具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，應(yīng)用于一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管包含依序堆疊的一N型電極、一N型半導(dǎo)體層、一發(fā)光層與一P型半導(dǎo)體層、一反射鏡、一緩沖層、一結(jié)合層、一永久基板與一P型電極，其中該P型半導(dǎo)體層與該反射鏡之間設(shè)置一本質(zhì)半導(dǎo)體層，且該本質(zhì)半導(dǎo)體層擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素與該反射鏡的材料元素，據(jù)此本發(fā)明藉由擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素與該反射鏡的材料元素的該本質(zhì)半導(dǎo)體層可以形成歐姆接觸，讓該反射鏡與該P型半導(dǎo)體層之間具有良好電性接觸，以提升發(fā)光效率而滿足使用上的需求。
【專利說明】具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明系有關(guān)發(fā)光二極管，特別是指具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light Emitting Diode ;LED),具有輕薄短小、省電等特性，已廣泛的應(yīng)用于照明、交通號志、廣告招牌等等，其主要由半導(dǎo)體材料多重磊晶堆疊而成，以藍(lán)光發(fā)光二極管為例，其主要是氮化鎵基(GaN-based)磊晶薄膜組成。
[0003]請參閱圖1所示，為一種現(xiàn)有垂直式發(fā)光二極管，其包含組成三明治結(jié)構(gòu)的一 N型半導(dǎo)體層1、一發(fā)光層2與一 P型半導(dǎo)體層3，該P型半導(dǎo)體層3之下依序設(shè)置一反射鏡4 (Mirror layer)、一緩沖層5 (buffer layer)、一結(jié)合層6、一娃基板7與一P型電極8,而該N型半導(dǎo)體層I的表面可以粗化處理以增加光出射率，并供設(shè)置一 N型電極9，據(jù)此于該N型電極9與該P型電極8施予電壓后，該N型半導(dǎo)體層I提供電子，而該P型半導(dǎo)體層3提供電洞，該電子與該電洞于該發(fā)光層2結(jié)合后即可產(chǎn)生光。
[0004]且為了增加光取出率，可以讓該N型半導(dǎo)體層I的表面粗化處理而形成一不規(guī)則表面1A，而該N型電極9為直接形成于該不規(guī)則表面IA上，據(jù)此即可避免全反射的產(chǎn)生。
[0005]又現(xiàn)有發(fā)光層2所產(chǎn)生的激發(fā)光，是沒有方向性的，因此為了增加亮度，需導(dǎo)引激發(fā)光朝同一方向射出，現(xiàn)有反射鏡4的設(shè)置即可達(dá)成此一目標(biāo)，然而現(xiàn)有藉由設(shè)置反射鏡4的雖可達(dá)到導(dǎo)引激發(fā)光的目標(biāo)，然而現(xiàn)有反射鏡4的材質(zhì)為銀所制成，銀與該P型半導(dǎo)體層3的電性接觸不佳，會導(dǎo)致接觸阻抗升高，而降低發(fā)光效率，且現(xiàn)有技術(shù)于制作反射鏡層時使用濺鍍的方式，而濺鍍使用高能電漿的方式將預(yù)鍍金屬游離并沾附到目標(biāo)物上，此時使用的高能電漿會破壞氮化鎵與鎂的鍵結(jié)因而導(dǎo)致接觸阻抗升高，而降低發(fā)光效率。
[0006]請再一并參閱圖2所示，現(xiàn)有技術(shù)為了解決此一問題，會于該反射鏡4與該P型半導(dǎo)體層3之間設(shè)置一層薄薄的鎳層3A，其可以形成歐姆接觸，而解決接觸阻抗升高的問題，然而鎳層3A具有吸光的特性，其會直接吸收激發(fā)光，而導(dǎo)致亮度降低，同樣會導(dǎo)致降低發(fā)光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的在于揭露一種具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，以降低接觸抵抗，提高發(fā)光效率。
[0008]經(jīng)由以上可知，為達(dá)上述目的，本發(fā)明為一種具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，應(yīng)用于一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管含依序堆疊的一 N型電極、一 N型半導(dǎo)體層、一發(fā)光層、一 P型半導(dǎo)體層、一反射鏡、一緩沖層、一結(jié)合層、一永久基板與一 P型電極，且該P型半導(dǎo)體層與該反射鏡之間設(shè)置一本質(zhì)半導(dǎo)體層，且該本質(zhì)半導(dǎo)體層擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素與該反射鏡的材料元素。
[0009]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該P型半導(dǎo)體層為氮化鎵摻雜鎂，且該P型半導(dǎo)體層包含一第一 P型半導(dǎo)體層與一第二 P型半導(dǎo)體層。[0010]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該第一 P型半導(dǎo)體層摻雜鎂元素的原子數(shù)目為1E18，而該第二 P型半導(dǎo)體層摻雜鎂元素的原子數(shù)目為1E20。
[0011]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該反射鏡使用銀。
[0012]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該N型半導(dǎo)體層包含一第一 N型半導(dǎo)體層與一第二 N型半導(dǎo)體層。
[0013]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該緩沖層為選自鈦、鎢、鉬、鎳、鋁與鉻所組成的群組制成。
[0014]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該結(jié)合層為選自金錫合金、金銦合金與金鉛合金的任一種制成。
[0015]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該永久基板為選自硅基板、銅基板、銅鎢基板、氮化鋁基板與氮化鈦基板的任一種制成。
[0016]所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其中，該本質(zhì)半導(dǎo)體層為氮化銦鎵，該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素為鎂，而該反射鏡的材料元素為銀。
[0017]據(jù)此，藉由擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素與該反射鏡的材料元素的該本質(zhì)半導(dǎo)體層可以于該P型半導(dǎo)體層與該反射鏡之間形成歐姆接觸，亦即可以讓該反射鏡與該P型半導(dǎo)體層之間具良好電性接觸，其可以提升發(fā)光效率，而滿足使用上的需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1，為現(xiàn)有發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)圖；
[0019]圖2，為現(xiàn)有另一發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3，為本發(fā)明二極管結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖4A，為本發(fā)明本質(zhì)半導(dǎo)體層擴(kuò)散主視圖；
[0022]圖4B，為本發(fā)明本質(zhì)半導(dǎo)體層擴(kuò)散后視圖。
【具體實施方式】
[0023]茲有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)以實施例來作進(jìn)一步說明，但應(yīng)了解的是，這些實施例僅為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實施的限制。
[0024]請參閱圖3所示，為本發(fā)明的實施例，本發(fā)明為一種具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，應(yīng)用于一發(fā)光二極管100,該發(fā)光二極管100包含依序堆疊的一 N型電極10、一 N型半導(dǎo)體層20、一發(fā)光層30、一 P型半導(dǎo)體層40、一反射鏡50、一緩沖層60、一結(jié)合層70、一永久基板80與一 P型電極90。
[0025]請再一并參閱圖4A與圖4B所不，其中該P型半導(dǎo)體層40與該反射鏡50之間設(shè)置一本質(zhì)半導(dǎo)體層45，且該本質(zhì)半導(dǎo)體層45擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層40的摻雜元素41與該反射鏡50的材料元素51，其中該本質(zhì)半導(dǎo)體層45可以選用氮化銦鎵(InGaN)，而該P型半導(dǎo)體層40的摻雜元素41可以選用鎂(Mg)，該反射鏡50的材料元素51則可以選用銀(Ag)。
[0026]且該P型半導(dǎo)體層40可以為氮化鎵(GaN)摻雜鎂(Mg)，且包含一第一 P型半導(dǎo)體層401與一第二 P型半導(dǎo)體層402，并該第一 P型半導(dǎo)體層401摻雜鎂元素的原子數(shù)目為1E18 ;而該第二 P型半導(dǎo)體層402摻雜鎂元素的原子數(shù)目為1E20。
[0027]又要讓該P型半導(dǎo)體層40的摻雜元素41與該反射鏡50的材料元素51擴(kuò)散至該本質(zhì)半導(dǎo)體層45的技術(shù)手段，其中之一可以選用高溫回火的方式，其讓該本質(zhì)半導(dǎo)體層45與該反射鏡50依序堆疊至該P型半導(dǎo)體層40后，藉由加熱升溫至500°C ^SOO0C，并持續(xù)60分鐘(min)，如此，該P型半導(dǎo)體層40的摻雜元素41與該反射鏡50的材料元素51即會慢慢擴(kuò)散至該本質(zhì)半導(dǎo)體層45，而讓該本質(zhì)半導(dǎo)體層45擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層40的摻雜元素41與該反射鏡50的材料元素51 (如圖4B所示)。
[0028]又該N型半導(dǎo)體層20可以包含一第一 N型半導(dǎo)體層21與一第二 N型半導(dǎo)體層22，該第一 N型半導(dǎo)體層21與該第二 N型半導(dǎo)體層22具不同的摻雜濃度，以減少長晶過程中所產(chǎn)生的缺陷。且其中該緩沖層60可以為選自鈦、鎢、鉬、鎳、鋁與鉻所組成的群組制成，而具有相當(dāng)?shù)闹旅苄裕捎糜诟邷刂瞥虝r，阻擋離子擴(kuò)散而可避免離子擴(kuò)散破壞其他薄膜結(jié)構(gòu)，同時可做為應(yīng)力緩沖而釋放應(yīng)力。
[0029]該結(jié)合層70可以為選自金錫合金、金銦合金與金鉛合金的任一種制成，用于黏結(jié)該緩沖層60與該永久基板80。該永久基板80可以為選自娃基板、銅基板、銅鶴基板、氣化鋁基板與氮化鈦基板的任一種制成，其選擇散熱良好且不吸光的材質(zhì)，而可降低發(fā)光時的溫度，并提供光取出效率。
[0030]如上所述，本發(fā)明透過讓該本質(zhì)半導(dǎo)體層45擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層40的摻雜元素41與該反射鏡50的材料元素51的技術(shù)手段，可讓該本質(zhì)半導(dǎo)體層45于該P型半導(dǎo)體層40與該反射鏡50之間形成歐姆接觸，因而可大幅降低其接觸阻抗，亦即可以讓該反射鏡50與該P型半導(dǎo)體層40之間具良好電性接觸，其可以提升發(fā)光效率而滿足使用上的需求。
[0031]當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利`要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，應(yīng)用于一發(fā)光二極管，該發(fā)光二極管包含依序堆疊的一 N型電極、一 N型半導(dǎo)體層、一發(fā)光層、一 P型半導(dǎo)體層、一反射鏡、一緩沖層、一結(jié)合層、一永久基板與一 P型電極，其特征在于: 該P型半導(dǎo)體層與該反射鏡之間設(shè)置一本質(zhì)半導(dǎo)體層，且該本質(zhì)半導(dǎo)體層擴(kuò)散有該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素與該反射鏡的材料元素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該P型半導(dǎo)體層為氮化鎵摻雜鎂，且該P型半導(dǎo)體層包含一第一 P型半導(dǎo)體層與一第二 P型半導(dǎo)體層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一P型半導(dǎo)體層摻雜鎂元素的原子數(shù)目為1E18，而該第二 P型半導(dǎo)體層摻雜鎂元素的原子數(shù)目為 1E20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該反射鏡使用銀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該N型半導(dǎo)體層包含一第一 N型半導(dǎo)體層與一第二 N型半導(dǎo)體層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該緩沖層為選自鈦、鎢、鉬、鎳、鋁與鉻所組成的群組制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該結(jié)合層為選自金錫合金、金銦合金與金鉛合金的任一種制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該永久基板為選自硅基板、銅基板、銅鎢基板、氮化鋁基板與氮化鈦基板的任一種制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具良好電性接觸反射鏡的發(fā)光二極管，其特征在于，該本質(zhì)半導(dǎo)體層為氮化銦鎵，該P型半導(dǎo)體層的摻雜元素為鎂，而該反射鏡的材料元素為銀。
【文檔編號】H01L33/40GK103779474SQ201210394301
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月17日
【發(fā)明者】陳復(fù)邦, 顏偉昱, 張智松 申請人:聯(lián)勝光電股份有限公司