專利名稱：發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)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)，特別是指一種可增加發(fā)光效率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
照明設(shè)備為人類生活中不可或缺，隨著技術(shù)的發(fā)展，具有更好照度及更省電的照明工具也逐漸應(yīng)運而生。目前最常使用的照明光源為發(fā)光二極管。發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode,LED)與傳統(tǒng)光源比較，發(fā)光二極管是具有體積小、省電、發(fā)光效率佳、壽命長、操作反應(yīng)速度快、且無熱輻射與水銀等有毒物質(zhì)的污染等優(yōu)點，因此近幾年來，發(fā)光二極管的應(yīng)用面已極為廣泛。過去由于發(fā)光二極管的亮度還無法取代傳統(tǒng)的照明光源，但隨著技術(shù)領(lǐng)域的不斷提升，目前已研發(fā)出高照明輝度的發(fā)光二極管(高功率LED)，其足以取代傳統(tǒng)的照明光源。請參閱圖1，其為現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，現(xiàn)有的發(fā)光二極管包含一基板10，一第一半導(dǎo)體層12、一主動層14、一第二半導(dǎo)體層16與一導(dǎo)電層18，第一半導(dǎo)體層12設(shè)于基板10上方，主動層14設(shè)于第一半導(dǎo)體層12上方,第二半導(dǎo)體層16設(shè)于主動層14上方,導(dǎo)電層18設(shè)于第二半導(dǎo)體層16上方?，F(xiàn)有技術(shù)更包含一第一金屬電極22與一第二金屬電極24,第一金屬電極22是與η型的第一半導(dǎo)體層12形成歐姆接觸，以連接至外部電源的負(fù)極，第二金屬電極24則與P型的第二半導(dǎo)體層16上方的導(dǎo)電層18相連接，而第二金屬電極24連接至外部電源的正極。當(dāng)?shù)谝唤饘匐姌O22與第二金屬電極24通電時,第一半導(dǎo)體層12與第二半導(dǎo)體層16使電子與電洞結(jié)合，而這些電子與電洞結(jié)合的能量以光的形式透過該透明導(dǎo)電層18發(fā)出，而主動層14是具有多重量子井(MQW)，可促進(jìn)電子與電洞的結(jié)合而增加發(fā)光效率。然而，第二金屬電極24并非透光的材質(zhì)，故第二金屬電極24將吸收部分光線，如此則會影響發(fā)光二極管的發(fā)光效率。而為了提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率，故此現(xiàn)有技術(shù)更設(shè)置一電流阻絕層32，電流阻絕層32位于導(dǎo)電層18與第二半導(dǎo)體層16之間，用以遮蔽第二半導(dǎo)體層16位于第二金屬電極24的正下方所通過的電流，讓第二半導(dǎo)體層16其他位置所通電流增力口，如此則會使第二金屬電極24的正下方的發(fā)光效率降低，而提升其他位置的發(fā)光效率。然而，電流阻絕層32雖然降低了第二半導(dǎo)體層16位于第二金屬電極24的正下方所通過的電流，但主動層14所發(fā)的光線亦會被電流阻絕層32阻擋或吸收。因此，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其是可提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率，以解決上述的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的，在于提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其是于磊晶層中設(shè)置一電流阻絕層，而電流阻絕層位于透明導(dǎo)電層與基板之間，使電流阻絕層位于一金屬電極下方，通過電流阻絕層填充于金屬電極下方，以避免磊晶層所發(fā)的光線被被金屬電極或是電流阻絕層所吸收，如此可增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。本發(fā)明的次要目的，在于提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，更包含一反射件，反射件以阻隔磊晶層，如此可避免電流阻絕層吸收磊晶層所發(fā)的光線，并可將磊晶層所發(fā)射至電流阻絕層的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包含一基板；—嘉晶層，設(shè)于該基板上方；
一透明導(dǎo)電層，設(shè)于該磊晶層上方；以及一電流阻絕層，設(shè)于該磊晶層中并位于該透明導(dǎo)電層下方與該基板的上方；其中，該嘉晶層上方設(shè)有一第一金屬電極，該透明導(dǎo)電層上方設(shè)有一第二金屬電極，該電流阻絕層位于與該第二金屬電極的下方。本發(fā)明中，其中該磊晶層包含—第一半導(dǎo)體屬設(shè)于該基板上方，該第一金屬電極設(shè)于該第一半導(dǎo)體層；—主動層，設(shè)于該第一半導(dǎo)體層上方并與該第一金屬電極相鄰；以及—第二半導(dǎo)體層,設(shè)于該主動層上方。本發(fā)明中，其中該電流阻隔層的底部是設(shè)置于該第一半導(dǎo)體層之上，并相鄰該主動層與該第二半導(dǎo)體層。本發(fā)明中，其中該電流阻隔層的底部是設(shè)置于該第一半導(dǎo)體層之上，且該電流阻隔層的一側(cè)相鄰該第一半導(dǎo)體層、該主動層與該第二半導(dǎo)體層。本發(fā)明中，其中該電流阻隔層的底部是設(shè)置于該基板之上，并相鄰該磊晶層。本發(fā)明中，更包含一反射件，該反射件設(shè)于該電流阻絕層的至少一側(cè)。本發(fā)明中，其中該反射件設(shè)置該電流阻絕層的四周。本發(fā)明中，其中該電流阻隔層是相對于該第二金屬電極的大小設(shè)置。本發(fā)明中，其中該電流阻絕層的材料是選自于二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、五氧化二鉭、五氧化三鈦及上述組任意組合的其中之一。本發(fā)明具有的有益效果本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包含一基板、一磊晶層、一透明導(dǎo)電層與一電流阻絕層，磊晶層設(shè)于基板上方，透明導(dǎo)電層設(shè)于磊晶層上方，電流阻絕層設(shè)于磊晶層中并位于透明導(dǎo)電層下方與基板的上方，磊晶層上方設(shè)有一第一金屬電極，透明導(dǎo)電層上方設(shè)有一第二金屬電極，電流阻絕層位于與第二金屬電極的下方。通過電流阻絕層填充于金屬電極下方，以避免磊晶層所發(fā)的光線被被金屬電極或是電流阻絕層所吸收，如此可增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。另外，本發(fā)明更包含一反射件，反射件設(shè)于電流阻絕層的至少一側(cè)并阻隔磊晶層。如此可避免電流阻絕層吸收磊晶層所發(fā)的光線，并可將磊晶層所發(fā)射至電流阻絕層的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3A為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖3B為本發(fā)明另一較佳實施例的反射件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5A為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5B為本發(fā)明另一較佳實施例的反射件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7A為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖7B為本發(fā)明另一較佳實施例的反射件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖號對照說明10基板12第一半導(dǎo)體層14主動層16第二半導(dǎo)體層18導(dǎo)電層22第一金屬電極24第二金屬電極 32電流阻絕層40基板50嘉晶層52第一半導(dǎo)體層 54主動層56第二半導(dǎo)體層 60第一金屬電極70透明導(dǎo)電層 80第二金屬電極90電流阻絕層 100反射件
具體實施例方式為使對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，用以較佳的實施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下請參閱圖2，其為本發(fā)明較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包含一基板40、一磊晶層50、一透明導(dǎo)電層70與一電流阻絕層90，磊晶層50設(shè)于基板40上方，透明導(dǎo)電層70設(shè)于磊晶層50上方，電流阻絕層90設(shè)于磊晶層中并位于透明導(dǎo)電層70下方與基板40的上方,嘉晶層50上方設(shè)有一第一金屬電極60,透明導(dǎo)電層70上方設(shè)有一第二金屬電極80,電流阻絕層90位于與第二金屬電極80的下方。嘉晶層50包含一第一半導(dǎo)體層52、一主動層54與一第二半導(dǎo)體層56,第一半導(dǎo)體層52設(shè)于基板40上方,第一金屬電極60設(shè)于第一半導(dǎo)體層52,主動層54設(shè)于第一半導(dǎo)體層52上方并與第一金屬電極60相鄰,第二半導(dǎo)體層56設(shè)于主動層54上方,且電流阻隔層90的底部是設(shè)置于第一半導(dǎo)體層52之上，并相鄰主動層54與第二半導(dǎo)體層56。通過電流阻絕層90以阻隔第二金屬電極80下方的主動層54，以減少主動層54所發(fā)的光線被金屬電極或是電流阻絕層90所吸收，進(jìn)而增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率?；?0可為藍(lán)寶石基板40，藍(lán)寶石基板40具有電氣絕緣性，第一半導(dǎo)體層52設(shè)于基板40上方，第一半導(dǎo)體層52可為η型半導(dǎo)體化合物層，例如為氮化鎵(GaN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)或氮化銦鎵(InGaN)。主動層54設(shè)于第一半導(dǎo)體層52上方，主動層54具有多重量子井(MQW)，可促進(jìn)電子與電洞的結(jié)合而增加發(fā)光效率。第二半導(dǎo)體層56設(shè)于第一半導(dǎo)體層52上方，第二半導(dǎo)體層56可為P型半導(dǎo)體化合物層，例如為氮化鎵、氮化鋁銦鎵或氮化銦鎵。透明導(dǎo)電層70的材料是選自于鎳/金、氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、透明導(dǎo)電黏劑、氧化鋅、氧化鋅是及上述組任意組合的其中之一。透明導(dǎo)電層70以氧化銦錫為例，氧化銦錫具有透明及導(dǎo)電的特性，因此適合作為第二金屬電極80與第二半導(dǎo)體層56之間連接。透明導(dǎo)電層70用以將外部供應(yīng)的電流均勻分布，以避免電流集中產(chǎn)生的能耗。第一金屬電極60是與η型第一半導(dǎo)體層52形成歐姆接觸，作為η型的接觸層以連接至外部電源的一負(fù)極，第二金屬電極80連接與P型第二半導(dǎo)體層56并與接上外部電源的一正極。電流阻絕層90的材料是選自于二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、五氧化二鉭、五氧化三鈦及上述組任意組合的其中之一。本發(fā)明通過第一半導(dǎo)體層52與第二半導(dǎo)體層56相結(jié)合，使η型半導(dǎo)體化合物層 與P型半導(dǎo)體化合物層之間的電子電洞對的結(jié)合而發(fā)光，并且通過主動層54以增加發(fā)光效率。電流阻隔層90是相對于第二金屬電極80的大小設(shè)置。而當(dāng)本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)發(fā)光時，通過電流阻絕層90以阻隔第二金屬電極80下方的主動層54，以減少主動層54所發(fā)的光線被第二金屬電極80或是電流阻絕層90所吸收，進(jìn)而增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。請參閱圖3Α，其為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，圖3Α的實施不同于圖2的實施例在于此實施例更包含一反射件100。反射件100設(shè)于電流阻絕層90的至少一側(cè)并阻隔主動層54與第二半導(dǎo)體層56。如此可以避免電流阻絕層90吸收主動層54所發(fā)的光線，以將主動層54所發(fā)射至電流阻絕層90的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。請參閱圖3Β，其為本發(fā)明另一較佳實施例的反射件100的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，這里的實施例不同于圖3Α的實施例在于反射件100的不同。圖3Α的反射件100位于電流阻絕層90與主動層54或第二半導(dǎo)體層56之間，而此實施例的反射件100除了位于電流阻絕層90與主動層54或第二半導(dǎo)體層56之間，此實施例的反射件100更設(shè)置于整個電流阻絕層90的四周。如此可避免電流阻絕層90吸收主動層54所發(fā)的光線，以將主動層54所發(fā)射至電流阻絕層90的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。請參閱圖4，其為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，此實施例不同于地2的實施例在于電流阻絕層90的設(shè)置方式不同。圖2的電流阻絕層90的底部是設(shè)于第一半導(dǎo)體層52的上方，此實施例的電流阻絕層90不但除了穿設(shè)主動層54與第二半導(dǎo)體層56,并且位于透明導(dǎo)電層70下方并與第二金屬電極80相對之夕卜，此實施例的電流阻絕層90是延伸而嵌設(shè)于第一半導(dǎo)體層52內(nèi)，使電流阻隔層90的一側(cè)相鄰第一半導(dǎo)體層52、主動層54與第二半導(dǎo)體層56。如此更可避免電流阻絕層90吸收主動層54所發(fā)的光線，以將主動層54所發(fā)射至電流阻絕層90的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。請參閱圖5Α，其為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，此實施例不同于圖4實施例在于此實施例更包含反射件100,通過反射件100將主動層54所發(fā)射至電流阻絕層90的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。而反射件100設(shè)置的方式與圖3Α相同。請參閱圖5Β，其為本發(fā)明另一較佳實施例的反射件的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖所示，此實施例不同于圖5Α的實施例在于反射件100的不同。此實施的反射件100與圖3Β —樣，皆以設(shè)置的方式設(shè)置反射件100的四周，通過反射件100將主動層54所發(fā)射至電流阻絕層90的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
請一并參閱圖6、圖7A與圖7B，其為本發(fā)明另一較佳實施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖、另一較佳實施例的反射件100的設(shè)置示意圖與另一較佳實施例的反射件100的結(jié)構(gòu)示意圖；本發(fā)明的電流阻絕層90更可向下延伸設(shè)置，使電流阻隔層90的底部設(shè)置于基板40之上，并相鄰磊晶層50。并穿設(shè)第一半導(dǎo)體層52，又如圖6所示。而圖6的實施例亦可設(shè)置反射件100，猶如圖7A。而反射件100亦可設(shè)置電流阻絕層90的四周，又如圖7B。通過電流阻絕層90以阻隔金屬電極下方的主動層54，以減少主動層54所發(fā)的光線被電流阻絕層90所吸收，進(jìn)而增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率，并通過反射件100將主動層54所發(fā)射至電流阻絕層90的光線反射，更增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其依序設(shè)置一基板、一第一半導(dǎo)體層、一主動層、一第二半導(dǎo)體層、一透明導(dǎo)電層，一第一金屬電極設(shè)于第一半導(dǎo)體層上方并與主動層相鄰，一第二金屬電極設(shè)于透明導(dǎo)電層上方，一電流阻絕層設(shè)于第一半導(dǎo)體層上方并穿設(shè)主動層與第二半導(dǎo)體層，電流阻絕層位于透明導(dǎo)電層下方。通過電流阻絕層以阻隔金屬電極下方的主動層所發(fā)的光線被金屬電極或是電流阻絕層所吸收，進(jìn)而增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。另外，本發(fā)明更包含一反射件，反射件設(shè)于電流阻絕層并阻隔主動層與第二半導(dǎo)體層。如此可避免電流阻絕層吸收主動層所發(fā)的光線，并可將主動層所發(fā)射至電流阻絕層的光線反射，以增加發(fā)光二極管的發(fā)光效率。綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依 本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，包含 一基板； 一磊晶層，設(shè)于該基板上方； 一透明導(dǎo)電層，設(shè)于該磊晶層上方；以及 一電流阻絕層，設(shè)于該磊晶層中并位于該透明導(dǎo)電層下方與該基板的上方； 其中，該嘉晶層上方設(shè)有一第一金屬電極，該透明導(dǎo)電層上方設(shè)有一第二金屬電極，該電流阻絕層位于與該第二金屬電極的下方。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該磊晶層包含 一第一半導(dǎo)體層，設(shè)于該基板上方，該第一金屬電極設(shè)于該第一半導(dǎo)體層； 一主動層，設(shè)于該第一半導(dǎo)體層上方并與該第一金屬電極相鄰；以及 一第二半導(dǎo)體層，設(shè)于該主動層上方。
3.如權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電流阻隔層的底部是設(shè)置于該第一半導(dǎo)體層之上，并相鄰該主動層與該第二半導(dǎo)體層。
4.如權(quán)利要求I或2所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電流阻隔層的底部是設(shè)置于該第一半導(dǎo)體層之上，且該電流阻隔層的一側(cè)相鄰該第一半導(dǎo)體層、該主動層與該第二半導(dǎo)體層。
5.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電流阻隔層的底部是設(shè)置于該基板之上，并相鄰該磊晶層。
6.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，更包含一反射件，該反射件設(shè)于該電流阻絕層的至少一側(cè)。
7.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該反射件設(shè)置該電流阻絕層的四周。
8.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電流阻隔層是相對于該第二金屬電極的大小設(shè)置。
9.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于，其中該電流阻絕層的材料是選自于二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁、五氧化二鉭、五氧化三鈦及上述組任意組合的其中之一 。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其依序設(shè)置一基板、一磊晶層、一透明導(dǎo)電層，磊晶層設(shè)于基板上方，透明導(dǎo)電層設(shè)于磊晶層上方，電流阻絕層設(shè)于磊晶層之中并位于透明導(dǎo)電層下方與基板的上方，磊晶層上方設(shè)有一第一金屬電極，透明導(dǎo)電層上方設(shè)有一第二金屬電極，電流阻絕層位于與該第二金屬電極的下方。通過電流阻絕層以避免位于第二金屬電極下方的磊晶層所發(fā)光線被吸收，進(jìn)而增加發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/10GK102651437SQ20121001843
公開日2012年8月29日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者林子暘, 賴育弘 申請人:新世紀(jì)光電股份有限公司