專利名稱：發(fā)光二極管裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管(LED)裝置，特別是涉及一種可提高光取出 效率，亦可藉由透光層控制電流分散達(dá)到電流分布最佳化結(jié)果，另還可避 免注入電流流經(jīng)金屬電極下方活性層進(jìn)一步提高發(fā)光效能的發(fā)光二極管裝 置。
背景技術(shù)：
請參閱圖1所示，是一般現(xiàn)有的發(fā)光二極管的剖面示意圖。在一般發(fā)光 二極管100中，基板102的表面上依序堆疊有緩沖層104、未摻雜氮化鎵層 106、第一導(dǎo)電型氮化鎵層108、活性層110、第二導(dǎo)電型氮化鎵層112、以 及透光導(dǎo)電氧化物薄膜116,其中，透光導(dǎo)電氧化物薄膜116、第二導(dǎo)電型氮 化鎵層112及活性層110的堆疊結(jié)構(gòu)的一部分遭蝕刻移除，而暴露出此堆 疊結(jié)構(gòu)遭移除部分下方的第一導(dǎo)電型氮化鎵層108，如圖l所示的結(jié)構(gòu)。然 后，第一導(dǎo)電型接觸電極118與第二導(dǎo)電型接觸電極120分別設(shè)置在第一導(dǎo) 電型氮化鎵層108的暴露部分的一部分與部分的透光導(dǎo)電氧化物薄膜116 上。
在此發(fā)光二極管100的結(jié)構(gòu)中，第二導(dǎo)電型氮化鎵層112上所設(shè)置的 單層透光導(dǎo)電氧化物薄膜116具有高穿透率低阻值的優(yōu)點(diǎn)，且透光導(dǎo)電氧 化物薄膜116常用的材料例如為氧化銦錫(ITO)與氧化鋅(ZnO)等。然而使 用單層透光導(dǎo)電氧化物薄膜無法解決材料間折射系數(shù)差異造成光被局限的 效應(yīng)，亦無法避免電流直接由金屬電極注入電極下方活性層，造成光被電 極吸收的的效果。
在發(fā)光二極管的發(fā)展趨勢中，高發(fā)光效率的發(fā)光二極管一直是人們追 求的方向。然而，在發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)中，受到材料層本身對光的吸收、不 同材料層界面之間的光反射效應(yīng)、以及材料層界面之間光的全反射臨界角 損失等現(xiàn)象的影響，而導(dǎo)致發(fā)光二極管的發(fā)光效率大幅下降。因此，在追求 高發(fā)光效率的發(fā)光二極管的趨勢下，此一傳統(tǒng)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的光取出效 率尚有相當(dāng)大的改善空間。
由此可見，上述現(xiàn)有的發(fā)光二極管在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不 便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商 莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完 成，而一般產(chǎn)品又沒有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急
8欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管裝置，實(shí)屬當(dāng)前 重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的發(fā)光二極管存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn) 品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加 以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管裝置，能夠改進(jìn)一般現(xiàn) 有的發(fā)光二極管，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù) 試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價值的本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的發(fā)光二極管存在的缺陷，而提供一種 新型結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管裝置，所要解決的技術(shù)問題是使其利用折射系數(shù)漸 變式的多層透光氮氧化物結(jié)構(gòu)來取代傳統(tǒng)的單層透光導(dǎo)電氧化物薄膜，如 此一來，可以降低不同材料界面間的光反射效應(yīng)以及不同材料界面間光的
全反射臨界角損失等現(xiàn)象，而可增加發(fā)光二極管裝置的光取出效率；另外亦 可藉由這些透光層控制電流分散，達(dá)到電流分布最佳化的結(jié)果，非常適于 實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種發(fā)光二極管裝置，所要解決的技術(shù) 問題是使其折射系數(shù)漸變式的多層透光結(jié)構(gòu)中的較高阻值氮化物層設(shè)有至 少一接觸洞，因此不僅可降低氮化物層對發(fā)光二極管裝置的電特性影響，更 可適當(dāng)調(diào)整金屬電極下氮化物層的阻抗大小及布局來達(dá)到電流阻障 (Current Blocking)的效果，如此可以避免注入電流流經(jīng)金屬電極下方活 性層，進(jìn)一步提高發(fā)光二極管裝置的發(fā)光效能，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是釆用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù) 本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管裝置，其至少包括 一基板，其中該基板的 一表面上設(shè)有依序堆疊的 一緩沖層以及一未摻雜氮化銦鋁鎵層； 一第 一導(dǎo) 電型氮化銦鋁鎵層，設(shè)于該未摻雜氮化銦鋁鎵層上； 一活性層，設(shè)于該第 一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的一表面的一部分上，并暴露出該第 一導(dǎo)電型氮化 銦鋁鎵層的該表面的另一部分； 一第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層，設(shè)于該活性 層上； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有相對的一第一表面與一第二表面，且該 第一表面接合于該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的一表面上，其中該透光氮氧 化物結(jié)構(gòu)為一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從 該第一表面朝該第二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該第 一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的暴露部分的一部分上；以及一第二導(dǎo)電型接觸電 極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透
9光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的不同材料所組 成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的相同材料所組 成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于第二導(dǎo)電型接觸層。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化 物薄膜。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮 化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻 雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧 化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧 化釔的氧化鋅鎵所組成的 一族群。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該第二導(dǎo)電型 氮化銦鋁鎵層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該 第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面的一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄 膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該 些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的 一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面上的一氮化硅薄膜、 一摻雜銦的氧 化鋅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面上的 一摻雜銦的氧化鋅薄膜、 一 氮 化硅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依
據(jù)本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管裝置，至少包括 一基板，具有相對的一第 一表面以及一第二表面，其中該基板的該第一表面上設(shè)有依序堆疊的一緩 沖層以及一分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)； 一第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層，設(shè)于該分 散式布拉格反射結(jié)構(gòu)上； 一活性層，設(shè)于該第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層上；一 第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層，設(shè)于該活性層上； 一光取出層，設(shè)于該第二導(dǎo) 電型磷化銦鋁鎵層上，且是由磷化銦鋁鎵所組成； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具 有相對的一第一表面與一第二表面，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第一表面 面對并接合于該光取出層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第 一表面朝該第
二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該基板的該第二表面；以 及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。 前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透
光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的不同材料所組成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的相同材料所組 成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于光取出層。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化 物薄膜。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮 化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻 雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦4家、氧化銦鈰、氧化 鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化 釔的氧化鋅鎵所組成的 一族群。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該光取出層的 該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該光取出層的該表 面的一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄 膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少一接觸孔而暴露出該 些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的 一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該光取出層的該表面上的 一 氮化硅薄膜、 一摻雜銦的氧化鋅薄膜以及一 氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該光取出層的該表面上的一摻雜銦的氧化鋅薄膜、 一氮化硅薄膜以及一 氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本 發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管裝置，其至少包括 一基板，具有相對的一第 一表面以及一第二表面； 一黏結(jié)層，設(shè)于該基板的該第一表面上； 一反射
ii層，設(shè)于該粘結(jié)層上； 一歐姆接觸層，設(shè)于該反射層上； 一第二導(dǎo)電型半導(dǎo) 體層，設(shè)于該歐姆接觸層上； 一活性層，設(shè)于該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上；一第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)于該活性層上； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有相對的 一第一表面與一第二表面，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第一表面面對并接 合于該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折 射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第一表面朝該 第二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的 該第二表面的一部分上；以及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該基板的該第
二表面0
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的基板是一鍵合基板，且該基板的材 料為金屬、陶瓷、砷化鎵、碳化硅、氮化鋁、氧化鋅、或硅，該粘結(jié)層的 材料為金屬或高分子聚合材料。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜具不同折射系數(shù)。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化 物薄膜。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮 化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻 雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦^^家、氧化銦鈰、氧化 鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化 釔的氧化鋅鎵所組成的 一族群。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該第一導(dǎo)電型 半導(dǎo)體層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該第一 導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄 膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該 些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的一氮化硅薄膜、 一摻雜銦的氧化鋅 薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的 一摻雜銦的氧化鋅薄膜、 一氮化硅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題另外再采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依
據(jù)本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管裝置，其至少包括 一基板； 一粘結(jié)層，設(shè) 于該基板的一表面上； 一歐姆接觸層，設(shè)于該粘結(jié)層上； 一第二導(dǎo)電型半 導(dǎo)體層，設(shè)于該歐姆接觸層上； 一活性層，設(shè)于該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的 一表面的一部分上，并且暴露出該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的另一部 分;一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)于該活性層上； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有 相對的一第一表面與一第二表面，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第一表面面 對并接合于該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第一表 面朝該第二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物
結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上；以及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該第二導(dǎo) 電型半導(dǎo)體層的該表面的該暴露部分的 一部分上。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的基板是一鍵合基板，并且該基板的 材料為氧化鋁、砷化鎵、氮化鋁、氧化鋅、玻璃或硅，該粘結(jié)層的材料為 金屬或高分子聚合材料。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜具有不同折射系數(shù)。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化 物薄膜。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮 化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻 雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦4家、氧化銦鈰、氧化 鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化 釔的氧化鋅鎵所組成的 一族群。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該第一導(dǎo)電型 半導(dǎo)體層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該第一 導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄 膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該 些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的 一部分。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的 一氮化硅層、 一摻雜銦的氧化鋅層 以及氧化銦錫所構(gòu)成。
前述的發(fā)光二極管裝置，其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊 在該第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的 一摻雜銦的氧化鋅層、 一氮化硅層 以及氧化銦錫所構(gòu)成。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案
可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下
根據(jù)本發(fā)明的上述目的，提出一種發(fā)光二極管裝置，至少包括 一基 板，其中基板一表面上設(shè)有依序堆疊的一緩沖層以及一未摻雜氮化銦鋁鎵 (InAlGaN)層； 一第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層設(shè)于未摻雜氮化銦鋁鎵層上；一 活性層設(shè)于第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的一表面的一部分上，并暴露出第一 導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的此表面的另 一部分； 一第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層設(shè) 于活性層上； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)具有相對的一第一表面與一第二表面，且 此透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第一表面面對并接合于一第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層 的一表面上，其中透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且透光氮 氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從第一表面朝第二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電型 接觸電極設(shè)于第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的表面的暴露部分的一部分上；以 及一第二導(dǎo)電型接觸電極設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第二表面的一部分上。
依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，上述透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄 膜所堆疊而成，且這些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的不同材料或具有不 同折射系數(shù)的相同材料所組成。
根據(jù)本發(fā)明的目的，另提出一種發(fā)光二極管裝置，至少包括 一基板，具 有相對的第一表面以及第二表面，其中基板的第一表面上設(shè)有依序堆疊的 一緩沖層以及一分散式布拉格反射(Distributed Bragg Reflector; DBR) 結(jié)構(gòu)； 一第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層設(shè)于分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)上； 一活性 層設(shè)于第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層上； 一第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層設(shè)于活性 層上； 一光取出層設(shè)于第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層上，且是由磷化銦鋁鎵所 組成； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)具有相對的第一表面與第二表面，且透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)的第一表面面對并接合于光取出層的一表面上，其中透光氮氧化物 結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從第一表 面朝第二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電型接觸電極設(shè)于基板的第二表面；以 及一第二導(dǎo)電型接觸電極設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第二表面的一部分上。
依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，上述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光 薄膜所堆疊而成，且這些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化 物薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的另 一 目的，還提出 一種發(fā)光二極管裝置，至少包括 一基
14板具有相對的第一表面以及第二表面； 一粘結(jié)層設(shè)于基板的第一表面上；一 反射層設(shè)于粘結(jié)層上； 一歐姆接觸層設(shè)于反射層上； 一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體 層設(shè)于歐姆接觸層上； 一活性層設(shè)于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上； 一第一導(dǎo)電 型半導(dǎo)體層設(shè)于活性層上； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)具有相對的第一表面與第 二表面，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第一表面面對并接合于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體 層的一表面上，其中此透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系^t漸變式結(jié)構(gòu)，且透光 氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從第一表面朝第二表面的方向遞減； 一第一導(dǎo)電 型接觸電極設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第二表面的一部分上；以及一第二導(dǎo) 電型接觸電極設(shè)于基板的第二表面。
依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例，上述的基板是一鍵合基板，且此基板的材 料可為金屬、陶瓷、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化鋁(A1N)、氧化鋅 (Zn0)、或硅(Si)。
根據(jù)本發(fā)明的又一目的，再提出一種發(fā)光二極管裝置，至少包括 一基 板；一粘結(jié)層設(shè)于基板的一表面上； 一歐姆接觸層設(shè)于粘結(jié)層上； 一第二導(dǎo) 電型半導(dǎo)體層設(shè)于歐姆接觸層上； 一活性層設(shè)于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一
表面的一部分上，并暴露出第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的此表面的另 一部分； 一第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層設(shè)于活性層上； 一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)具有相對的第一表 面與第二表面，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第一表面面對并接合于第一導(dǎo)電型
半導(dǎo)體層的 一表面上，其中透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且 此透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從第一表面朝第二表面的方向遞減； 一第 一導(dǎo)電型接觸電極設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第二表面的一部分上；以及一 第二導(dǎo)電型接觸電極設(shè)于第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的表面的暴露部分的一部分 上。
依照本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，上述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透 光薄膜所堆疊而成，并且這些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個 氧化物薄膜。在一些實(shí)施例中，此氮化物薄膜的材料可以為氮化硅或氮化 鈦，并且前述的氧化物薄膜的材料可以為摻雜銦的氧化鋅(IZ0)、 氧化銦 錫、氧化銦(InA)、氧化錫(SnO)、氧化銦鎵(IG0)、氧化銦鈰(IC0)、氧化 鋅鋁(AZ0)、氧化鋅(Zn0)、氧化鈦銦(ITiO)、氧化鋅鎵(GZ0)、摻氧化釔(Y203) 的氧化鋅鋁(AZ0Y)、或摻氧化釔的氧化鋅鎵(GZ0Y)。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明發(fā)光二極管裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益 效果
1、本發(fā)明的發(fā)光二極管裝置，利用折射系數(shù)漸變式的多層透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)來取代傳統(tǒng)的單層透光導(dǎo)電氧化物薄膜，而可以降低不同材料界面 間的光反射效應(yīng)以及不同材料界面間光的全反射臨界角損失等現(xiàn)象，進(jìn)而 能夠增加發(fā)光二極管裝置的光取出效率，非常適于實(shí)用。
152、 另外，本發(fā)明亦可藉由這些透光層控制電流分散，能夠達(dá)到電流分布 最佳化的結(jié)果。
3、 本發(fā)明藉由其折射系數(shù)漸變式的多層透光結(jié)構(gòu)中的較高阻值氮化物 層設(shè)有至少一接觸洞，因此不僅可以降低氮化物層對發(fā)光二極管裝置的電 特性影響，更可適當(dāng)調(diào)整金屬電極下氮化物層的阻抗大小及布局來達(dá)到電 流阻障(Current Blocking)的效果，如此可以有效的避免注入電流流經(jīng)金 屬電極下方活性層，進(jìn)一步提高了發(fā)光二極管裝置的發(fā)光效能，從而更加 適于實(shí)用。
綜上所述，本發(fā)明是有關(guān)一種發(fā)光二極管裝置，至少包括依序堆疊在 基板上的緩沖層、未摻雜氮化銦鋁鎵(InAlGaN)層、第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵 層、活性層、第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層、以及透光氮氧化物結(jié)構(gòu)。透光氮 氧化物結(jié)構(gòu)具有相對的第一表面與第二表面，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第一 表面面對并接合于第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的表面上，其中透光氮氧化物 結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從第一表 面朝第二表面的方向遞減。本發(fā)明可有效的提高發(fā)光二極管裝置的光取出
效率。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或功能上 皆有較大改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，且較現(xiàn)有的發(fā)光二極管具有增進(jìn)的 突出多項(xiàng)功效，從而更加適于實(shí)用，誠為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說明僅是本發(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，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和 其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附 圖，詳細(xì)說明如下。


圖l是一般現(xiàn)有的發(fā)光二極管的剖面示意圖。
圖2A是依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
圖2B是依照本發(fā)明另 一較佳實(shí)施例的一種透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的剖面示 意圖。
圖3是依照本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝置的剖面示意圖。
圖4是依照本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝置的剖面示意圖。
圖5是依照本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝置的剖面示意圖。
圖6是依照本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝置的剖面示意100發(fā)光二極管102基板
104緩沖層106未摻雜氮化鎵層
108第一導(dǎo)電型氮化鎵層110活性層
112第二導(dǎo)電型氮化鎵層116透光導(dǎo)電氧化物薄膜
118第一導(dǎo)電型接觸電極120第二導(dǎo)電型接觸電極
200a:透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b:透光氮氧化物結(jié)構(gòu)202透光薄膜204:透光薄膜
206透光薄膜208:透光薄膜
210透光薄膜212:透光薄膜
214:接觸洞216:接觸洞
300:發(fā)光二極管裝置302:基板
304:緩沖層306:未摻雜氮化銦鋁鎵層
308:第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層310:活性層
312:第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層316:透光薄膜
318:透光薄膜320:透光薄膜
322:透光氮氧化物結(jié)構(gòu)324:表面部分
326:第一導(dǎo)電型接觸電極328:第二導(dǎo)電型接觸電極
330.表面332:表面
334表面336接觸洞
400發(fā)光二極管裝置402基板
404表面406表面
408緩沖層410分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)
412第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層414活性層
416第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層418光取出層
422透光薄膜424透光薄膜
426透光薄膜428透光氮氧化物結(jié)構(gòu)
430.第二導(dǎo)電型接觸電極432.第一導(dǎo)電型接觸電極
434:表面436:表面
438:表面440:接觸洞500:發(fā)光二極管裝置502:基板
504:表面506:表面
508:粘結(jié)層510:反射層
512:歐姆接觸層514:第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層
516:活性層518:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層
522:透光薄膜524:透光薄膜
17526:透光薄膜528:透光氮氧化物結(jié)構(gòu)
5 30:第一導(dǎo)電型接觸電極532:第二導(dǎo)電型接觸電極
534:表面536:表面
538:表面540:接觸洞
600:發(fā)光二極管裝置602:基板
604:粘結(jié)層606:歐姆接觸層
608:第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層610:活性層
612:第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層616:透光薄膜
618:透光薄膜620:透光薄膜
622:透光氮氧化物結(jié)構(gòu)624:表面部分
626:第二導(dǎo)電型接觸電極628:第一導(dǎo)電型接觸電極
630:表面632:表面
634:表面636:接觸洞
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，對依據(jù)本發(fā)明提出的發(fā)光二極管裝置其具 體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。
有關(guān)本發(fā)明的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中將可清楚呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)
;了解，'然而所附圖式僅是提:參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以 限制。
本發(fā)明揭露一種發(fā)光二極管裝置。為了使本發(fā)明的敘述更加詳盡與完
備，可參閱下列描述并配合圖2A至圖6的圖式。
本發(fā)明的示范實(shí)施例主要是以折射系數(shù)漸變式的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)來 取代現(xiàn)有傳統(tǒng)的單一透光導(dǎo)電氧化層。在實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是 由數(shù)層透光薄膜所堆疊而成，較佳的是例如由三層以上的透光薄膜所疊設(shè) 而成，其中這些透光薄膜中可有一些導(dǎo)電薄膜而另一些為不導(dǎo)電薄膜，且這 些透光薄膜較佳是具有不同折射率。舉例而言，請參閱圖2A所示，是依照 本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在此示范實(shí) 施例中，折射系數(shù)漸變式的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a，主要包括依序堆疊的 透光薄膜202、 204及206，其中
該透光薄膜202,其折射系數(shù)大于透光薄膜204的折射系數(shù)； 該透光薄膜204，其折射系數(shù)大于透光薄膜206的折射系數(shù)。 該透光薄膜202、 204與206，是由具有不同折射系數(shù)的相同材料或不
18同材料所組成。透光薄膜202、 204與206可利用例如蒸鍍、濺鍍或化學(xué)氣 相沉積方式來加以制作。透光薄膜202、 204與206是由具有不同折射系數(shù) 的相同材料所構(gòu)成時，可藉由改變蒸鍍參數(shù)，例如氣體流量、制程溫度、壓 力與薄膜厚度等，來調(diào)整透光薄膜202、 204與206各層的折射系數(shù)。在一 實(shí)施例中，透光薄膜202可為氮化物薄膜，例如氮化硅(SiN)及其相關(guān)材料 與氮化鈦(TiN)及其相關(guān)材料等，而透光薄膜204與206則可以為氧化物薄 膜，例如摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦 鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、摻 氧化釔的氧化鋅鎵及上述材料的相關(guān)材料等。
當(dāng)透光薄膜202是由高阻值的氮化物薄膜所構(gòu)成，而透光薄膜204與 透光薄膜206是由可導(dǎo)電的氧化物薄膜所構(gòu)成時，可以利用例如蝕刻方式 圖案化透光薄膜202，藉以使透光薄膜202中設(shè)有貫穿透光薄膜202的至少 一接觸洞214。因此，疊設(shè)在透光薄膜202上的透光薄膜204亦填充于透光 薄膜202的接觸洞214中，以使透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a在縱向上呈現(xiàn)可電 性導(dǎo)通的狀態(tài)。另外，藉由部分高阻值的透光薄膜202更可提供電流阻障 的效果，可以-使電流更為分散地通過透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a。
請參閱圖2B所示，是依照本發(fā)明另一較佳實(shí)施例的一種透光氮氧化物 結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。在此示范實(shí)施例中，折射系數(shù)漸變式的透光氮氧化物 結(jié)構(gòu)200b,則主要包括依序堆疊的透光薄膜208、 210及212,其中 該透光薄膜208，其折射系數(shù)大于透光薄膜210的折射系數(shù)； 該透光薄膜210,其折射系數(shù)大于透光薄膜212的折射系數(shù)。 該透光薄膜208、 210與212，是由具有不同折射系數(shù)的相同材料或不 同材料所組成?？梢岳美缯翦?、濺鍍或化學(xué)氣相沉積方式來制作透光 薄膜208、 210及212。同樣地，透光薄膜208、 210及212是由具有不同折 射系數(shù)的相同材料所構(gòu)成時，可藉由改變蒸鍍參數(shù)，例如氣體流量、制程 溫度、壓力與薄膜厚度等，來調(diào)整透光薄膜208、 210及212各層的折射系 數(shù)。在一實(shí)施例中，透光薄膜210可以為氮化物薄膜，例如氮化硅及其相 關(guān)材料與氮化鈦及其相關(guān)材料等，而透光薄膜208與212則可為氧化物薄 膜，例如摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦 鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、摻 氧化釔的氧化鋅鎵及上述材料的相關(guān)材料等。
當(dāng)透光薄膜208與透光薄膜212是由可導(dǎo)電的氧化物薄膜所構(gòu)成，而夾 設(shè)在透光薄膜208與212之間的透光薄膜210是由高阻值的氮化物薄膜所 構(gòu)成時，可利用例如蝕刻方式圖案化透光薄膜210，藉以使透光薄膜210中 設(shè)有貫穿透光薄膜210的至少一接觸洞216。因此，透光薄膜210中的接觸 洞216暴露出下方的透光薄膜208表面的一部分，而疊設(shè)在透光薄膜210上的透光薄膜212亦填充于透光薄膜210的接觸洞216中，而使透光薄膜 208與212能接觸而導(dǎo)通，進(jìn)而使透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b在縱向上呈現(xiàn)可 電性導(dǎo)通的狀態(tài)。同樣地，藉由部分高阻值的透光薄膜210更可提供電流 阻障的效果，可以使電流更為分散地通過透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b。
請參閱圖3所示，是依照本發(fā)明第一較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝 置的剖面示意圖。該發(fā)光二極管裝置300，主要包括基板302以及依序堆疊 在基板302表面上的緩沖層304、未摻雜氮化銦鋁鎵層306、第一導(dǎo)電型氮 化銦鋁鎵層308、活性層310、第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層312以及透光氮氧 化物結(jié)構(gòu)322;其中
該基板302，可為具有光反射、穿透、折射、散射及降低磊晶缺陷等功 能的圖形化透明基板。
該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)322,具有相對的表面332與334,且透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)322的表面332與第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層312的表面330面對且 互相接合。
在本發(fā)明中，第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型的電性不同，例如其一者為P 型，另一者為N型。利用例如蝕刻方式移除活性層310、第二導(dǎo)電型氮化銦 鋁鎵層312、透光氮氧化物結(jié)構(gòu)322的堆疊結(jié)構(gòu)的一部分，直至暴露出下方 第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層308的表面部分324，其中移除此堆疊結(jié)構(gòu)的一部 分時，為了確保制程的可靠度，部分的第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層308亦遭 移除。
該發(fā)光二極管裝置300，更包括第一導(dǎo)電型接觸電極326與第二導(dǎo)電型 接觸電極328;其中，第一導(dǎo)電型接觸電極326設(shè)于第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵 層308暴露的表面部分324的一部分上，而第二導(dǎo)電型接觸電極328則設(shè) 于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)322的表面334的一部分上。
該緩沖層304，其材料是可以選自于由氮化銦鋁^^家、氮化硅、氮化鎂 (MgN)、以及上述材料的相關(guān)材料所組成的一族群。在一實(shí)施例中，緩沖層 304可為超晶格結(jié)構(gòu)，其中此超晶格結(jié)構(gòu)的材料可選自于由氮化銦鋁鎵、氮 化硅、氮化鎂、上述材料的相關(guān)材料及其任意組合所組成的一族群。
該活性層310，較佳的可為多重量子井結(jié)構(gòu)，其中此多重量子井結(jié)構(gòu)的 井能隙小于第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層308、以及第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層 312的能隙。此多重量子井結(jié)構(gòu)的材料可為氮化銦鋁鎵硼(InAlGaBN)或氮化 銦鋁4家砷(InAlGaAsN)。
該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)322,在本示范實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)322 是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，如同圖2A所示的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a。透光 氮氧化物結(jié)構(gòu)322是由數(shù)個透光薄膜316、 318與320所堆疊而成，其中，透 光薄膜316的折射系數(shù)大于透光薄膜318,且透光薄膜318的折射系數(shù)大于結(jié)構(gòu)322的折射系數(shù)從其表面332朝表面 334的方向遞減。此外，透光薄膜316的折射系數(shù)又小于第二導(dǎo)電型氮化銦 鋁鎵層312。這些透光薄膜316、 318與320可利用例如蒸鍍、濺鍍或化學(xué) 氣相沉積方式來制作。透光薄膜316、 318與320可由具有不同折射系數(shù)的 不同材料所組成、或者由具有不同折射系數(shù)的相同材料所組成。在一實(shí)施 例中，透光薄膜316可為氮化物薄膜，例如氮化硅及其相關(guān)材料與氮化鈦及 其相關(guān)材料等，而透光薄膜318與320則可為氧化物薄膜，例如摻雜銦的氧 化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧 化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、摻氧化釔的氧化鋅鎵 及上述材料的相關(guān)材料等。
當(dāng)透光薄膜316是由較高阻值的氮化物薄膜所構(gòu)成，而透光薄膜318 與透光薄膜320是由導(dǎo)電的氧化物薄膜所構(gòu)成時，可利用例如蝕刻方式圖 案化透光薄膜316，藉以使透光薄膜316中穿設(shè)有至少一接觸洞336,而暴 露出下方的第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層312的表面330的一部分。其中，蝕刻 透光薄膜316時的蝕刻比率小于1。此外，透光薄膜318不僅疊設(shè)在透光薄 膜316上且亦填充于透光薄膜316的接觸洞336中，如此一來，可使導(dǎo)電 的透光薄膜318可與下方的第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層312接觸而呈電性導(dǎo) 通，因而可降低對元件電性的影響。另外，藉由部分高阻值的透光薄膜316 更可提供電流阻障的效果，因而可使電流更為分散地通過透光氮氧化物結(jié) 構(gòu)322。在一較佳實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)322的透光薄膜316為氮化 硅薄膜，透光薄膜318為摻雜銦的氧化鋅薄膜，且透光薄膜320為氧化銦 錫薄膜。
在另一實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置300亦可采用如圖2B所示的折射系 數(shù)漸變式的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b來取代上述實(shí)施例的透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 322，其中透光薄膜208的折射系數(shù)同樣小于第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層312 的折射系數(shù)。而在一較佳實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置300所采用的透光氮 氧化物結(jié)構(gòu)200b的透光薄膜208為摻雜銦的氧化鋅薄膜，透光薄膜210為 氮化硅薄膜，且透光薄膜212為氧化銦錫薄膜。
請參閱圖4所示，是依照本發(fā)明第二較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝 置的剖面示意圖。該發(fā)光二極管裝置400，主要包括具有相對的二個表面 404與406的基板402， 以及依序堆疊在基板402的表面404上的緩沖層 408、分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)410、第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層412、活性層 414、第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層416、由磷化銦鋁鎵所組成的光取出層418 以及透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428。其中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428具有相對的表面 436與438，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428的表面436與光取出層418的表面434 面對且互相接合。在本發(fā)明中，第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型的電性不同，例如
21其一者為P型，另一者為N型。
該發(fā)光二極管裝置400，更包括第一導(dǎo)電型接觸電極432與第二導(dǎo)電型 接觸電極430,其中，第一導(dǎo)電型接觸電極432設(shè)于基板402的表面406，而 第二導(dǎo)電型接觸電極430則設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428的表面438的一部 分上。
該活性層414,較佳可為多重量子井結(jié)構(gòu)，其中此多重量子井結(jié)構(gòu)的井 能隙小于第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層412、第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層416、以 及光取出層418的能隙。此多重量子井結(jié)構(gòu)的材料可為磷化銦鋁鎵砷。
在本示范實(shí)施例中，該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428是一折射系數(shù)漸變式結(jié) 構(gòu)，如同圖2A所示的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a。透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428是由 數(shù)個透光薄膜422、 424與426所堆疊而成，其中，透光薄膜422的折射系數(shù) 大于透光薄膜424，且透光薄膜424的折射系數(shù)大于透光薄膜426，亦即透 光氮氧化物結(jié)構(gòu)428的折射系數(shù)從其表面436朝表面438的方向遞減。此 外，透光薄膜422的折射系數(shù)又小于光取出層418。這些透光薄膜422、 424 與426可利用例如蒸鍍、濺鍍或化學(xué)氣相沉積方式來制作。這些透光薄膜 422、 424與426可由具有不同折射系數(shù)的不同材料所組成、或者由具有不 同折射系數(shù)的相同材料所組成。在一實(shí)施例中，透光薄膜422可為氮化物 薄膜，例如氮化硅及其相關(guān)材料與氮化鈦及其相關(guān)材料等，而透光薄膜424 與426則可為氧化物薄膜，例如摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化 錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻 氧化釔的氧化鋅鋁、摻氧化釔的氧化鋅及上述材料的相關(guān)材料等。
當(dāng)透光薄膜422是由較高阻值的氮化物薄膜所構(gòu)成，而透光薄膜424 與426是由導(dǎo)電的氧化物薄膜所構(gòu)成時，可利用例如蝕刻方式圖案化透光 薄膜422，以在透光薄膜422中穿設(shè)至少一接觸洞440，而暴露出下方的光 取出層418的表面434的一部分。其中，蝕刻透光薄膜422時的蝕刻比率小 于1。此外，透光薄膜424亦填充于透光薄膜422的接觸洞440中，因而使 得導(dǎo)電的透光薄膜424可與下方的光取出層418接觸而呈電性導(dǎo)通，因此可 降低對元件電性的影響。此外，藉由部分高阻值的透光薄膜422更可提供電 流阻障的效果，故可使電流更為均勻地通過透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428。在一較 佳實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)428的透光薄膜422為氮化硅薄膜，透光薄 膜424為摻雜銦的氧化鋅薄膜，且透光薄膜426為氧化銦錫薄膜。
在另一實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置400亦可采用如圖2B所示的折射系 數(shù)漸變式的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b來取代上述實(shí)施例的透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 428，其中，透光薄膜208的折射系數(shù)同樣小于光取出層418的折射系數(shù)。而 在一較佳實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置400所采用的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b 的透光薄膜208為摻雜銦的氧化鋅薄膜，透光薄膜210為氮化硅薄膜，且透
22光薄膜212為氧化銦錫薄膜。
請參閱圖5所示，是依照本發(fā)明第三較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝置 的剖面示意圖。該發(fā)光二極管裝置500，主要包括具有相對的二表面504與 506的基板502，以及依序堆疊在基板502的表面504上的粘結(jié)層508、反射 層510、歐姆接觸層512、第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層514、活性層516、第一導(dǎo) 電型半導(dǎo)體層518以及透光氮氧化物結(jié)構(gòu)5M。其中
該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)528，具有相對的表面536與538，且透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)528的表面536與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層518的表面534面對且互相 接合。在本發(fā)明中，第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型的電性不同，例如其一者為P 型，另一者為N型。
該發(fā)光二極管裝置500，更包括第二導(dǎo)電型接觸電極532與第一導(dǎo)電型 接觸電極530,其中，第二導(dǎo)電型接觸電極532設(shè)于基板502的表面506，而 第一導(dǎo)電型接觸電極530則設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)528的表面538的一部 分上。
在本示范實(shí)施例中，基板502是一鍵合基板而非磊晶時的原生基板，且 基板502與蟲晶結(jié)構(gòu)是利用粘結(jié)層508而鍵合在一起。因此，基板502的 材料可為金屬、陶瓷、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)、氮化鋁(A1N)、氧化 鋅(ZnO)、或硅(Si)。此外，粘結(jié)層508的材料可選用金屬或高分子聚合材 料。在一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層518與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層514 的材料可為磷化銦鋁鎵。在另一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層518與第 二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層514的材料可為氮化銦鋁^^家?；钚詫?16較佳的可為多 重量子井結(jié)構(gòu)，其中，此多重量子井結(jié)構(gòu)的井能隙小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體 層518以及第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層514的能隙。此多重量子井結(jié)構(gòu)的材料可 為氮化銦鋁鎵硼、氮化銦鋁鎵砷或磷化銦鋁鎵砷。
同樣地，在本示范實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)528是一折射系數(shù)漸 變式結(jié)構(gòu)，如同圖2A所示的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a。透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 528是由數(shù)個透光薄膜522、 524與526所堆疊而成，其中，透光薄膜522 的折射系數(shù)大于透光薄膜524，并且該透光薄膜524的折射系數(shù)大于透光薄 膜526，亦即透光氮氧化物結(jié)構(gòu)528的折射系數(shù)從其表面536朝表面538的 方向遞減。而且，該透光薄膜522的折射系數(shù)又小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層 518。透光薄膜522、 524與526可利用例如蒸鍍、濺鍍或化學(xué)氣相沉積方 式來制作，且透光薄膜522、 524與526可由具有不同折射系數(shù)的不同材料 所組成、或者由具有不同折射系數(shù)的相同材料所組成。在一實(shí)施例中，透光 薄膜522可為氮化物薄膜，例如氮化硅及其相關(guān)材料與氮化鈦及其相關(guān)材 料等，而透光薄膜524與526則可為氧化物薄膜，例如摻雜銦的氧化鋅、氧 化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、摻氧化釔的氧化鋅鎵及上述材 料的相關(guān)材料等。
當(dāng)透光薄膜522是一較高阻值的氮化物薄膜，而透光薄膜524與526 是導(dǎo)電的氧化物薄膜時，可利用例如蝕刻方式圖案化透光薄膜522,以在透 光薄膜522中穿設(shè)至少一接觸洞540，而暴露出下方的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層 518的表面534的一部分，其中蝕刻透光薄膜522時的蝕刻比率小于1。此 夕卜，透光薄膜524亦填充于透光薄膜522的接觸洞540中，如此使得導(dǎo)電的 透光薄膜524可與下方的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層518接觸而呈電性導(dǎo)通，因此 可降低對元件電性的影響。藉由部分高阻值的透光薄膜522更可提供電流 阻障的效果，因此可以使電流更為分散且均勻地通過透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 528。在一較佳實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)528的透光薄膜522為氮化硅 薄膜，透光薄膜524為摻雜銦的氧化鋅薄膜，且透光薄膜526為氧化銦錫 薄膜。
在另一實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置500亦可采用如圖2B所示的折射系 數(shù)漸變式的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b來取代上述實(shí)施例的透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 528，其中透光薄膜208的折射系數(shù)同樣小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層518的折 射系數(shù)。而在一較佳實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置500所采用的透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)200b的透光薄膜208為摻雜銦的氧化鋅薄膜，透光薄膜210為氮化 硅薄膜，且透光薄膜212為氧化銦錫薄膜。
請參閱圖6所示，是依照本發(fā)明第四較佳實(shí)施例的一種發(fā)光二極管裝 置的剖面示意圖。該發(fā)光二極管裝置600，主要包括基板602以及依序堆疊 在基板602表面上的粘結(jié)層604、 歐姆接觸層606、第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層 608、活性層610、第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612以及透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622。
該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622，具有相對的表面632與634，且透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)622的表面632與第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612的表面630面對且互相 接合。在本發(fā)明中，第一導(dǎo)電型與第二導(dǎo)電型的電性不同，例如其一者為P 型，另一者為N型。利用例如蝕刻方式移除活性層610、第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體 層612以及透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622的堆疊結(jié)構(gòu)的一部分，直至暴露出下方 第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層608的表面部分624。通常，移除此堆疊結(jié)構(gòu)的一部分 時，為確保制程可靠度，部分的第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層608亦遭移除。
該發(fā)光二極管裝置600,更包括第一導(dǎo)電型接觸電極628與第二導(dǎo)電型 接觸電極626,其中，第一導(dǎo)電型接觸電極628設(shè)于透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622 的表面634的一部分上，而第二導(dǎo)電型接觸電極626設(shè)于第二導(dǎo)電型半導(dǎo) 體層608暴露的表面部分624的一部分上。
該基板602，在本示范實(shí)施例中，基板602是一鍵合基板而非蟲晶時的原 生基板，且基板602與蟲晶結(jié)構(gòu)是利用粘結(jié)層604而鍵合在一起。因此，基
24)、氮化鋁(A1N)、氧化鋅(ZnO)、玻璃、砷 化鎵或硅。此外，粘結(jié)層604的材料可選用金屬或高分子聚合材料。在一實(shí) 施例中，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612與第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層608的材料可為 磷化銦鋁鎵。在另一實(shí)施例中，第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612與第二導(dǎo)電型半 導(dǎo)體層608的材料可為氮化銦鋁鎵?；钚詫?10較佳的可為多重量子井結(jié) 構(gòu)，其中此多重量子井結(jié)構(gòu)的井能隙小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612以及第二 導(dǎo)電型半導(dǎo)體層608的能隙。此多重量子井結(jié)構(gòu)的材料可以為氮化銦鋁鎵 硼、氮化銦鋁鎵砷或磷化銦鋁鎵砷。
該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622，在本示范實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622 是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，如同圖2A所示的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200a。透光 氮氧化物結(jié)構(gòu)622是由數(shù)個透光薄膜616、 618與620所堆疊而成，其中
該透光薄膜616，其折射系數(shù)大于透光薄膜618,且透光薄膜618的折 射系數(shù)大于透光薄膜620,亦即透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622的折射系數(shù)從其表面 632朝表面634的方向遞減。而且，透光薄膜616的折射系數(shù)又小于第一導(dǎo) 電型半導(dǎo)體層612。
這些透光薄膜616、 618與620，可利用例如蒸鍍、濺鍍或化學(xué)氣相沉積 方式來制作，且透光薄膜616、 618與620可由具有不同折射系數(shù)的不同材 料所組成、或者由具有不同折射系數(shù)的相同材料所組成。在一實(shí)施例中，透 光薄膜616可為氮化物薄膜，例如氮化硅及其相關(guān)材料與氮化鈦及其相關(guān)材 料等，而透光薄膜618與620則可為氧化物薄膜，例如摻雜銦的氧化鋅、氧 化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧 化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、摻氧化釔的氧化鋅鎵及上述材 料的相關(guān)材料等。
當(dāng)透光薄膜616是較高阻值的氮化物薄膜，而透光薄膜618與620是導(dǎo) 電的氧化物薄膜時，可利用例如蝕刻方式圖案化透光薄膜616，藉以使透光 薄膜616中穿設(shè)有至少一接觸洞636,而暴露出下方的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層 612的表面630的一部分，其中蝕刻透光薄膜616時的蝕刻比率小于1。此 外，透光薄膜618亦填充于透光薄膜616的接觸洞636中，如此一來，可使 導(dǎo)電的透光薄膜618可與下方的第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612接觸而呈電性導(dǎo) 通，因而可降低對元件電性的影響。藉由部分高阻值的透光薄膜616更可提 供電流阻障的效果，因而可以使電流更為分散地通過透光氮氧化物結(jié)構(gòu) 622。在一較佳實(shí)施例中，透光氮氧化物結(jié)構(gòu)622的透光薄膜616為氮化硅 薄膜，透光薄膜618為摻雜銦的氧化鋅薄膜，且透光薄膜620為氧化銦錫 薄膜。
在另一實(shí)施例中，該發(fā)光二極管裝置600亦可采用如圖2B所示的折射 系數(shù)漸變式的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)200b來取代上述實(shí)施例的透光氮氧化物結(jié)
25構(gòu)622，其中，透光薄膜208的折射系數(shù)同樣小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層612的 折射系數(shù)。在一較佳實(shí)施例中，發(fā)光二極管裝置600所采用的透光氮氧化 物結(jié)構(gòu)200b的透光薄膜208為摻雜銦的氧化鋅薄膜，透光薄膜210為氮化 硅薄膜，且透光薄膜212為氧化銦錫薄膜。
由上述的示范實(shí)施例可知，本發(fā)明的實(shí)施例的一優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)榘l(fā)光二 極管裝置是利用多層透光氮氧化物薄膜來構(gòu)成折射系數(shù)漸變式的透光結(jié) 構(gòu)，而可降低不同材料界面間的光反射效應(yīng)以及不同材料界面間光的全反 射臨界角損失等現(xiàn)象，因此可有效提高發(fā)光二極管裝置的光取出效率；另外 亦可藉由這些透光層控制電流分散，達(dá)到電流分布最佳化的結(jié)果。
由上述的示范實(shí)施例可知，本發(fā)明的實(shí)施例的又一優(yōu)點(diǎn)就是因?yàn)榘l(fā)光 二極管裝置中折射系數(shù)漸變式的透光結(jié)構(gòu)中的較高阻值氮化物層設(shè)有至少 一接觸洞，因此不僅可以降低氮化物層對發(fā)光二極管裝置的電特性影響，更 可適當(dāng)調(diào)整金屬電極下氮化物層的阻抗大小及布局來達(dá)到電流阻障的效 果，如此可以避免注入電流直接流經(jīng)金屬電極下方活性層，進(jìn)一步提高發(fā)光 二極管裝置的發(fā)光效能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式 上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(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)對以上實(shí)施例所 作的任何簡單修改、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)光二極管裝置，其特征在于其至少包括一基板，其中該基板的一表面上設(shè)有依序堆疊的一緩沖層以及一未摻雜氮化銦鋁鎵層；一第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層，設(shè)于該未摻雜氮化銦鋁鎵層上；一活性層，設(shè)于該第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的一表面的一部分上，并暴露出該第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面的另一部分；一第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層，設(shè)于該活性層上；一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有相對的一第一表面與一第二表面，且該第一表面接合于該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)為一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第一表面朝該第二表面的方向遞減；一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的暴露部分的一部分上；以及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的不同材料所組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的相同材料所組成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于第二導(dǎo)電型接觸層。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化物薄膜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化釔的氧化鋅鎵所組成的一族群。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面的 一部分。
8、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少一接觸孔而暴露出該些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的一部分。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面上的一氮化硅薄膜、 一纟參雜銦的氧化鋅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的該表面上的一摻雜銦的氧化鋅薄膜、 一氮化硅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
11、 一種發(fā)光二極管裝置，其特征在于其至少包括一基板，具有相對的一第一表面以及一第二表面，其中該基板的該第一表面上設(shè)有依序堆疊的 一緩沖層以及一分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)；一第 一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層，設(shè)于該分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)上；一活性層，設(shè)于該第一導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層上；一第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層，設(shè)于該活性層上；一光取出層，設(shè)于該第二導(dǎo)電型磷化銦鋁鎵層上，且是由磷化銦鋁鎵所組成；一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有相對的一第一表面與 一第二表面，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第一表面面對并接合于該光取出層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第一表面朝該第二表面的方向遞減；一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該基板的該第二表面；以及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的不同材料所組成。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜是由具不同折射系數(shù)的相同材料所組成。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于光取出層。
15、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少 一 氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化物薄膜。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化釔的氧化鋅鎵所組成的一族群。
17、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該光取出層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少一接觸孔而暴露出該光取出層的該表面的一部分。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄膜中之一者與另一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的一部分。
19、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該光取出層的該表面上的一氮化硅薄膜、 一摻雜銦的氧化鋅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
20、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該光取出層的該表面上的一摻雜銦的氧化鋅薄膜、 一氮化硅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
21、 一種發(fā)光二極管裝置，其特征在于其至少包括一基板，具有相對的一第一表面以及一第二表面；一黏結(jié)層，設(shè)于該基板的該第一表面上；一反射層，設(shè)于該粘結(jié)層上；一歐姆接觸層，設(shè)于該反射層上；一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)于該歐姆接觸層上；一活性層，設(shè)于該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層上；一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)于該活性層上；一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有相對的一第一表面與 一第二表面，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第一表面面對并接合于該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第 一 表面朝該第二表面的方向遞減；一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上；以及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該基板的該第二表面。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的基板是一鍵合基板，且該基板的材料為金屬、陶瓷、砷化鎵、碳化硅、氮化鋁、氧化鋅、或硅，該粘結(jié)層的材料為金屬或高分子聚合材料。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜具不同折射系數(shù)。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化物薄膜。
26、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化釔的氧化鋅鎵所組成的一族群。
27、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該第 一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少一接觸孔而暴露出該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的一部分。
28、 根據(jù)權(quán)利要求25所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的一部分。1
29、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的一氮化硅薄膜、 一摻雜銦的氧化鋅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
30、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的一摻雜銦的氧化鋅薄膜、 一氮化硅薄膜以及一氧化銦錫薄膜所構(gòu)成。
31、 一種發(fā)光二極管裝置，其特征在于其至少包括一基板；一粘結(jié)層，設(shè)于該基板的一表面上；一歐姆接觸層，設(shè)于該粘結(jié)層上；一第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)于該歐姆接觸層上；一活性層，設(shè)于該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一表面的一部分上，并暴露出該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的另一部分；一第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層，設(shè)于該活性層上；一透光氮氧化物結(jié)構(gòu)，具有相對的一第一表面與一第二表面，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第一表面面對并接合于該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的一表面上，其中該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從該第一表面朝該第二表面的方向遞減；一第一導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的該第二表面的一部分上；以及一第二導(dǎo)電型接觸電極，設(shè)于該第二導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的該暴露部分的一部分上。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的基板是一鍵合基板，并且該基板的材料為氧化鋁、砷化鎵、氮化鋁、氧化鋅、玻璃或硅，該粘結(jié)層的材料為金屬或高分子聚合材料。
33、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜具有不同折射系數(shù)。
34、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，且該些透光薄膜的折射系數(shù)小于第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層。
35、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由復(fù)數(shù)個透光薄膜所堆疊而成，該些透光薄膜包括至少 一 氮化物薄膜以及復(fù)數(shù)個氧化物薄膜。
36、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜的材料是選自于由氮化硅與氮化鈦所組成的一族群，并且該些氧化物薄膜的材料是選自于由摻雜銦的氧化鋅、氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化銦鎵、氧化銦鈰、氧化鋅鋁、氧化鋅、氧化鈦銦、氧化鋅鎵、摻氧化釔的氧化鋅鋁、以及摻氧化釔的氧化鋅鎵所組成的一族群。
37、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜疊設(shè)在該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上，且該氮化物薄膜設(shè)有至少一接觸孔而暴露出該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面的一部分。
38、 根據(jù)權(quán)利要求35所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的氮化物薄膜夾設(shè)在該些氧化物薄膜中之一者與另 一者之間，且該氮化物薄膜設(shè)有至少 一接觸孔而暴露出該些氧化物薄膜中位于該氮化物薄膜下方的該者的一部分。
39、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的一氮化硅層、 一摻雜銦的氧化鋅層以及氧化銦錫所構(gòu)成。
40、根據(jù)權(quán)利要求31所述的發(fā)光二極管裝置，其特征在于其中所述的 透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是由依序堆疊在該第一導(dǎo)電型半導(dǎo)體層的該表面上的一 摻雜銦的氧化鋅層、 一氮化硅層以及氧化銦錫所構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種發(fā)光二極管裝置，至少包括依序堆疊在基板上的緩沖層、未摻雜氮化銦鋁鎵(InAlGaN)層、第一導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層、活性層、第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層、以及透光氮氧化物結(jié)構(gòu)。透光氮氧化物結(jié)構(gòu)具有相對的第一表面與第二表面，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的第一表面面對并接合于第二導(dǎo)電型氮化銦鋁鎵層的表面上，其中透光氮氧化物結(jié)構(gòu)是一折射系數(shù)漸變式結(jié)構(gòu)，且透光氮氧化物結(jié)構(gòu)的折射系數(shù)從第一表面朝第二表面的方向遞減。本發(fā)明可降低不同材料界面間光反射效應(yīng)及光的全反射臨界角損失等現(xiàn)象，能增加發(fā)光二極管裝置光取出效率；亦可藉由這些透光層控制電流分散，達(dá)到電流分布最佳化結(jié)果；還可避免注入電流流經(jīng)金屬電極下方活性層，進(jìn)一步提高發(fā)光效能。
文檔編號H01L33/00GK101510578SQ20081000790
公開日2009年8月19日 申請日期2008年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月15日
發(fā)明者余國輝, 朱長信 申請人:奇力光電科技股份有限公司