專利名稱：Led磊晶結(jié)構(gòu)及制程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED磊晶結(jié)構(gòu)及制程，尤其涉及一種具有較佳出光效率的LED磊晶結(jié)構(gòu)及制程。
背景技術(shù)：
LED產(chǎn)業(yè)是近幾年最受矚目的產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展至今，LED產(chǎn)品已具有節(jié)能、省電、高效率、反應(yīng)時(shí)間快、壽命周期時(shí)間長(zhǎng)、且不含汞、具有環(huán)保效益等優(yōu)點(diǎn)。然而由于LED的結(jié)構(gòu)是以磊晶方式生長(zhǎng)在藍(lán)寶石基板上，磊晶與藍(lán)寶石基板的晶格常數(shù)以及熱膨脹系數(shù)差異極大，所以會(huì)產(chǎn)生高密度線差排(Thread Dislocation)，此種高密度線差排會(huì)限制LED的發(fā)光效率。此外，在LED的結(jié)構(gòu)中，除了發(fā)光層(Active Layer)及其它嘉晶層會(huì)吸收光以外，其半導(dǎo)體的高折射系數(shù)也會(huì)使得LED產(chǎn)生的光受到局限，且常產(chǎn)生全內(nèi)反射使大部分從發(fā)光層發(fā)出的光線，被局限在半導(dǎo)體內(nèi)部，這種被局限的光有可能被較厚的基板吸收。所以如何從半導(dǎo)體的發(fā)光層萃取光源，進(jìn)而增加光萃取效率，是目前LED產(chǎn)業(yè)努力的課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種出光角度集中的LED磊晶結(jié)構(gòu)及制程。一種LED磊晶結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)基板、一個(gè)緩沖層、一個(gè)結(jié)構(gòu)層以及一個(gè)磊晶層。所述緩沖層成長(zhǎng)在所述基板的頂面，所述結(jié)構(gòu)層位于所述緩沖層與所述磊晶層之間。所述結(jié)構(gòu)層具有復(fù)數(shù)個(gè)高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層，其中所述高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層之間具有一個(gè)粗糙面，所述粗糙面上設(shè)置一個(gè)二氧化硅層，所述二氧化硅層的頂面具有多數(shù)個(gè)以數(shù)組排列的凸塊。一種LED磊晶制程，其包括以下的步驟，
提供一個(gè)基板，在所述基板的頂面上生長(zhǎng)一個(gè)緩沖層；
成長(zhǎng)一個(gè)結(jié)構(gòu)層，以高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層堆棧成長(zhǎng)在所述緩沖層的表面；
形成一個(gè)粗糙面，在所述結(jié)構(gòu)層中的一個(gè)磊晶層表面上進(jìn)行；
沉積一個(gè)二氧化硅層，在所述結(jié)構(gòu)層內(nèi)的所述粗糙面上沉積，并在所述二氧化硅層的頂面蝕刻形成多數(shù)個(gè)以數(shù)組排列的凸塊；及
成長(zhǎng)一個(gè)磊晶層，依序在所述結(jié)構(gòu)層的表面成長(zhǎng)一個(gè)N型磊晶層、一個(gè)發(fā)光層以及一個(gè)P型嘉晶層。上述的LED磊晶結(jié)構(gòu)及制程中，由于所述結(jié)構(gòu)層中一個(gè)磊晶層的表面為粗糙面，并且沉積具有所述二氧化硅層，所述二氧化硅層的頂面以蝕刻方式形成多數(shù)個(gè)以數(shù)組排列的凸塊，因此藉由所述粗糙面以及數(shù)組所述凸塊對(duì)光的反射、阻擋作用，從而使所述LED磊晶結(jié)構(gòu)的出光角度較狹窄，出光角度狹窄可具有集中光線的作用，有效提高所述LED磊晶結(jié)構(gòu)的發(fā)光強(qiáng)度。


圖1是本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)第一實(shí)施方式的剖視圖。圖2是本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)第二實(shí)施方式的剖視圖。圖3是本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)第三實(shí)施方式的剖視圖。圖4是本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)第四實(shí)施方式的剖視圖。圖5是本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)制程的步驟流程圖。圖6是對(duì)應(yīng)本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)制程成長(zhǎng)一個(gè)結(jié)構(gòu)層步驟的剖視圖。圖7是對(duì)應(yīng)本發(fā)明LED磊晶結(jié)構(gòu)制程沉積一個(gè)二氧化硅層步驟的剖視圖。主要元件符號(hào)說明
權(quán)利要求
1.一種LED磊晶結(jié)構(gòu)，包括一個(gè)基板、一個(gè)緩沖層、一個(gè)結(jié)構(gòu)層以及一個(gè)磊晶層，所述緩沖層成長(zhǎng)在所述基板的頂面，所述結(jié)構(gòu)層位于所述緩沖層與所述磊晶層之間，其特征在于:所述結(jié)構(gòu)層具有復(fù)數(shù)個(gè)高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層，其中所述高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層之間具有一個(gè)粗糙面，所述粗糙面上設(shè)置一個(gè)二氧化硅層，所述二氧化硅層的頂面具有多數(shù)個(gè)以數(shù)組排列的凸塊。
2.如權(quán)利要求1所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基板為藍(lán)寶石基板，所述基板的頂面為一個(gè)平坦表面。
3.如權(quán)利要求1所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述基板的頂面具有一個(gè)圖案化構(gòu)型。
4.如權(quán)利要求1所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述復(fù)數(shù)個(gè)高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層，包括一個(gè)第一高溫?zé)o摻雜磊晶層、一個(gè)第二低溫?zé)o摻雜磊晶層以及一個(gè)第三高溫?zé)o慘雜嘉晶層。
5.如權(quán)利要求4所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述復(fù)數(shù)個(gè)高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層，包括一個(gè)第一高溫N型摻雜磊晶層、一個(gè)第二低溫N型摻雜磊晶層及一個(gè)第三高溫N型慘雜嘉晶層。
6.如權(quán)利要求4所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述第二低溫?zé)o摻雜磊晶層的頂面為所述粗糙面，所述粗糙面上具有多數(shù)不規(guī)則孔洞，所述不規(guī)則孔洞被所述二氧化硅層填滿。
7.如權(quán)利要求1所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述凸塊的數(shù)組排列，依據(jù)所述凸塊的直徑與間距配合設(shè)置，并以所述凸塊直徑大于所述凸塊間距的方式配置。
8.如權(quán)利要求1所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述二氧化硅層的頂面具有一個(gè)覆蓋層，所述覆蓋層為高溫氮化鋁薄膜層。
9.如權(quán)利要求1所述的LED磊晶結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述磊晶層依序包括一個(gè)N型磊晶層、一個(gè)發(fā)光層及一個(gè)P型磊晶層。
10.一種LED磊晶制程，其包括以下的步驟: 提供一個(gè)基板，在所述基板的頂面上生長(zhǎng)一個(gè)緩沖層； 成長(zhǎng)一個(gè)結(jié)構(gòu)層，以高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層堆棧成長(zhǎng)在所述緩沖層的表面； 形成一個(gè)粗糙面，在所述結(jié)構(gòu)層中的一個(gè)磊晶層表面上進(jìn)行； 沉積一個(gè)二氧化硅層，在所述結(jié)構(gòu)層內(nèi)的所述粗糙面上沉積，并在所述二氧化硅層的頂面蝕刻形成多數(shù)個(gè)以數(shù)組排列的凸塊；及 成長(zhǎng)一個(gè)磊晶層，依序在所述結(jié)構(gòu)層的表面成長(zhǎng)一個(gè)N型磊晶層、一個(gè)發(fā)光層以及一個(gè)P型嘉晶層。
11.如權(quán)利要求10所述的LED磊晶制程，其特征在于:所述成長(zhǎng)一個(gè)結(jié)構(gòu)層步驟中，所述低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層的低溫溫度，是指相對(duì)于所述高溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層的生長(zhǎng)溫度。
12.如權(quán)利要求10所述的LED磊晶制程，其特征在于:所述形成一個(gè)粗糙面步驟中，是以感應(yīng)耦合電漿離子蝕刻或離子轟擊方式進(jìn)行。
13.如權(quán)利要求10所述的LED磊晶制程，其特征在于:所述沉積一個(gè)二氧化硅層步驟后，更進(jìn)一步包括形成一個(gè)覆蓋層步驟，在所述二氧化硅層表面覆蓋一個(gè)高溫氮化鋁薄膜層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種LED磊晶結(jié)構(gòu)及制程，包括一個(gè)基板、一個(gè)緩沖層、一個(gè)結(jié)構(gòu)層以及一個(gè)磊晶層。所述緩沖層成長(zhǎng)在所述基板的頂面，所述結(jié)構(gòu)層位于所述緩沖層與所述磊晶層之間。所述結(jié)構(gòu)層具有復(fù)數(shù)個(gè)高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層，其中所述高、低溫?fù)诫s或無摻雜磊晶層之間具有一個(gè)粗糙面，所述粗糙面上設(shè)置一個(gè)二氧化硅層，所述二氧化硅層的頂面具有多數(shù)個(gè)以數(shù)組排列的凸塊。本發(fā)明并提供制造所述LED磊晶結(jié)構(gòu)的制程。
文檔編號(hào)H01L33/00GK103107257SQ201110354599
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者林雅雯, 黃世晟, 凃博閔 申請(qǐng)人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司