專(zhuān)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(hào)志、數(shù)據(jù)儲(chǔ)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(huì)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?yàn)楦叻瓷渎实慕饘賹优c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(wèn)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(shí)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(shí)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(gè)六角孔穴，以增進(jìn)光摘出效率。
另一實(shí)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(shí)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(shí)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(gè)六角孔穴與自第二表面向下延伸的第二多個(gè)六角孔穴，以增進(jìn)光摘出效率。
另一實(shí)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)體層以裸露第一半導(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IA為依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的剖面圖。
圖IB為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的剖面圖。
圖IC為依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的剖面圖。
圖2A為依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的剖面圖。
圖2B為依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的剖面圖。
圖2C為依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例的剖面圖。
圖3為依據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)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(shuō)明
基板: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(gè)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(gè)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(shí)施方式
如圖IA所示，高效率發(fā)光裝置I包含基板10 ;反射層11形成于基板10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， 以及較遠(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(jī)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?yàn)榈谝坏蛥^(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(jī)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(jī)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 I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%ο
在外延工藝中通過(guò)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(lèi)周期性或任意的圖案。因?yàn)榈谝桓邊^(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(gè)凸部與/或多個(gè)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)、娃(Si)、磷化碘(IP)、硒化鋅(ZnSe)、氮化招(AlN)、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(LiGaO2)、鋁酸鋰(LiAlO2)或上述材料的組合。反射層11可為銦(In)、錫(Sn)、鋁 (Al)、金(Au)、鉬(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈦(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(guò)氟環(huán)丁烷(PFCB)、環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)、 聚亞酰胺(PI)、氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、氮化硅(SiNx)、旋涂玻璃(SOG)、氧化銦錫 (ITO)、氧化鎂(MgO)、銦(In)、錫(Sn)、鋁(Al)、金(Au)、鉬(Pt)、鋅(Zn)、銀(Ag)、鈦(Ti)、 鉛(Pb)、鈀(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(PdIn)、有機(jī)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，例如為磷化鋁鎵銦(AlGaInP)、氮化鋁(AlN)、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I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?；?0、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(gè)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IB所示，另一實(shí)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(guò)，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(jī)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(guò)氟環(huán)丁烷(PFCB)、環(huán)氧樹(shù)脂 (Epoxy)、丙烯酸樹(shù)脂(Acrylic Resin)、環(huán)烯烴聚合物(C0C)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、 聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物 (Fluorocarbon Polymer)、娃膠(Silicone)、玻璃(Glass)、氧化招(Al2O3)、氮化娃(SiNx)、 氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、絕緣材料或上述材料的組合。因?yàn)榈谝浑娏髯钃鯇?6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(méi)有通過(guò)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(méi)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(jī)率下降。第一電流擴(kuò)散層17可將電流均勻地?cái)U(kuò)散向第二半導(dǎo)體層15，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(ΑΤ0)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)或上述材料的組合。
如圖IC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(gè)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 "I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(shuō)明可參考美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案「發(fā)光裝置」，案號(hào)11/160，354， 申請(qǐng)日為6/21/2005,作為本申請(qǐng)的參考文獻(xiàn)。
如圖2Α所不，另一實(shí)施例中，聞效率發(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(jī)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?yàn)榈谝坏蛥^(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232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(jī)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(jī)率較高。此外，自第一高區(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 I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表面積的比例低于30%。
在外延工藝中通過(guò)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(lèi)周期性或任意的圖案。因?yàn)榈谝桓邊^(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(gè)凸部與/或多個(gè)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以裸露第二表面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。基板20、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(gè)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(shí)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(guò)，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(jī)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(guò)，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(jī)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、苯并環(huán)丁烯(BCB)、過(guò)氟環(huán)丁燒(PFCB)、環(huán)氧樹(shù)脂(Epoxy)、丙烯酸樹(shù)脂(Acrylic Resin)、環(huán)烯烴聚合物(C0C)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酸亞胺(Polyetherimide)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、娃膠(Silicone)、玻璃 (Glass)、氧化鋁(Al2O3)、氮化硅(SiNx)、氧化硅(SiO2)、氧化鈦(TiO2)、絕緣材料或上述材料的組合。因?yàn)榈谝浑娏髯钃鯇?6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(méi)有通過(guò)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(méi)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(jī)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?cái)U(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(ΑΤ0)、 氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(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(gè)六角孔穴254與自第二表面231向下延伸的第二多個(gè)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，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(shuō)明可參考美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案「發(fā)光裝置」，案號(hào)11/160，354，申請(qǐng)日為6/21/2005，作為本申請(qǐng)的參考文獻(xiàn)。
如圖3所示，另一實(shí)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以裸露第一半導(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 I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(lèi)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(gè)六角孔穴254與自第二表面231向下延伸的第二多個(gè)六角孔穴234。詳細(xì)說(shuō)明可參考美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)案「發(fā)光裝置」， 案號(hào)11/160，354，申請(qǐng)日為6/21/2005，作為本申請(qǐng)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(cè)或光感測(cè)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(jī)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(H3PO4)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(shí)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8區(qū)域232之間的高度差約為100納米 I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(shí)施例僅為例示性說(shuō)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(duì)上述實(shí)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.發(fā)光裝置，包含半導(dǎo)體疊層，其包含第一半導(dǎo)體層；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，其中該第一半導(dǎo)體層及該第二半導(dǎo)體層中至少其一包含一表面，該表面具有非凹陷區(qū)域及較該非凹陷區(qū)下凹的凹陷區(qū)域；以及電流阻擋層，形成于該凹陷區(qū)域之上。
2.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中該非凹陷區(qū)域包含一非平整表面，該非平整表面選自由多個(gè)六角孔穴、多個(gè)凸部及多個(gè)凹部所構(gòu)成的組。
3.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中該凹陷區(qū)域的表面粗糙度小于該非凹陷區(qū)域的表面粗糙度。
4.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，還包含基板及位于該半導(dǎo)體疊層及該基板間的黏結(jié)層。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)光裝置，還包含反射層位于該半導(dǎo)體疊層及該基板之間。
6.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中該非凹陷區(qū)域與該凹陷區(qū)域間的高度差是100納米 I微米。
7.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中該凹陷區(qū)域包含平整表面。
8.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，還包含電流擴(kuò)散層，形成于該電流阻擋層之上。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光裝置，還包含電極，形成于該電流擴(kuò)散層之上，且位于該凹陷區(qū)域的上方。
10.如權(quán)利要求I所述的發(fā)光裝置，其中該凹陷區(qū)域具有一反射率，該反射率至少為鋁反射鏡的反射率的70%以上。
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(hào)H01L33/10GK102931304SQ20121045696
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)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, 歐震 申請(qǐng)人:晶元光電股份有限公司