半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其包括：緩沖層、第一光反射層、第一電性半導(dǎo)體層、發(fā)光層、保護(hù)結(jié)構(gòu)與黏著層。其中第一電性半導(dǎo)體層位于緩沖層與發(fā)光層之間。第一光反射層位于第一電性半導(dǎo)體層與緩沖層之間。保護(hù)結(jié)構(gòu)位于第一光反射層與緩沖層之間。此外黏著層位于第一電性半導(dǎo)體層與保護(hù)結(jié)構(gòu)之間，以提升元件可靠度。
【專利說(shuō)明】半導(dǎo)體發(fā)光元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體元件【技術(shù)領(lǐng)域】，且特別是有關(guān)于一種半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的氮化鎵基發(fā)光二極管元件，利用具有發(fā)光層之氮化鎵基半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的一背面形成金屬光反射層，以提升發(fā)光層之出光效率。而一般用來(lái)形成金屬光反射層之材料為銀等金屬元素。然而金屬光反射層容易因后續(xù)制程中，高溫或高濕度的制程環(huán)境，而使得其中的銀離子產(chǎn)生遷移(migration)現(xiàn)象，并導(dǎo)致金屬光反射層的反射效率降低。
[0003]因此有現(xiàn)有技術(shù)便提出，利用于金屬光反射層之周圍設(shè)置保護(hù)結(jié)構(gòu)之手段，用來(lái)解決所述問(wèn)題。但傳統(tǒng)之保護(hù)結(jié)構(gòu)一般以金屬氧化物為其材料，即使保護(hù)結(jié)構(gòu)可避免銀離子遷移與氧化問(wèn)題，但傳統(tǒng)保護(hù)結(jié)構(gòu)之材料與金屬光反射層之間的黏著度不佳，卻因而降低了發(fā)光二極管元件的可靠度。
[0004]因此，有必要提供改進(jìn)的技術(shù)方案以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的主要技術(shù)問(wèn)題是提升半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠度。
[0006]為解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其包括:緩沖層、第一光反射層、第一電性半導(dǎo)體層、發(fā)光層、保護(hù)結(jié)構(gòu)與黏著層。所述第一電性半導(dǎo)體層位于緩沖層與發(fā)光層之間。所述第一光反射層位于第一電性半導(dǎo)體層與緩沖層之間。所述保護(hù)結(jié)構(gòu)位于第一光反射層與緩沖層之間。所述黏著層位于第一電性半導(dǎo)體層與保護(hù)結(jié)構(gòu)之間。
[0007]本發(fā)明是利用設(shè)置黏著層于第一電性半導(dǎo)體層與緩沖層之間，以提升保護(hù)結(jié)構(gòu)與第一光反射層之間的接合強(qiáng)度，以及提升保護(hù)結(jié)構(gòu)與第一電性半導(dǎo)體層之間的接合強(qiáng)度，以解決傳統(tǒng)之半導(dǎo)體發(fā)光元件其可靠度不佳的問(wèn)題。
[0008]通過(guò)以下參考附圖的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的其它方面和特征變得明顯。但是應(yīng)當(dāng)知道，所述附圖僅僅為解釋的目的設(shè)計(jì)，而不是作為本發(fā)明的范圍的限定，這是因?yàn)槠鋺?yīng)當(dāng)參考附加的權(quán)利要求。還應(yīng)當(dāng)知道，除非另外指出，不必要依比例繪制附圖，它們僅僅力圖概念地說(shuō)明此處描述的結(jié)構(gòu)和流程。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0009]下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0010]圖1為本發(fā)明之一實(shí)施例之半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明之另一實(shí)施例之半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為使本發(fā)明的所述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明。[0013]需要說(shuō)明的是，為了圖示的清楚起見(jiàn)，本發(fā)明的附圖僅顯示了與本發(fā)明的創(chuàng)作點(diǎn)相關(guān)的結(jié)構(gòu)特征，而對(duì)于其他的結(jié)構(gòu)特征則進(jìn)行了省略。
[0014]圖1為本發(fā)明之一實(shí)施例之半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D1，本發(fā)明之半導(dǎo)體發(fā)光元件100包括:第一電極層182、基板110、結(jié)合層120、緩沖層130、保護(hù)結(jié)構(gòu)140、黏著層150、第一光反射層160、第一電性半導(dǎo)體層172、發(fā)光層174、第二電性半導(dǎo)體層176、與第二電極層184。
[0015]基板110與結(jié)合層120位于第一電極層182與緩沖層130之間。基板110的一側(cè)與第一電極層182接觸，基板110的相對(duì)另一側(cè)與結(jié)合層120接觸，且結(jié)合層120之遠(yuǎn)離基板110的一側(cè)則與緩沖層130接觸。結(jié)合層120以黏合基板110與緩沖層130，其材質(zhì)例如是鈦(Ti)/金(Au)/銦(In)之多層結(jié)構(gòu)?；?10為永久基板。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，基板110為具有導(dǎo)電性的娃基板，第一電極層182為P型電極。
[0016]第一電性半導(dǎo)體層172位于緩沖層130與發(fā)光層174之間。第一光反射層160位于第一電性半導(dǎo)體層172與緩沖層130之間，用來(lái)反射來(lái)自發(fā)光層174所發(fā)射的光線。此外第二電性半導(dǎo)體層176位于發(fā)光層174之遠(yuǎn)離第一電性半導(dǎo)體層172的一側(cè)。在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，第一電性半導(dǎo)體層172為P型氮化鎵半導(dǎo)體層，第二電性半導(dǎo)體層176為N型氮化鎵半導(dǎo)體層。第二電極層184位于部分第二電性半導(dǎo)體層176之遠(yuǎn)離發(fā)光層174的一側(cè)，且第二電極層184例如是N型電極。值得一提的是，第二電性半導(dǎo)體層176之遠(yuǎn)離發(fā)光層174的一側(cè)例如是粗糙表面，以增加出光散射量。此外，緩沖層130是選自具有導(dǎo)電性且穩(wěn)定性良好的金屬材質(zhì)，且其熱膨脹是數(shù)介于氮化鎵及硅之間，用來(lái)作為氮化鎵半導(dǎo)體層與硅基板之間的緩沖膜層，其材質(zhì)例如是由鈦、鎢、鉬、鎳、鋁或鈦鎢其中之二所組成之多層結(jié)構(gòu)。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施方式中，第一光反射層160的材質(zhì)例如是銀/鈦鎢/鉬合金鍍膜，其中銀的厚度例如是100-300奈米，鈦鎢的厚度例如是200-300奈米，鉬的厚度例如是小于500奈米。在本發(fā)明的另一實(shí)施方式中，第一光反射層160的材質(zhì)可以是銀/鈦/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鎳合金鍍膜或銀/鎳合金`鍍膜，其中銀的厚度為200-300奈米，鈦的厚度為200-300奈米，鉬或鎳的厚度小于500奈米。第一光反射層160的材質(zhì)可以為選自銀、鋁、鎳或其他金屬元素其中之一。
[0018]保護(hù)結(jié)構(gòu)140位于第一光反射層160與緩沖層130之間。在一較佳實(shí)施例中，部分第一光反射層160與部分緩沖層130接觸，而保護(hù)結(jié)構(gòu)140環(huán)繞于第一光反射層160周圍。保護(hù)結(jié)構(gòu)140與緩沖層130以共同保護(hù)第一光反射層160,以避免第一光反射層160在后續(xù)制程中被氧化，也可避免第一光反射層160中的金屬在高電流操作時(shí)被析出。如此可維持第一光反射層160的反射率,并使得來(lái)自發(fā)光層174的光線可以被第一光反射層160充分得反射，以提升半導(dǎo)體發(fā)光元件100的出光效率及電性穩(wěn)定。保護(hù)結(jié)構(gòu)140的材質(zhì)可選自二氧化鈦、二氧化硅、氮化硅、三氧化二鋁、氧化銦錫或分布布拉格反射材料(DBR)其中之一或其組合，其具有穩(wěn)定、不易改變物性等特性，且保護(hù)結(jié)構(gòu)140的厚度為200奈米。
[0019]黏著層150位于第一電性半導(dǎo)體層172與保護(hù)結(jié)構(gòu)140之間，且位于第一光反射層160與保護(hù)結(jié)構(gòu)140之間。即，部分第一光反射層160、部分保護(hù)結(jié)構(gòu)140以及部分第一電性半導(dǎo)體層172分別與黏著層150接觸。黏著層之材質(zhì)選自鈦鎢、鈦、鋁其中之一。黏著層150以提升保護(hù)結(jié)構(gòu)140與第一光反射層160之間的接合強(qiáng)度，也可提升保護(hù)結(jié)構(gòu)140與第一電性半導(dǎo)體層172之間的接合強(qiáng)度，如此可相對(duì)提升半導(dǎo)體發(fā)光元件100的可靠度。
[0020]圖2為本發(fā)明之另一實(shí)施例之半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參照?qǐng)D2，本發(fā)明之半導(dǎo)體發(fā)光元件200與半導(dǎo)體發(fā)光元件100相似，不同的是，半導(dǎo)體發(fā)光元件200還包括第二光反射層242。此外，半導(dǎo)體發(fā)光元件200與半導(dǎo)體發(fā)光元件100有相同的膜層，因此不再贅述。
[0021]第二光反射層242位于保護(hù)結(jié)構(gòu)140與緩沖層130之間，用來(lái)反射由發(fā)光層174所發(fā)射且入射至保護(hù)結(jié)構(gòu)140中之光線，避免發(fā)光層174所發(fā)出的光線從第一光反射層160邊緣的非光反射區(qū)(即黏著層150與保護(hù)結(jié)構(gòu)140)外漏，以提升發(fā)光層174的出光效率。第二光反射層242之材質(zhì)選自銀、招、鎳或其他金屬兀素其中之一,或銀/鈦鶴/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鎳合金鍍膜、銀/鎳合金鍍膜其中之一。
[0022]綜上所述，本發(fā)明是通過(guò)設(shè)置黏著層在第一電性半導(dǎo)體層與緩沖層之間，以提升保護(hù)結(jié)構(gòu)與第一光反射層之間的接合強(qiáng)度，并提升保護(hù)結(jié)構(gòu)與第一電性半導(dǎo)體層之間的接合強(qiáng)度，以解決傳統(tǒng)之半導(dǎo)體發(fā)光元件其可靠度不佳的問(wèn)題。
[0023]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用來(lái)限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明之保護(hù)范圍當(dāng)視后附之申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，包括: 緩沖層； 發(fā)光層; 第一電性半導(dǎo)體層，位于所述緩沖層與所述發(fā)光層之間； 第一光反射層，位于所述第一電性半導(dǎo)體層與所述緩沖層之間； 保護(hù)結(jié)構(gòu)，位于所述第一光反射層與所述緩沖層之間 '及 黏著層，位于所述第一電性半導(dǎo)體層與所述保護(hù)結(jié)構(gòu)之間。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，其中部分所述第一光反射層與部分所述緩沖層接觸，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)環(huán)繞所述第一光反射層周圍。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述黏著層位于所述第一光反射層與所述保護(hù)結(jié)構(gòu)之間。
4.如權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，其中部分所述第一光反射層、部分所述保護(hù)結(jié)構(gòu)以及部分所述第一電性半導(dǎo)體層分別與所述黏著層接觸。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件還包括第二光反射層，位于所述保護(hù)結(jié)構(gòu)與所述緩沖層之間。
6.如權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述第二光反射層的材質(zhì)選自銀(Ag)、鋁(Al)、鎳(Ni)或其他金屬元素其中之一，或銀/鈦鎢/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鎳合金鍍膜、銀/鎳合金鍍膜。
7.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述第一光反射層的材質(zhì)選自銀(Ag)、鋁(Al)、鎳(Ni)或其他金屬元素其中之一，或銀/鈦鎢/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鉬合金鍍膜、銀/鈦/鎳合金鍍膜、銀/鎳合金鍍膜。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述緩沖層是由鈦(Ti)、鎢(W)、鉬(Pt)、鎳(Ni)、鋁(Al)或鈦鎢(Tiff)其中的二種所組成的多層結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述保護(hù)結(jié)構(gòu)的材質(zhì)選自二氧化硅(SiO2)、二氧化鈦(TiO2)、氧化銦錫(SnInO)、氮化硅(SiN)、三氧化二鋁(Al2O3)或分布布拉格反射材料其中之一或其組合。
10.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述黏著層的材質(zhì)選自鈦鎢(TiW)、鈦(Ti)、鋁(Al)其中之一。
11.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述第一電性半導(dǎo)體層為一P型氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體層。
12.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體發(fā)光元件，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件還包括第二電性半導(dǎo)體層，其位于所述發(fā)光層的遠(yuǎn)離所述第一電性半導(dǎo)體層的一側(cè)，所述第二電性半導(dǎo)體層為N型氮化鎵(GaN)半導(dǎo)體層。
【文檔編號(hào)】H01L33/12GK103855261SQ201310005652
【公開(kāi)日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2013年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月4日
【發(fā)明者】顏偉昱, 周理評(píng), 陳復(fù)邦, 張智松 申請(qǐng)人:聯(lián)勝光電股份有限公司