǎo)體磊晶疊層1012電性連結(jié)；完成此發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)1002。第二電極1182也可以部分覆蓋疊層保留部1162并部分覆蓋露出部1202。疊層保留部1162的功能是增強(qiáng)第二電極1182和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板1022的粘著力，避免第二電極1182因粘不牢而剝離。如圖5Α所示，上述第一實(shí)施例中反射層104可為布拉格反射層，由數(shù)對(duì)第三半導(dǎo)體層104c與第四半導(dǎo)體層104b交互堆棧所組成。圖中以三對(duì)第三半導(dǎo)體層104c與第四半導(dǎo)體層104b交互堆棧來(lái)做說(shuō)明，此對(duì)數(shù)無(wú)任何限制。第三半導(dǎo)體層104c可為砷化鋁(AlAs)。第四半導(dǎo)體層104b可為砷化鋁鎵、砷化鎵、磷化鋁鎵銦、或磷化銦鎵所組成。如圖5B所示，由于第三半導(dǎo)體層104c的特性較第四半導(dǎo)體層104b易于氧化，故在制程階段將水氣通入此發(fā)光二極管元件，在高溫約300°C 80(rC下，第三半導(dǎo)體層104c會(huì)由外向內(nèi)開(kāi)始氧化，形成氧化鋁(AlmOn)層104a，其中m及η為整數(shù)。中間部分仍為未氧化的第三半導(dǎo)體層104c。第三半導(dǎo)體層104c的氧化速率隨著溫度越高越快，也隨著鋁含量越高越快。經(jīng)過(guò)氧化的制程，于本實(shí)施例中，氧化鋁的折射系數(shù)為I. 6，而第四半導(dǎo)體層104b，如低鋁含量的砷化鋁鎵層或磷化鋁鎵銦層，其折射系數(shù)大于3，二者折射系數(shù)差異很大，因而所形成的反射層104可使波長(zhǎng)范圍580-630納米之間的反射率幾乎達(dá)到接近100%，可以有效的反射活性層108所發(fā)出的光。雖然在本實(shí)施例中，反射層104是位于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板102與η型半導(dǎo)體層106之間，但并非用以限制本發(fā)明。本實(shí)施例的布拉格反射層也可以放置于η型半導(dǎo)體層106內(nèi)，以達(dá)到本發(fā)明所欲達(dá)成的效果。 請(qǐng)參照?qǐng)D6Α和圖6Β，其所繪示為本發(fā)明第四實(shí)施例發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)200的俯視示意圖以及沿著W-W’虛線(xiàn)的剖面示意圖。本實(shí)施例的發(fā)光二極管兀件結(jié)構(gòu)200包括一導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202。該導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202具有一上表面203,該上表面203定義有第一區(qū)域2Α及一第二區(qū)域2Β。一半導(dǎo)體嘉晶疊層201位在導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202的第一區(qū)域2Α上面。該半導(dǎo)體磊晶疊層201包括依序堆棧于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202的反射層204、η型半導(dǎo)體層206、活性層(active layer) 208、及p型半導(dǎo)體層210。一透明導(dǎo)電層212位于P型半導(dǎo)體層210上。一第一電極214形成于透明導(dǎo)電層212上。一疊層保留部216形成在導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202第二區(qū)域2B的上面。第二電極218形成于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202上并覆蓋疊層保留部216。反射層204可為布拉格反射層，包括第三半導(dǎo)體層204c與第四半導(dǎo)體層204b交互堆棧。本實(shí)施例以三對(duì)第三半導(dǎo)體層204c與第四半導(dǎo)體層204b所形成的反射層204來(lái)做說(shuō)明。為了縮短氧化的時(shí)間，本實(shí)施例由發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)200的上表面蝕刻至導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202，形成若干個(gè)孔洞240，使得反射層204可以通過(guò)孔洞240增加第三半導(dǎo)體層204c氧化的面積。因此經(jīng)由蝕刻孔洞的影響，第三半導(dǎo)體層204c除了會(huì)在四周?chē)赏舛鴥?nèi)開(kāi)始氧化，在若干孔洞204會(huì)由內(nèi)而外開(kāi)始氧化，形成氧化鋁(AlxOy)層204a。最后，第一電極224形成在透明導(dǎo)電層212上，以及第二電極218形成在導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202并包覆疊層保留部216上完成此發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)200。本實(shí)施例中發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)內(nèi)具有若干個(gè)孔洞240，雖然犧牲部分的活性層208的面積，但增加高反射率反射層的面積，以達(dá)成更高的反射率。而由于以含有氧化鋁層所形成的布拉格反射層可以提升可見(jiàn)光波長(zhǎng)580-630納米的反射率，故可增加發(fā)光二極管元件的發(fā)光效率。此外,本實(shí)施例中 的孔洞240也可由發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)200的上表面蝕刻，但未蝕刻至導(dǎo)電成長(zhǎng)基板202，只露出部分的反射層204側(cè)壁(圖未示)。第一實(shí)施例至第三實(shí)施例的半導(dǎo)體磊晶疊層101、1011、1012也可形成若干個(gè)孔洞，使得反射層104、1041、1042除了四周?chē)M(jìn)行氧化外，可以通過(guò)孔洞同時(shí)進(jìn)行氧化。請(qǐng)參照?qǐng)D7A，本發(fā)明的第五實(shí)施例所揭示的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)300包括一導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302。該導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302具有一上表面303,該上表面303定義有有一第一區(qū)域3A及一第二區(qū)域3B。一半導(dǎo)體磊晶疊層301位于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302的第一區(qū)域3A上，該半導(dǎo)體磊晶疊層301包括依序堆棧在導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302上面的反射層304、n型半導(dǎo)體層306、活性層(active layer) 308、p型半導(dǎo)體層310。一透明導(dǎo)電層312位于p型半導(dǎo)體層310上。一第一電極314形成于透明導(dǎo)電層312上。一凹部326形成于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302的第二區(qū)域3B上。第二電極318形成于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302上并覆蓋凹部326。半導(dǎo)體磊晶疊層301的組成及其制造步驟如實(shí)施例一及實(shí)施例四所述。當(dāng)完成半導(dǎo)體磊晶疊層301的制作后，蝕刻在第二區(qū)域3B上的半導(dǎo)體磊晶疊層301至曝露出導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302。接著圖案化蝕刻曝露出的導(dǎo)電成長(zhǎng)基板第二區(qū)域3B，形成一凹部326，接著形成第二電極318在第二區(qū)域B上，并覆蓋凹部326及覆蓋部分的露出部320。第二電極318直接和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302接觸，通過(guò)導(dǎo)電導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302和半導(dǎo)體磊晶疊層301電性連結(jié)。第二電極318也可以部分覆蓋凹部326并部分覆蓋露出部320，如圖7B所示。凹部326的功能為增強(qiáng)第二電極318和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板302的粘著力，避免第二電極318因粘不牢而剝離。請(qǐng)參照?qǐng)D8，本發(fā)明的第六實(shí)施例所揭示的發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)400包括一導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402。該導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402具有一上表面403，該上表面403定義有第一區(qū)域4A及第二區(qū)域4B。一半導(dǎo)體磊晶疊層401形成于第一區(qū)域4A上，該半導(dǎo)體磊晶疊層401包括依序堆棧于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402上的反射層404、n型半導(dǎo)體層406、活性層(active layer)408>P型半導(dǎo)體層410。一透明導(dǎo)電層412位于P型半導(dǎo)體層410上。一第一電極414形成于透明導(dǎo)電層412上。一凹部426形成于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402的第二區(qū)域4B上，第二電極418形成于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402上并覆蓋凹部426。半導(dǎo)體磊晶疊層401的組成及其制造步驟如第一實(shí)施例至第五實(shí)施例所述。當(dāng)完成半導(dǎo)體磊晶疊層401的制作后，蝕刻在第二區(qū)域4B上的半導(dǎo)體磊晶疊層401至曝露出導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402。接著圖案化蝕刻曝露出的導(dǎo)電成長(zhǎng)基板第二區(qū)域4B，形成一凹部426，接著形成第二電極418于第二區(qū)域B上，并覆蓋凹部426及覆蓋部分的露出部420，η型電極418直接和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402接觸，通過(guò)導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402和半導(dǎo)體磊晶疊層401電性連結(jié)。第二電極418也可以部分覆蓋凹部426并部分覆蓋露出部420。凹部426的功能為增強(qiáng)第二電極418和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402的粘著力，避免第二電極418因粘不牢而剝離。本實(shí)施例的反射層404具有第三半導(dǎo)體層404c與第四半導(dǎo)體層404c交互堆棧。為了要縮短氧化的時(shí)間，由發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)400的上表面蝕刻至導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402，形成若干個(gè)孔洞440，使得反射層404可以通過(guò)孔洞440以?xún)?nèi)而外進(jìn)行氧化形成氧化鋁(AlxOy)層404a。第一電極424形成在透明導(dǎo)電層412上，以及第二電極418形成在導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402并包覆凹部426上，完成此發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)400。本實(shí)施例中發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)內(nèi)具有若干個(gè)孔洞440，雖然犧牲部分的活性層408的面積，但增加高反射率反射層的面積。實(shí)施例中的孔洞440也可由發(fā)光二極管元件結(jié)構(gòu)400的上表面蝕刻，但不蝕刻至導(dǎo)電成長(zhǎng)基板402，只需露出反射層404，通過(guò)氧化的作用，形成氧化鋁(AlxOy)層。以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本 發(fā)明已以實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件包括導(dǎo)電成長(zhǎng)基板、半導(dǎo)體磊晶疊層、第一電極和第二電極，所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板上表面具有第一區(qū)域和第二區(qū)域；所述半導(dǎo)體磊晶疊層位于所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的所述第一區(qū)域上；所述半導(dǎo)體磊晶疊層包括反射層、具有第一導(dǎo)電特性的第一半導(dǎo)體層、活性層和具有第二導(dǎo)電特性的第二半導(dǎo)體層；所述反射層位于所述第一區(qū)域上；所述第一半導(dǎo)體層位于所述反射層上；所述活性層位于所述第一半導(dǎo)體層的上面；所述第二半導(dǎo)體層位于所述活性層的上面；所述第一電極位于所述第二半導(dǎo)體層上；所述第二電極位于所述第二區(qū)域上，通過(guò)所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板與所述半導(dǎo)體磊晶疊層電性連結(jié)；所述第一電極和第二電極位于所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的同一側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括位于所述第二區(qū)域與所述第二電極之間的疊層保留部，所述疊層保留部的材料組成包括至少與所述反射層、及/或部分所述半導(dǎo)體磊晶疊層、及/或所述半導(dǎo)體磊晶疊層相同的材料。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括位于所述第二區(qū)域與所述第二電極之間的凹部，所述凹部是移除一部份所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板所形成。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括位于所述第二半導(dǎo)體層上的透明導(dǎo)電層，所述透明導(dǎo)電層與所述第一電極及所述第二半導(dǎo)體層電性連結(jié)。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述反射層為布拉格反射層。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述反射層為由若干個(gè)第三半導(dǎo)體層與第四半導(dǎo)體層交互堆棧所形成。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述第三半導(dǎo)體層較所述第四半導(dǎo)體層易于被氧化。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述第三半導(dǎo)體層的材料是砷化鋁，及/或所述第四半導(dǎo)體層的材料是砷化鋁鎵、砷化鎵、磷化鋁鎵銦、磷化銦鎵之中的一種或組合。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述第三半導(dǎo)體層的鋁含量與所述第四半導(dǎo)體層不同。
10.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述半導(dǎo)體磊晶疊層進(jìn)一步包括若干個(gè)孔洞，通過(guò)所述孔洞露出所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板或部分所述反射層。
11.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括鄰接所述第二區(qū)域及所述第三半導(dǎo)體層的氧化鋁層。
12.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括圍繞所述第三半導(dǎo)體層的氧化鋁層。
13.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述發(fā)光二極管元件進(jìn)一步包括圍繞所述這些孔洞的氧化鋁層。
14.如權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管元件，其特征在于所述氧化鋁層是以濕氧制程氧化部分所述第三半導(dǎo)體層所形成。
全文摘要
本發(fā)明關(guān)于一種發(fā)光二極管元件，發(fā)光二極管元件包括導(dǎo)電成長(zhǎng)基板、半導(dǎo)體磊晶疊層、第一電極和第二電極。導(dǎo)電成長(zhǎng)基板上表面具有第一區(qū)域和第二區(qū)域。半導(dǎo)體磊晶疊層位于導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的第一區(qū)域上。半導(dǎo)體磊晶疊層包括依序堆棧于第一區(qū)域1A上的反射層、具有第一導(dǎo)電特性的第一半導(dǎo)體層、活性層和具有第二導(dǎo)電特性的第二半導(dǎo)體層；第一電極位于第二半導(dǎo)體層上；第二電極位于第二區(qū)域上，通過(guò)導(dǎo)電成長(zhǎng)基板與半導(dǎo)體磊晶疊層電性連結(jié)；第一電極和第二電極位于所述導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的同一側(cè)。相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的發(fā)光二極管元件提升了亮度，并增強(qiáng)了第二電極和導(dǎo)電成長(zhǎng)基板的粘著力，防止第二電極脫離導(dǎo)電成長(zhǎng)基板。
文檔編號(hào)H01L33/10GK102903809SQ20111020944
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者陳吉興, 陳怡名, 許嘉良 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司