專利名稱：發(fā)光二極管與其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件，且特別涉及一種結(jié)晶態(tài)III-V族的發(fā)光二極管。
背景技術(shù)：
一般而言，發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)具有一發(fā)光層位于下層與上層之間， 其中上層與下層具有相對(duì)的導(dǎo)電類型而形成p-n結(jié)。電子-空穴對(duì)在p-n結(jié)的 耗盡區(qū)(depletionregion)再結(jié)合而放射出電磁波(例如光)。此電磁波可能在可 見(jiàn)光范圍，也可能在非可見(jiàn)光范圍。使用具有不同能階差(bandgap)的材料可 產(chǎn)生不同的LED顏色。此外，若LED發(fā)射的電磁波在非可見(jiàn)光范圍時(shí)，可 將非可見(jiàn)光引導(dǎo)至磷光體透鏡(phosphor lens)或是類似的材料。當(dāng)非可見(jiàn)光被 磷光體吸收時(shí)，磷光體就會(huì)放射出可見(jiàn)光。
一般發(fā)光層的兩側(cè)皆會(huì)放射出光。然而，實(shí)際的應(yīng)用經(jīng)常只需要光從單 一側(cè)出來(lái)，且因?yàn)閮蓚?cè)皆會(huì)放光，將導(dǎo)致部分的光能損失。為了增加從LED 元件的單側(cè)中放射的光量，因此于基材與LED結(jié)構(gòu)之間形成反射層。此反 射層包含一金屬反射材料，其能將從LED結(jié)構(gòu)向下方基材發(fā)射的光反射， 使發(fā)射光向上反射回LED元件的發(fā)光面，從而增加LED的發(fā)光效率。
雖然反射金屬層能夠勝任某些使用長(zhǎng)波長(zhǎng)光的應(yīng)用，但對(duì)于短波長(zhǎng)光的 反射能力(reflectivility)卻不夠，導(dǎo)致使用金屬反射層的LED結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率 低于所需，因此，業(yè)界亟需一種具有較高發(fā)光效率的LED元件。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管(LED) 元件，包括 一基材； 一非金屬反射層位于該基材的表面上；以及一發(fā)光二 極管(LED)結(jié)構(gòu)形成于該非金屬反射層之上。
本發(fā)明另提供一種發(fā)光二極管(LED)元件，包括 一基材； 一反射結(jié)構(gòu) 位于該基材的第一側(cè)，其中該反射結(jié)構(gòu)包括至少一第一材料與一第二材料，其中該第一材料與該第二材料具有不同的折射率且為非金屬；以及一發(fā)光二 極管(LED)結(jié)構(gòu)形成于該反射結(jié)構(gòu)之上。
本發(fā)明又提供一種發(fā)光二極管(LED)元件的制造方法，包括提供一第 一基材；形成一反射結(jié)構(gòu)于該第一基材之上，其中該反射結(jié)構(gòu)為一非金屬結(jié) 構(gòu)；以及形成一發(fā)光二極管(LED)結(jié)構(gòu)位于該反射結(jié)構(gòu)之上。
本發(fā)明可以很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提高LED結(jié)構(gòu)的發(fā)光 效率。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉 出較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1 圖2為一系列剖面圖，用以說(shuō)明本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管的工 藝步驟。
圖3~圖5為一系列剖面圖，用以說(shuō)明本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光二極管的 工藝步驟。
圖6~圖8為一系列剖面圖，用以說(shuō)明本發(fā)明又一實(shí)施例的發(fā)光二極管的 工藝步驟。
上述附圖中的附圖標(biāo)記說(shuō)明如下
100 LED元件
102 ~基材
104 ~非金屬反射層
110~第一非金屬層
112~第二非金屬層
202 LED結(jié)構(gòu)
210 下方LED層
212 發(fā)光層
214 ~上方LED層
300 LED元件
302 ~基材
404 非金屬反射層406 ~晶種層 410-高孔隙度硅層 412-低孔隙度硅層 502 LED結(jié)構(gòu) 600 LED元件 602 ~第一基材 604 ~第二基材 606 ~ LED結(jié)構(gòu) 608 ~金屬層 610 ~非金屬反射器 612 ~散熱孔
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳述如下。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)可知本發(fā) 明所提供的許多發(fā)明概念，其可以最廣的變化據(jù)以實(shí)施，此外，本文所述的 特殊實(shí)施例僅用于舉例說(shuō)明，并非用以限定本發(fā)明所保護(hù)的范圍。
本發(fā)明提供一種LED元件與其制造方法。本發(fā)明顯示工藝較佳實(shí)施例 的中間過(guò)程，此處須注意的是，此處顯示本發(fā)明所需的工藝步驟，也可以進(jìn) 行其他工藝。本發(fā)明的各種附圖與顯示的實(shí)施例中，類似的元件使用類似的 元件符號(hào)。
圖1與圖2顯示本發(fā)明的一實(shí)施例，其顯示形成具有非金屬反射層的發(fā) 光二極管(LED)的各種中間工藝步驟。請(qǐng)參見(jiàn)圖1， LED元件IOO具有基材 102與形成于其上的非金屬反射層104?；?02較佳為塊狀半導(dǎo)體基材， 可摻雜或未摻雜，且較佳具有(lll)的表面晶向。此處須注意的是，雖然本發(fā) 明的實(shí)施例使用塊狀的硅基材，但也可以使用其他基材。例如，絕緣層上覆 硅(SOI)基材、藍(lán)寶石基材(sapphire)、碳化硅(SiC)基材或其他類似的基材。 此外，雖然基材較佳具有(lll)的表面晶向，但也可以使用其他晶向的基材， 例如(100)和(110)表面晶向。
非金屬反射層104包括多對(duì)彼此交替排列且具有不同的折射率 (refractive indice)的非金屬材料層。舉例而言，圖1顯示第一非金屬層110形
6成于基材102之上，以及第二非金屬層112形成于第一金屬層110之上，其 中第一金屬層IIO與第二金屬層112由具有不同折射率(refractive indices)的 不同材料所組成。非金屬反射層104較佳具有至少三對(duì)第一非金屬層110與 第二非金屬層112，但更佳為約5對(duì)至20對(duì)。
每一層的較佳厚度取決于欲反射光的波長(zhǎng)與材料的折射率(refractive index)。在一實(shí)施例中，各層的厚度遵守下列式子。
nidi = md2 = X/4
其中m為第一非金屬層110的折射率；
Ch為第一非金屬層110的厚度； n2為第二非金屬層112的折射率； d2為第二非金屬層112的厚度；以及 入為欲反射的光的波長(zhǎng)。
在一實(shí)施例中，交替的第一非金屬層110和第二非金屬層112由交替的 硅(Si)和碳化硅(SiC)組成。對(duì)于波長(zhǎng)460 nm ~ 480nm的光，硅層的折射率 (refractive index)為約4.1，而碳化硅層的折射率(refractive index)約2.7。由交 替的高折射率材料與低折射率材料組成的非金屬反射層104提供一高度反射 結(jié)構(gòu)。硅層與碳化硅層可以利用任何合適的方法制備而得，包括外延工藝， 例如分子束外延法(molecular-beam epitaxy, MBE)、化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)、 氧4七物氣相夕卜延》去(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、液相外延法(liquid phase epitaxy, LPE)或其他類似的方法。
第一非金屬層110與第二非金屬層112可視需要地?fù)诫s摻質(zhì)，以提供導(dǎo) 電的非金屬反射層。當(dāng)制備垂直式LED元件時(shí)，需要能夠?qū)щ姷姆墙饘俜?射層，以沿著基材102的底部形成與LED結(jié)構(gòu)底層的電性接觸。在一實(shí)施 例中，其中第一非金屬層110和第二非金屬層112包括交替的硅和碳化硅。 且假設(shè)LED結(jié)構(gòu)上方為p型(p-up)，其中硅層可以摻雜n型摻質(zhì)，例如磷或 砷，通過(guò)注入或原位摻雜(in situ)進(jìn)行摻雜，摻雜后的濃度為約1016~1021 atoms/cm3，且碳化硅層可以摻雜n型摻雜物，例如磷或砷，通過(guò)注入或原位 摻雜(insitu)進(jìn)行摻雜，摻雜后的濃度為約1016~1021 atoms/cm3。
在另一實(shí)施例中，第一非金屬層110與第二非金屬層112可以由交替的 硅和硅化鍺(SixG"x)所組成，其中x大于約0.5。在此實(shí)施例中，對(duì)于波長(zhǎng)460nm 480nm的光，硅層的折射率為約4.1，而硅化鍺(SixGel-x)層的折射 率為約4.2。在此實(shí)施例中，硅層與硅化鍺(SixGe")層可由任何適合的方法制 備而得，包括外延成長(zhǎng)工藝，例如分子束外延法(molecular-beam epitaxy, MBE)、化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)、氫化物氣相外延法 (hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、液相夕卜延》去(liquid phase epitaxy, LPE) 或其他類似的方法。假設(shè)LED結(jié)構(gòu)上方為p型，其中硅層可以摻雜n型摻 雜物，例如磷或砷，通過(guò)注入或原位摻雜(insitu)進(jìn)行摻雜，摻雜后的濃度為 約1016~1021 atoms/cm3，且碳化硅層可以摻雜n型摻雜物，例如磷或砷，通 過(guò)注入或原位摻雜(insitu)進(jìn)行摻雜，摻雜后的為約1016 1021atoms/cm3。
在另一實(shí)施例中，第一非金屬層110與第二非金屬層112可以由交替的 硅國(guó)硅化鍺(Si(SixGei-x))和碳化硅(SixCi-x)所組成，其中x大于約0.95。在此實(shí) 施例中，對(duì)于波長(zhǎng)460nm 480nm的光，硅層的折射率為約4.1，而碳化硅 (SixCi-x)層的折射率約小于硅層的值。在此實(shí)施例中，硅-硅化鍺(Si(SixGei-x))
層和碳化硅(Sixd-x)層可由任何適合的方法制備而得，包括外延成長(zhǎng)工藝，例
如分子束外延法(molecular-beam epitaxy, MBE)、化學(xué)氣相沉積法(chemical vapor deposition, CVD)、 氧l七物氣相夕卜延》去(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、液相外延法(liquid phase epitaxy, LPE)或其他類似的方法。假設(shè)LED 結(jié)構(gòu)上方為p型，其中硅-硅化鍺(Si(SixGe"x))層可以摻雜n型摻雜物，例如 磷或砷，通過(guò)注入或原位摻雜(insitu)進(jìn)行摻雜，摻雜后的濃度為約1016~1021 atoms/cm3，且碳化硅(SixCi-x)層可以摻雜n型摻雜物，例如磷或砷，通過(guò)注 入或原位摻雜(insitu)進(jìn)行摻雜，摻雜后的濃度為約1016 1021 atoms/cm3。
在又另一實(shí)施例中，第一非金屬層110與第二非金屬層112可以由交替 的碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)所組成。在此實(shí)施例中，對(duì)于波長(zhǎng)460 nm ~ 480nm的光，碳化硅層的折射率為約2.7，而氮化鎵層的折射率為約2.4-2.5。 在此實(shí)施例中，碳化硅層(SiC)可由任何外延成長(zhǎng)工藝制備而得，且通過(guò)注入 或原位摻雜(in situ)進(jìn)行摻雜，摻雜后的濃度為約1016~1021atoms/cm3。而氮 化鎵層可由任何外延成長(zhǎng)工藝制備而得，且通過(guò)注入或原位摻雜(in situ)進(jìn)行 摻雜，摻雜后的濃度為約1016~1021atoms/cm3。
圖2為L(zhǎng)ED元件100，其中LED結(jié)構(gòu)202形成于非金屬反射層104之 上。LED結(jié)構(gòu)202可包括適用于特定應(yīng)用的LED結(jié)構(gòu)。 一般而言，LED結(jié)構(gòu)202包括一形成于基材102表面的下方LED層210。下方LED層210較
佳由m-v族化合物摻雜第一導(dǎo)電類型的摻質(zhì)所組成。舉例來(lái)說(shuō)，可使用具有
n型導(dǎo)電性的III-氮族化合物，如n-氮化鎵(GaN)。由n-氮化鎵(GaN)組成的下 方LED層210可由任何選擇性外延成長(zhǎng)工藝制備而得，例如分子束外延法 (molecular-beam epitaxy, MBE)、 金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉禾只法(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)、氧化物氣相夕卜延^去(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、液相外延法(liquid phase epitaxy, LPE)或其他類似的方法。也 可使用其他III-氮族化合物，例如氮化鎵(GaN)、氮化銦(InN)、氮化鋁(AIN)、 氮化銦鎵(InxGa(i-x)N)、氮化鋁鎵(AlxGa(i-x)N)、氮化鋁銦鎵(AlJnyGa(i-x-y)N)或
類似之化合物。另外，也可使用其他類型的in-v化合物。
發(fā)光層(light-emitting layer)212(有時(shí)候也稱為有源層(active layer))形成于 下方LED層210之上。發(fā)光層212可包括同質(zhì)結(jié)(homojunction)、異質(zhì)結(jié) (heterojunction)、 單量子阱(single-quantum well, SQW)、 多重量子阱 (multiple-quantum well, MQW)或類似的結(jié)構(gòu)。在一示范實(shí)施例中，發(fā)光層212 包括未摻雜的n型氮化鎵銦(GaxInyN(i-x-力)。在另一實(shí)施例中，發(fā)光層212包
括其他常用的材料，例如氮化鋁銦鎵(AlxInyG印-x-y)N)。在另一實(shí)施例中，發(fā)
光層212可為多重量子阱，其包括多重量子阱(例如氮化銦鎵(InGaN))和阻擋 層(例如氮化鎵)以交替的形式配置。其形成方法包括前述的金屬有機(jī)化學(xué)氣 相沉禾只》去(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD)、分子束夕卜延》去 (molecular-beam epitaxy, MBE)、 氫化物氣相夕卜延、法(hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、液相外延法(liquid phase epitaxy, LPE)或其他合適的CVD方 法。
上方LED層214配置于發(fā)光層212之上。上方LED層214較佳由III-氮族化合物摻雜第二導(dǎo)電類型(相對(duì)于第一導(dǎo)電類型)的摻質(zhì)所組成，例如p-氮化鎵(GaN)，其形成方法類似于下方LED層210。
此處應(yīng)注意的是，為了舉例說(shuō)明，上述提供的是一般LED結(jié)構(gòu)的概要 圖。但為了其他特定應(yīng)用的需求，也可存在其他層，例如緩沖層/成核層(buffer /nucleation layer)、被覆層/接觸層(cladding/contact layer)或其他類似的層。再 者，此處需注意的是，上述的層狀構(gòu)造雖然被稱為單一層，但也可以是由相 同或不同材料組成的多層構(gòu)造。例如，下方LED層和上方LED層可各自包括一層或多層接觸層及被覆層，這些層狀構(gòu)造可能由相同或不同材料所組
成。LED結(jié)構(gòu)也可能隨著使用材料的類型與應(yīng)用的目的而改變其結(jié)構(gòu)。故可 預(yù)期許多LED結(jié)構(gòu)種類皆能夠應(yīng)用于本發(fā)明的含有非金屬反射層的實(shí)施例 中。
此處須注意的是，上述工藝是假設(shè)LED結(jié)構(gòu)上方為p型。在此實(shí)施例 中，下方LED層210摻雜n型摻質(zhì)。因此，在此實(shí)施例中，非金屬反射層 104經(jīng)摻雜后變成n型導(dǎo)電層。本發(fā)明其他實(shí)施例中，使用LED結(jié)構(gòu)上方為 n型，而下方LED層210、非金屬反射層104，和/或基材102可摻雜成為p 型導(dǎo)電層，而上方LED層104摻雜成為n型導(dǎo)電層。
由此可知，上述實(shí)施例的特征在于使用非金屬反射層。已知利用非金屬 反射層能降低被基材吸收的光，進(jìn)而增加LED元件的發(fā)光效率(effidency)。 使用的材料，例如此處所揭示的材料，也改善低波長(zhǎng)的反射率，特別是波長(zhǎng) 小于500nm的光。
圖3至圖5顯示本發(fā)明的另一實(shí)施例，說(shuō)明形成具有非金屬反射層的 LED元件300的各個(gè)中間工藝步驟。在此實(shí)施例中，基材302，類似于圖1 所述的基材102，其厚度至少大于最終需要的基材厚度加上非金屬反射層的 厚度。在某些需要導(dǎo)電基材的實(shí)施例中，例如垂直式LED元件，可對(duì)基材 進(jìn)行摻雜。
請(qǐng)參見(jiàn)圖4，非金屬反射層404由交替的高孔隙度(high-porosity)硅層410 與低孔隙度(low-porosity)硅層412所組成。高孔隙度硅層與低孔隙度硅層可 由例如電化學(xué)陽(yáng)極法(electro-chemical anodization process)形成，其利用氫氟 酸(重量百分比約20。/。)與乙醇(ethylic alcohol)作為電解質(zhì)，設(shè)定于1 mA/cm2 至200 mA/ci^之間的交替陽(yáng)極電流密度而制得。此工藝可得到30 %孔隙度 與95 %孔隙度相互交替的硅層。
對(duì)于波長(zhǎng)460 nm至480 nm的光，30 %孔隙度的硅層的折射率為約 2.69，而95 %孔隙度的硅層的折射率為約1.06。如上所述，高折射率材料 與低折射率材料交替的層狀構(gòu)造，導(dǎo)致撞擊到層狀構(gòu)造交界面的光被反射。
圖4顯示本發(fā)明實(shí)施例的另一可供選擇的步驟，其為形成晶種層406于 非金屬反射層404之上。晶種層406可提供一較佳的表面，以利于后續(xù)利用 外延工藝于其表面上形成LED結(jié)構(gòu)。晶種層406較佳的形成方式為外延成
10長(zhǎng)硅，也可使用其他化合物，例如硅化鍺(SiGe)、碳化硅(SiC)或其他類似的 化合物。
在一實(shí)施例中，硅的晶種層406利用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制得，其于 溫度600。C 110(TC，壓力為1 torr 760 torr的氫氣環(huán)境下進(jìn)行。如果形成晶 種層406時(shí)，晶種層406較佳的厚度小于約反射光波長(zhǎng)的1/4乘以晶種層406 的折射率(refractiveindex)。因?yàn)楣钑?huì)吸收一些光，因此硅的晶種層較佳保持 后續(xù)形成LED結(jié)構(gòu)的外延成長(zhǎng)工藝所需的最小厚度。也可使用其他的工藝， 例如遠(yuǎn)距等離子體輔助化學(xué)氣相沉積(remote plasma-enhanced chemical vapor deposition, RPCVD)、分子束外延法(molecular-beam epitaxy, MBE)、金屬有機(jī) 物氣相外延法(metal organic phase epitaxy, MOPE)、氫化物氣相外延法 (hydride vapor phase epitaxy, HVPE)、液相夕卜延法(liquid phase epitaxy, LPE) 或其他類似的方法。
之后，如圖5所示，形成LED結(jié)構(gòu)502。 LED結(jié)構(gòu)502類似于LED結(jié) 構(gòu)202，其中類似的元件使用類似之標(biāo)號(hào)。
圖6與圖7顯示本發(fā)明另一實(shí)施例，為形成具有非金屬反射層的LED 元件600的各個(gè)中間工藝步驟。如上所述，非金屬反射層，例如非金屬反射 層104和404，其包括多對(duì)的反射層，且最佳大于10對(duì)。當(dāng)交替材料之間具 有較大的折射率差異時(shí)，對(duì)的數(shù)目也可以減少，例如硅/二氧化硅(Si02)、 二 氧化硅/二氧化鉿(SiO2/HfO2)或二氧化硅/二氧化鈦(SiO2/TiO2)。對(duì)于波長(zhǎng)為 460nm至480nm的光，硅的折射率為約4，而二氧化硅、二氧化鉿(Hf02)、 二氧化鈦(Ti02)的折射率各自為約1.46、 1.94和3.0。折射率的差異越大時(shí)， 能降低對(duì)的數(shù)目，較佳可降低至4對(duì)。然而，于非外延層之上外延成長(zhǎng)LED 結(jié)構(gòu)是有困難的，因此較佳的方法是將含有非外延層的非金屬反射層與LED 結(jié)構(gòu)分別形成，此形成方法在下文中將會(huì)有更詳細(xì)的探討。
首先請(qǐng)參見(jiàn)圖6，圖中所示為第一基材602之上形成LED結(jié)構(gòu)606。LED 結(jié)構(gòu)606也可以為任何適合的LED結(jié)構(gòu)，例如LED結(jié)構(gòu)202，其中類似的 元件使用類似的符號(hào)。圖6也顯示選擇性(optkmal)形成的金屬層608。選擇 性形成的金屬層608較佳具有與LED結(jié)構(gòu)606上層相同的導(dǎo)電類型。例如， 在一實(shí)施例中，上方LED層214為p型時(shí)，則選擇性的金屬層608較佳由p 型金屬組成，例如鎳/金(Ni/Au)、氧化銦錫(ITO)或類似的金屬。在另一實(shí)施例中，上方LED層214為n型時(shí)，而選擇性的金屬層608較佳由n型金屬 組成，例如鈦/金(Ti/Au)、鈦/鋁(Ti/Al)或類似的金屬。
一非金屬反射器(non-metallic reflector)610形成于第二基材604上，其較 佳使用具有較大折射率(refractiveindex)差異的材料，例如硅和二氧化硅。非 金屬反射器610可由任何適合的反射結(jié)構(gòu)所組成，例如分散式布拉格反射器 (distributed Bragg reflector, DBR)、全方位反射器(omni-directional reflector, ODR)或類似的結(jié)構(gòu)。適合的非金屬反射器包括如圖1至圖5所述的結(jié)構(gòu)， 且包括交替的硅層和二氧化硅層。
第二基材604較佳為導(dǎo)熱基材，例如硅基材、金屬基材、陶瓷基材或類 似的基材。在某些實(shí)施例中，應(yīng)注意的是，需要設(shè)置散熱孔(thermalvias)612 穿過(guò)非金屬反射器610。在某些實(shí)施例中，特別是使用較低導(dǎo)熱性質(zhì)的二氧 化硅層時(shí)，散熱孔612提供一散熱機(jī)制，當(dāng)基材于后續(xù)步驟被接合之后，可 使熱從LED結(jié)構(gòu)606中散出。散熱孔612可利用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所熟 知的光刻工藝(photolithography techniques)制得。
圖7顯示本發(fā)明的一實(shí)施例，其顯示將第二基材604接合至LED結(jié)構(gòu) 606上。第二基材604可通過(guò)導(dǎo)熱材料，例如金(Au)、鎳(Ni)、銅(Cu)或類似 的材料接合至LED結(jié)構(gòu)606。
之后，如圖8所示，LED結(jié)構(gòu)606附著至第二基材604之后，即可將第 一基材602(請(qǐng)參見(jiàn)圖7)與之分離。第一基材602較佳具有一由不同材料組成 的單層，例如埋藏氧化層(buried oxide， BOX)或多孔隙度層(porous)?？梢允?用機(jī)械分離工藝(mechanical detach process),例如水刀工藝(water jet process) 或化學(xué)蝕刻工藝，將基材602從LED結(jié)構(gòu)606中除去或分離。此不同材料 組成的單層將有助于以機(jī)械和/或化學(xué)工藝分離第一基材602。
接著，進(jìn)行后續(xù)工藝以完成LED元件。舉例而言，分別形成電性接觸(前 側(cè)和/或后側(cè)接觸)至第一接觸與第二接觸層、也可形成保護(hù)層，并進(jìn)行LED 元件切割(dice)與封裝(package)。
雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明， 任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可 作任意的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求所界定的 范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管元件，包括一基材；一非金屬反射層位于該基材的表面上；以及一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)形成于該非金屬反射層之上。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件，其中該非金屬反射層包括交替 的一第一材料與一第二材料，其中該第一材料與該第二材料各自為一非金屬 材料。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件，其中該非金屬反射層包括交替 的硅與硅化鍺、硅與碳化硅、硅化鍺與碳化硅或碳化硅與氮化鎵。
4. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件，其中該非金屬反射層包括二氧 化硅。
5. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件，其中該非金屬反射層包括交替 的高孔隙度硅層與低孔隙度硅層。
6. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件，其中該非金屬反射層包括全方 位反射器。
7. 如權(quán) 利要求1所述的發(fā)光二極管元件，其中該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)為垂直 式LED。
8. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管元件，還包括散熱孔延伸穿過(guò)該反射 結(jié)構(gòu)。
9. 一種發(fā)光二極管元件的制造方法，包括 提供一第一基材；形成一反射結(jié)構(gòu)于該第一基材之上，其中該反射結(jié)構(gòu)為一非金屬結(jié)構(gòu)；以及形成一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)位于該反射結(jié)構(gòu)之上。
10. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制造方法，其中形成該發(fā)光 二極管結(jié)構(gòu)包括形成該發(fā)光二極管于一第二基材之上； 接合該發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)至該反射結(jié)構(gòu)；以及 移除該第二基材。
11. 如權(quán)利要求io所述的發(fā)光二極管元件的制造方法，其中該反射結(jié)構(gòu)包括二氧化硅。
12. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制造方法，其中形成該反射 結(jié)構(gòu)包括形成交替的一第一非金屬層與一第二非金屬層。
13. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制造方法，其中形成該反射 結(jié)構(gòu)包括形成交替的高孔隙度硅層與低孔隙度硅層。
14. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制造方法，其中該反射結(jié)構(gòu) 包括一全方位反射器。
15. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管元件的制造方法，其中該反射結(jié)構(gòu) 包括交替的硅與硅化鍺、硅與碳化硅、硅化鍺與碳化硅或碳化硅與氮化鎵。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管元件及其制造方法。該LED具有一基材，一反射結(jié)構(gòu)形成于基材之上，與一LED結(jié)構(gòu)形成于反射結(jié)構(gòu)之上。此反射結(jié)構(gòu)由非金屬材料所組成。在一實(shí)施例中，反射結(jié)構(gòu)由交替的、具有不同折射率的非金屬材料所阻成。在另一實(shí)施例中，反射結(jié)構(gòu)由交替的高孔隙度硅層與低孔隙度硅層所組成。在又一實(shí)施例中，反射結(jié)構(gòu)由二氧化硅所組成，其可使用較少層的反射層。反射結(jié)構(gòu)可以直接形成于與LED結(jié)構(gòu)相同的基材上，或者是分別形成反射結(jié)構(gòu)與LED結(jié)構(gòu)，之后再將反射結(jié)構(gòu)接合至LED結(jié)構(gòu)。本發(fā)明可以很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提高LED結(jié)構(gòu)的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101656286SQ20091014112
公開(kāi)日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者余振華, 邱文智, 陳鼎元 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司