專利名稱：高效率發(fā)光裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置，特別是涉及一種高效率發(fā)光裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode; LED)的應(yīng)用頗為廣泛，可應(yīng)用于例 如光學(xué)顯示裝置、交通號志、數(shù)據(jù)儲存裝置、通訊裝置、照明裝置以及醫(yī)療 裝置。
在傳統(tǒng)LED中，通常用金屬層做為電極，例如為鈦/金或鉻/金。但是金 屬會吸收光線，導(dǎo)致LED的低發(fā)光效率。因此，LED包含反射層位于電極 與發(fā)光疊層之間，以增進(jìn)發(fā)光效率。然而因為高反射率的金屬層與半導(dǎo)體的 發(fā)光疊層之間的粘結(jié)不易，導(dǎo)致上述的結(jié)構(gòu)具有可靠度與剝離的問題。

發(fā)明內(nèi)容
高效率發(fā)光裝置包含基板；反射層形成于基板之上；粘結(jié)層形成于反射 層之上；第一半導(dǎo)體層形成于粘結(jié)層之上；有源層形成于第一半導(dǎo)體層之上； 以及第二半導(dǎo)體層形成于有源層之上。第二半導(dǎo)體層包含第一表面，第一表 面具有第一低區(qū)域與第一高區(qū)域。高效率發(fā)光裝置還包含導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電結(jié)
構(gòu)包含第一電極形成于第一低區(qū)域之上，以及第二電極形成于基板之下。 另 一實施例中，高效率發(fā)光裝置還包含第 一電流阻擋層形成于第 一低區(qū)
域之上，以及第一電流擴(kuò)散層形成于第二半導(dǎo)體層的第一表面與第 一電流阻
擋層之上，其中第一電流擴(kuò)散層覆蓋第一高區(qū)域。第一電極位于第一電流擴(kuò)
散層之上且位于第 一 電流阻擋層的上方。
又一實施例中，第一高區(qū)域還包含自第一表面向下延伸的第一多個六角
孔穴，以增進(jìn)光摘出效率。
另一實施例中，高效率發(fā)光裝置包含基板；反射層形成于基板之上；粘
結(jié)層形成于反射層之上；第一半導(dǎo)體層形成于粘結(jié)層之上；有源層形成于第
一半導(dǎo)體層之上；以及第二半導(dǎo)體層形成于有源層之上。第二半導(dǎo)體層包含第一表面，第一表面包括第一低區(qū)域與第一高區(qū)域。第一半導(dǎo)體層包含第二 表面，第二表面包括第二低區(qū)域與第二高區(qū)域。高效率發(fā)光裝置還包含導(dǎo)電 結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包含第一電極形成于第一低區(qū)域之上與第二電極形成于第二 低區(qū)域之上。
又一實施例中，高效率發(fā)光裝置還包含第一電流阻擋層形成于第一低區(qū) 域，以及第 一 電流擴(kuò)散層形成于第二半導(dǎo)體層的第 一表面與第 一 電流阻擋層 之上，其中第一電流擴(kuò)散層覆蓋第一高區(qū)域。此外，高效率發(fā)光裝置還包含 第二電流阻擋成形成于第二低區(qū)域之上，以及第二電流擴(kuò)散層形成于第一半 導(dǎo)體層的第二表面與第二電流阻擋層之上，其中第二電流擴(kuò)散層覆蓋第二高 區(qū)域。第一電極位于第一電流擴(kuò)散層之上，且位于第一電流阻擋層的上方。 第二電極位于第二電流擴(kuò)散層之上，且位于第二電流阻擋層的上方。
另 一 實施例中，第 一 高區(qū)域與第二高區(qū)域分別包含自第 一表面向下延伸 的第一多個六角孔穴與自第二表面向下延伸的第二多個六角孔穴，以增進(jìn)光 摘出效率。
另一實施例中，制造高效率發(fā)光裝置的方法包含提供基板；形成反射層 于基板上；形成粘結(jié)層于反射層上；形成第一半導(dǎo)體層于粘結(jié)層上；形成有 源層于第一半導(dǎo)體層上；形成第二半導(dǎo)體層于有源層上；移除部分的第二半 導(dǎo)體層、有源層與第一半導(dǎo)體層以棵露第一半導(dǎo)體層的第二表面；粗化第二 半導(dǎo)體層的第一表面與第二表面；形成第一低區(qū)域于第一表面之上，與第二 低區(qū)域于第二表面之上；形成第一電流阻擋層于第一低區(qū)域之上，與第二電 流阻擋層于第二低區(qū)域之上；形成第 一 電流擴(kuò)散層于第二半導(dǎo)體層與第 一電 流阻擋層之上，與第二電流擴(kuò)散層于第 一半導(dǎo)體層與第二電流阻擋層之上； 形成第一電極于第一電流擴(kuò)散層之上；以及形成第二電極于第二電流擴(kuò)散層 之上。


圖1A為依據(jù)本發(fā)明的實施例的剖面圖。 圖1B為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的剖面圖。 圖1C為依據(jù)本發(fā)明的又一實施例的剖面圖。 圖2A為依據(jù)本發(fā)明的另一實施例的剖面圖。 圖2B為依據(jù)本發(fā)明的又一實施例的剖面圖。圖2C為依據(jù)本發(fā)明的又一實施例的剖面圖。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的又一實施例的高效率發(fā)光元件的制造方法的制造流程圖。
附圖標(biāo)記說明基4反10、 20反射層11、 21粘結(jié)層12、 22第一半導(dǎo)體層13、 23有源層14、 24第二半導(dǎo)體層15、 25第一表面151、 251第一低區(qū)域152、 252第一高區(qū)域153、 253第一多個六角孔穴154第一電流阻擋層16、 26第一電流擴(kuò)散層17、 27第二表面231第二低區(qū)域232第二高區(qū)域233第二多個六角孔穴234第二電流擴(kuò)散層29第一電極A第二電極B
具體實施例方式
如圖1A所示，高效率發(fā)光裝置1包含基板10;反射層11形成于基板IO之上；粘結(jié)層12形成于反射層11之上；第一半導(dǎo)體層13形成于粘結(jié)層12之上；有源層14形成于第一半導(dǎo)體層13之上；以及第二半導(dǎo)體層15形成于有源層14之上。第二半導(dǎo)體層15具有遠(yuǎn)離有源層14的第一表面151，其中第一表面151具有第一低區(qū)域152與第一高區(qū)域153。上述第一表面151為移除部分第二半導(dǎo)體層15后形成較靠近有源層14的第一低區(qū)域152，及較遠(yuǎn)離有源層14的第一高區(qū)域153。
形成第一低區(qū)域152的方法例如為濕蝕刻、干蝕刻、化學(xué)機械拋光法或感應(yīng)耦合式等離子體蝕刻，第一低區(qū)域152的反射率至少為一般鋁鏡反射率的70%。為了獲得更佳的反射率，第一低區(qū)域152的表面粗糙度低于第一高區(qū)域153的表面粗糙度，最佳為平整表面。因為第一低區(qū)域152的表面具有較小的表面粗糙度，導(dǎo)致介于第 一 電極A與第 一低區(qū)域152間的介面的臨界角減小，增加有源層14射向第一低區(qū)域152的光線被全反射的機率。被第一低區(qū)域152反射的光線可在被反射層11反射后射向第一高區(qū)域153,光摘出的機率較高。此外，自第一高區(qū)域153到第一低區(qū)域152的高度差約為100納米~1微米，更佳為200納米 300納米。第一低區(qū)域152占第二半導(dǎo)體層15的第一表面151表面積的比例低于30%。
在外延工藝中通過調(diào)整與控制工藝的參數(shù)，例如氣體流率、氣室壓力或溫度等，可使第一高區(qū)域153形成非平整表面。也可經(jīng)由濕蝕刻、干蝕刻或光刻等方式移除部分第二半導(dǎo)體層15，使第一高區(qū)域153形成周期性、類周期性或任意的圖案。因為第一高區(qū)域153的非平整表面，射向第一高區(qū)域153的光線的光摘出效率因而提高。第一高區(qū)域153也可為多個凸部與/或多個凹部。
基板10可為金屬基復(fù)合材料(Metal Matrix Composite; MMC)、陶瓷基復(fù)合材料(Ceramic Matrix Composite; CMC)、硅(Si)、磷化碘(IP)、硒化鋅(ZnSe)、氮化鋁(A1N)、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)、磷化鎵(GaP)、磷砷化鎵(GaAsP)、氧化鋅(ZnO)、磷化銦(InP)、鎵酸鋰(LiGa02)、鋁酸鋰(LiA102)或上述材料的組合。反射層11可為銦(In)、錫(Sn)、鋁(A1)、金(Au)、柏(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈥(Ti)、鉛(Pb)、鍺(Ge)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鈹化金(AuBe)、鍺化金(AuGe)、鋅化金(AuZn)、錫化鉛(PbSn)、上述材料的組合或布拉格反射層(DBR)。粘結(jié)層12可為Su8、苯并環(huán)丁烯(BCB)、過氟環(huán)丁烷(PFCB)、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、聚亞酰胺(PI)、氧化硅(Si02)、氧化鈦(Ti02)、氮化硅(SiNx)、旋涂玻璃(SOG)、氧化銦錫(ITO)、氧化鎂(MgO)、銦(In)、錫(Sn)、鋁(A1)、金(Au)、鉑(Pt)、鋅(Zn)、 4艮(Ag)、鈦(Ti)、鉛(Pb)、 4巴(Pd)、鍺(Ge)、銅(Cu)、鎳(Ni)、錫化金(AuSn)、銀化銦(InAg)、金化銦(InAu)、鈹化金(AuBe)、鍺化金(AuGe)、鋅化金(AuZn)、錫化鉛(PbSn)、銦化鈀(Pdln)、有機粘結(jié)材料或上述材料的組合。第一半導(dǎo)體層13的電性與第二半導(dǎo)體層15相異，有源層14可為II-VI族或III-V族材料，例如為石舞化鋁4家銦(AlGalnP)、氮化鋁(A1N)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)或硒化鎘鋅(CdZnSe)。高效率發(fā)光裝置1還包含導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包含第一電極A形成于第一低區(qū)域152之上，以及第二電極B形成于基板10之下?；錓O、反射層11與粘結(jié)層12的材料以可導(dǎo)電為佳。第一電極A與第二電極B位于基板10的相異側(cè)，并分別與第二半導(dǎo)體層15與基板10形成歐姆接觸。第一低區(qū)域152也可形成圖形，例如具有多個向外延伸的突出部的圓形或其他形狀。第一電極A可形成于第一低區(qū)域152之上，并與第一低區(qū)域152具有相同的圖形。
如圖1B所示，另一實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)還包含第一電流阻擋層16形成于第一低區(qū)域152之上并位于第一電極A的下方，以阻擋電流通過，降低有源層所發(fā)出的光線為第一電極A反射或吸收的機率，以及第一電流擴(kuò)散層17形成于第二半導(dǎo)體層15與第一電流阻擋層16之上，并覆蓋第一高區(qū)域153，第一電極A位于第一電流擴(kuò)散層17之上。第一電流阻擋層16可為介電材料，例如Su8、苯并環(huán)丁烯(BCB)、過氟環(huán)丁烷(PFCB)、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin)、環(huán)烯烴聚合物(COC )、聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、聚對苯二曱酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亞胺(Polyetherimide )、 氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer )、硅膠(Silicone )、玻璃(Glass)、氧化鋁(八1203)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(Si02)、氧化鈦(Ti02)、絕緣材料或上述材料的組合。因為第一電流阻擋層16的電阻較高，電流被第一電流擴(kuò)散層17導(dǎo)向第一高區(qū)域153，然后流經(jīng)有源層14以產(chǎn)生光線。然而電流沒有通過有源層14位于第一電流阻擋層16下方的區(qū)域，所以有源層14位于第一電流阻擋層16下方的區(qū)域沒有產(chǎn)生光線。因此，有源層14位于第一電流阻擋層16正下方的部分所產(chǎn)生的光被第一電極A吸收的機率下降。第一電流擴(kuò)散層17可將電流均勻地擴(kuò)散向第二半導(dǎo)體層15,可為透明導(dǎo)電材料，例如氣化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)或上述材料的組合。
如圖1C所示，第一高區(qū)域153可為自第一表面151向下延伸的第一多個六角孔穴154,用以增進(jìn)光摘出效率。第一高區(qū)域153與第一低區(qū)域152之間的高度差約為100納米 1微米，優(yōu)選為200納米~300納米。第一低區(qū)域152的表面粗糙度小于第一高區(qū)域153的表面粗糙度，更佳為接近平滑表面的表面粗糙度。此外，第二半導(dǎo)體層15可為氮化物半導(dǎo)體，基板10可為
藍(lán)寶石基板。詳細(xì)說明可參考美國專利申請案「發(fā)光裝置」，案號11/160,354,申請日為6/21/2005,作為本申請的參考文獻(xiàn)。
如圖2A所示，另一實施例中，高效率發(fā)光裝置2包含基板20;反射層21形成于基板20之上；粘結(jié)層22形成于反射層21之上；第一半導(dǎo)體層23形成于粘結(jié)層22之上；有源層24形成于第一半導(dǎo)體層23之上；以及第二半導(dǎo)體層25形成于有源層24之上。第二半導(dǎo)體層25具有遠(yuǎn)離有源層24的第一表面251，其中第一表面251具有第一低區(qū)域252與第一高區(qū)域253。第一半導(dǎo)體層23具有靠近有源層24的第二表面231,其中第二表面231具有第二低區(qū)域232與第二高區(qū)域233。上述第一表面251為移除部分第二半導(dǎo)體層25后形成較靠近有源層24的第一低區(qū)域252，以及較遠(yuǎn)離有源層24的第 一高區(qū)域253 。上述第二表面231為移除部分第二半導(dǎo)體層23后形成較遠(yuǎn)離有源層24的第一低區(qū)域232,以及較靠近有源層24的第一高區(qū)域233。形成第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232的方法例如為濕蝕刻、干蝕刻、化學(xué)機械拋光法或感應(yīng)耦合式等離子體蝕刻，第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232的反射率至少為一般鋁鏡反射率的70°/。。為了獲得更佳的反射率，第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232的表面粗糙度分別低于第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233的表面粗糙度，最佳為接近平整表面的表面粗糙度。因為第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232的表面具有較小的表面粗糙度，導(dǎo)致介于第一電極A與第一低區(qū)域252間的介面，以及介于第二電極B與第二低區(qū)域間的介面的臨界角減小，增加有源層24射向第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232的光線被全反射的機率。被第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232反射的光線可在被反射層21反射后射向第 一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233,光摘出的機率較高。此外，ir第一高區(qū)域253到第一低區(qū)域252的高度差與自第二高區(qū)域233到第二低區(qū)域232的高度差分別約為100納米 1微米，更佳為200納米 300納米。第一低區(qū)域252占第二半導(dǎo)體層25的第一表面251表面積的比例低于30%,第二低區(qū)域232占第一半導(dǎo)體層23的第二表面231表面積的比例^氐于30%。
在外延工藝中通過調(diào)整與控制工藝的參數(shù)，例如氣體流率、氣室壓力或溫度等，可使第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233形成非平整表面。也可經(jīng)由濕蝕刻、干蝕刻或光刻等方式移除部分第二半導(dǎo)體層25與第一半導(dǎo)體層23,使第 一 高區(qū)域253與第二高區(qū)域233形成周期性、類周期性或任意的圖案。因為第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233的非平整表面，射向第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233的光線的光摘出效率因此提高。第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233也可為多個凸部與/或多個凹部。
高效率發(fā)光裝置2還包含導(dǎo)電結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)包含第一電極A與第二電極B。移除部分第一半導(dǎo)體層23、有源層24與第二半導(dǎo)體層25以棵露第二表面231，第一電極A與第二電極B分別位于第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232之上，并與第二半導(dǎo)體層25與第 一半導(dǎo)體層23形成歐姆接觸?；?0、反射層21與粘結(jié)層22的材料以可電絕緣為佳。第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232可形成圖形，例如具有多個向外延伸的突出部的圓形或其他形狀。第一低區(qū)域252之上的第一電極A可與第一低區(qū)域252具有相同的圖形，第二低區(qū)域232之上的第二電極B可與第二低區(qū)域232具有相同的圖形。第一電極A與第二電極B可分別依據(jù)第一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232定義的圖案形成不同的圖案。
如圖2B所示，另一實施例中，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)還包含第一電流阻擋層26形成于第一低區(qū)域252之上并位于第一電極A的下方，以阻擋電流通過，降低有源層所發(fā)出的光線為第一電極A反射或吸收的機率，以及第一電流擴(kuò)散層27形成于第二半導(dǎo)體層25與第 一電流阻擋層26之上，其中第 一電流擴(kuò)散層27覆蓋第一高區(qū)域253,第一電極A位于第一電流擴(kuò)散層27之上。此外，導(dǎo)電結(jié)構(gòu)還包含第二電流阻擋層28形成于第二低區(qū)域232之上并位于第二電極B的下方，以阻擋電流通過，降低有源層所發(fā)出的光線為第二電極B反射或吸收的機率，以及第二電流擴(kuò)散層29形成于第一半導(dǎo)體層23與第二電流阻擋層28之上，其中第二電流擴(kuò)散層29覆蓋第二高區(qū)域233，第二電極B位于第二電流擴(kuò)散層29之上。第一電流阻擋層26與第二電流阻擋層28可為介電材料，例如Su8、笨并環(huán)丁烯(BCB)、過氟環(huán)丁烷(PFCB)、環(huán)氧樹脂(Epoxy)、丙烯酸樹脂(Acrylic Resin )、環(huán)烯烴聚合物(COC)、聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)、聚對苯二曱酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亞胺(Polyetherimide )、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer )、硅膠(Silicone )、玻璃(Glass)、氧化鋁(八1203)、氮化硅(SiNJ、氧化硅(SiO》、氧化鈦(Ti02)、絕緣材料或上述材料的組合。因為第一電流阻擋層26與第二電流阻擋層28的電阻較高，電流被第一電流擴(kuò)散層27與第二電流擴(kuò)散層29導(dǎo)向第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233，然后流經(jīng)有源層24以產(chǎn)生光線。然而電流沒有通過有源層24位于第一電流阻擋層26下方的區(qū)域，所以有源層24位于第一電流阻擋層26下方的區(qū)域沒有產(chǎn)生光線。因此，有源層24位于第 一 電流阻擋層26正下方的部分所產(chǎn)生的光被第 一 電極A吸收的機率下降。第 一電流擴(kuò)散層27與第二電流擴(kuò)散層29可將電流均勻地擴(kuò)散向第二半導(dǎo)體層25與第一半導(dǎo)體層23，可為透明導(dǎo)電材料，例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦(InO)、氧化錫(SnO)、氧化鎘錫(CTO)、氧化銻錫(ATO)、氧化鋅(ZnO)、磷化4家(GaP)或上述材料的組合。
如圖2C所示，第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233可分別為自第一表面251向下延伸的第一多個六角孔穴254與自第二表面231向下延伸的第二多個六角孔穴234,用以增進(jìn)光摘出效率。第一高區(qū)域253與第一4氐區(qū)域252之間的高度差與第二高區(qū)域233與第二低區(qū)域232之間的高度差約為IOO納米 1 ;欽米，優(yōu)選為200納米~300納米。第一低區(qū)域252與第二^f氐區(qū)域232的表面粗糙度分別小于第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233的表面粗糙度，更佳為兩者皆接近平滑表面的表面粗糙度。此外，第二半導(dǎo)體層25與第一半導(dǎo)體層23可為氮化物半導(dǎo)體，基板20可為藍(lán)寶石基板。詳細(xì)說明可參考美國專利申請案r發(fā)光裝置J，案號11/160,354,申請日為6/21/2005,作為本申請的參考文獻(xiàn)。
如圖3所示，另一實施例中，制造高效率發(fā)光裝置2的方法包含提供基板20;形成反射層21于基板20上；形成粘結(jié)層22于反射層21上；形成第一半導(dǎo)體層23于粘結(jié)層22上；形成有源層24于第一半導(dǎo)體層23上；形成第二半導(dǎo)體層25于有源層24上，其中第二半導(dǎo)體層25具有遠(yuǎn)離有源層24的第一表面；移除部分的第二半導(dǎo)體層25、有源層24與第一半導(dǎo)體層23以棵露第一半導(dǎo)體層23的第二表面231;粗化第一表面251與第二表面231;形成第一低區(qū)域252于第一表面251之上，與第二低區(qū)域232于第二表面231之上，其中第一表面251包含鄰接第一低區(qū)域252的第一高區(qū)域253，第二表面231包含鄰接第二低區(qū)域232的第二高區(qū)域233;形成第一電流阻擋層26于第一低區(qū)域252之上，與第二電流阻擋層28于第二低區(qū)域232之上；形成第一電流擴(kuò)散層27于第二半導(dǎo)體層25與第一電流阻擋層26之上，與第二電流擴(kuò)散層29于第一半導(dǎo)體層23與第二電流阻擋層28之上；形成第一電極A于第一電流擴(kuò)散層27之上，其中第一電極A位于第一低區(qū)域252的上方；以及形成第二電極B于第二電流擴(kuò)散層29之上，其中第二電極B位于第二低區(qū)域232的上方。第一低區(qū)域252的表面粗糙度小于第一高區(qū)域253的表面粗糙度，第二低區(qū)域232的表面粗糙度小于第二高區(qū)域233的表面粗糙度。第一高區(qū)域253與第一低區(qū)域252之間的高度差與第二高區(qū)域233與第二低區(qū)域232之間的高度差約為100納米 1微米，優(yōu)選為200納米~300納米。
粗化第一表面251與第二表面231的方式包含濕蝕刻、干蝕刻或光刻等方式，使第一高區(qū)域253與第二高區(qū)域233形成周期性、類周期性或任意的圖案。此外，可經(jīng)由在外延工藝中調(diào)整與控制工藝的參數(shù)，例如氣體流率、氣室壓力或溫度等，以粗化第一表面251與第二表面231,包含分別形成自第一表面251向下延伸的第一多個六角孔穴254與自第二表面231向下延伸的第二多個六角孔穴234。詳細(xì)說明可參考美國專利申請案r發(fā)光裝置」，案號11/160,354,申請日為6/21/2005,作為本申請的參考文獻(xiàn)。
涂布電感或光感薄膜于第一表面251與第二表面231之上，再將電感測或光感測薄膜暴露在電子束光刻、激光光繞射或紫外線輻射等之下，形成預(yù)設(shè)的圖案。形成預(yù)設(shè)圖案之后，形成第一低區(qū)域252于第一表面251與形成第二低區(qū)域232于第二表面231的方法包含干蝕刻、濕蝕刻、化學(xué)機械拋光(CMP)或感應(yīng)耦合式等離子體蝕刻(ICP),蝕刻液包含但不限于磷酸(H3P04)或氫氧化鉀(KOH)。工藝中優(yōu)選的環(huán)境溫度約為120°C，以穩(wěn)定和控制時刻速率。第一高區(qū)域253與第一低區(qū)域252之間的高度差與第二高區(qū)域233與第二低區(qū)域232之間的高度差約為100納米~1微米，優(yōu)選為200納米 300納米。第 一低區(qū)域252與第二低區(qū)域232的表面粗糙度分別小于第 一 高區(qū)域253與第二高區(qū)域233的表面粗糙度
上述實施例僅為例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域一般技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的技術(shù)原理及精神的情況下，對上述實施例進(jìn)行修改及變化。因此本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍如后附的權(quán)利要求所列。
權(quán)利要求
1. 高效率發(fā)光裝置，包含基板；第一半導(dǎo)體層形成于該基板之上；有源層形成于該第一半導(dǎo)體層之上；以及第二半導(dǎo)體層形成于該有源層之上，該第二半導(dǎo)體層包含由第一低區(qū)域與第一高區(qū)域組成的第一表面，其中該第一表面遠(yuǎn)離該有源層，該第一低區(qū)域的表面粗糙度小于該第一高區(qū)域的表面粗糙度。
2. 如權(quán)利要求1所述的高效率發(fā)光裝置，還包含第一電極，位于該第一低區(qū)域之上。
3. 如權(quán)利要求1所述的高效率發(fā)光裝置，還包含 第一電流阻擋層，形成于該第一低區(qū)域之上；第一電流擴(kuò)散層，形成于該第二半導(dǎo)體層與該第一電流阻擋層之上，其 中該第一電流擴(kuò)散層覆蓋該第一表面的至少一部分；以及第一電極，形成于該第一電流擴(kuò)散層之上，且位于該第一低區(qū)域的上方。
4. 如權(quán)利要求1所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一半導(dǎo)體層包含由第二低區(qū)域與第二高區(qū)域組成的第二表面，其中該第二表面接近該有源層，該 第二低區(qū)域的表面粗糙度小于該第二高區(qū)域的表面粗糙度。
5. 如權(quán)利要求1或4所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一高區(qū)域與該第 一低區(qū)域間的高度差或該第二高區(qū)域與該第二低區(qū)域間的高度差為100納米 ~1微米。
6. 如權(quán)利要求1或4所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一高區(qū)域或該第 二高區(qū)域包含非平整表面選自由多個六角孔穴、多個凸部與多個凹部所構(gòu)成 的群組。
7. 如權(quán)利要求1或4所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一低區(qū)域或該第 二低區(qū)域的表面包含平整表面。
8. 如權(quán)利要求4所述的高效率發(fā)光裝置，還包含第二電極，位于該第二 低區(qū)域之上。
9. 如權(quán)利要求4所述的高效率發(fā)光裝置，還包含 第二電流阻擋層，形成于該第二低區(qū)域之上；第二電流擴(kuò)散層，形成于該第一半導(dǎo)體層與該第二電流阻擋層之上，其中該第二電流擴(kuò)散層覆蓋該第二表面的至少一部分；以及第二電極，形成于該第二電流擴(kuò)散層之上，且位于該第二低區(qū)域的上方。
10. 如權(quán)利要求3或9所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一電流阻擋層 或該第二電流阻擋層的材料擇自由介電材料、Su8、苯并環(huán)丁烯、過氟環(huán)丁 烷、環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、環(huán)烯烴聚合物、聚曱基丙烯酸曱酯、聚對苯二 曱酸乙二酯、聚碳酸酯、聚醚酰亞胺、氟碳聚合物、硅膠、玻璃、氧化鋁、 氮化硅、氧化硅、氧化鈦、絕緣材料與上述材料的組合所構(gòu)成的群組。
11. 如權(quán)利要求3或9所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一電流擴(kuò)散層 或該第二電流擴(kuò)散層的材料擇自由氧化銦錫、氧化銦、氧化錫、氧化鎘錫、 氧化銻錫、氧化鋅、磷化鎵與上述材料的組合所構(gòu)成的群組。
12. 如權(quán)利要求1或4所述的高效率發(fā)光裝置，其中該第一低區(qū)域占該 第一表面表面積的比例或該第二低區(qū)域占該第二表面表面積的比例低于 30%。
13. 高效率發(fā)光裝置的制造方法，包含 提供基板；形成第一半導(dǎo)體層于該基板上； 形成有源層于該第一半導(dǎo)體層上；形成第二半導(dǎo)體層于該有源層上，該第二半導(dǎo)體層包含遠(yuǎn)離該有源層的 第一表面；以及形成第一低區(qū)域與第一高區(qū)域于該第一表面上，其中該第一低區(qū)域的表 面粗糙度小于該第一高區(qū)域的表面粗糙度。
14. 如權(quán)利要求13所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第一低 區(qū)域與該第 一 高區(qū)域于該第 一表面上之前，還包含粗化該第 一表面。
15. 如權(quán)利要求13所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第一低 區(qū)域與該第一高區(qū)域于該第一表面上之后，還包含形成第一電極于該第一低 區(qū)域上。
16. 如權(quán)利要求13所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第一低 區(qū)域與該第一高區(qū)域于該第一表面上之后，還包含形成第一電流阻擋層于該第一低區(qū)域上；形成第一電流擴(kuò)散層于該第二半導(dǎo)體層與該第一電流阻擋層上，其中該第一電流擴(kuò)散層覆蓋該第一表面的至少一部分；以及形成第一電極于該第一電流擴(kuò)散層上，其中該第一電極位于該第一低區(qū) 域的上方。
17. 如權(quán)利要求13所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第二半 導(dǎo)體層于該有源層上之后，還包含移除部分該第二半導(dǎo)體層、該有源層與該第一半導(dǎo)體層以棵露該第一半 導(dǎo)體層的第二表面，其中該第二表面接近該有源層；以及 形成第二低區(qū)域與第二高區(qū)域于該第二表面上，其中該第二低區(qū)域的表面粗糙度小于該第二高區(qū)域的表面粗糙度。
18. 如權(quán)利要求17所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第二低 區(qū)域與該第二高區(qū)域于該第二表面上之前，還包含粗化該第二表面。
19. 如權(quán)利要求17所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第二低 區(qū)域與該第二高區(qū)域于該第二表面上之后，還包含形成第二電極于該第二低 區(qū)域上。
20. 如權(quán)利要求17所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，在形成該第二低 區(qū)域與該第二高區(qū)域于該第二表面上之后，還包含形成第二電流阻擋層于該第二低區(qū)域上；形成第二電流擴(kuò)散層于該第一半導(dǎo)體層與該第二電流阻擋層上，其中該第二電流擴(kuò)散層覆蓋該第二表面的至少一部分；以及形成第二電極于該第二電流擴(kuò)散層上，其中該第二電極位于該第二低區(qū) 域的上方。
21. 如權(quán)利要求13或17所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，其中形成 該第一低區(qū)域于該第一表面或形成該第二低區(qū)域于該第二表面的方法選自 由蝕刻、化學(xué)機械拋光法與感應(yīng)耦合式等離子體蝕刻所構(gòu)成的群組。
22. 如權(quán)利要求21所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，其中該蝕刻的蝕 刻液包含磷酸或氫氧化鉀。
23. 如權(quán)利要求13或17所述的高效率發(fā)光裝置的制造方法，其中形成 該第一低區(qū)域于該第一表面上或形成該第二低區(qū)域于該第二表面上的環(huán)境 溫度為120°C。
全文摘要
本發(fā)明提供高效率發(fā)光裝置及其制造方法。高效率發(fā)光裝置包含基板、反射層、粘結(jié)層、第一半導(dǎo)體層、有源層與第二半導(dǎo)體層形成于有源層之上。第二半導(dǎo)體層包含第一表面，第一表面包含第一低區(qū)域與第一高區(qū)域。
文檔編號H01L33/00GK101533883SQ200910118560
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月4日
發(fā)明者莊家銘, 張家禎, 楊姿玲, 震 歐 申請人:晶元光電股份有限公司