發(fā)光二極管與其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)光二極管是一種能夠?qū)㈦娏鬓D(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體發(fā)光裝置。作為一種光源，發(fā) 光二極管具有低能量消耗、使用壽命長、體積小、反應(yīng)速度快等優(yōu)點。因此，發(fā)光二極管已經(jīng) 逐漸取代白識燈等傳統(tǒng)照明裝置。
[0003] 然而，發(fā)光二極管的發(fā)光效率可能會受到一些因素的影響，其中一個因素是存在 于發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中的穿透位錯（Threading Dislocation)缺陷的多寡。穿透位錯缺陷通 常是在一種材料上外延成長另一種晶體材料時產(chǎn)生。由于兩種材料具有不同的晶格常數(shù)與 熱膨脹系數(shù)，因此兩種材料之間的晶格不匹配將在材料沉積時產(chǎn)生應(yīng)力，致使穿透位錯缺 陷的產(chǎn)生。若穿透位錯缺陷產(chǎn)生在發(fā)光二極管裝置的發(fā)光區(qū)，則發(fā)光二極管裝置的發(fā)光效 率將會降低，尤其是對于進入到微米尺度的發(fā)光二極管將會產(chǎn)生極大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個目的在于，提供一種發(fā)光二極管，從而提高現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管 的發(fā)光效率。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明一實施方式，提供一種發(fā)光二極管，其包含第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo)體 層、主動層、介電層W及電極。主動層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間，且主動層 具有至少一個穿透位錯燈虹eading Dislocation)。介電層設(shè)置在第二半導(dǎo)體層上，且介電 層具有至少一個第一開口，從而裸露出一部分的第二半導(dǎo)體層。穿透位錯在介電層上的正 投影與第一開口分開。電極部分設(shè)置在介電層上，且通過第一開口與第二半導(dǎo)體層電性禪 接。
[0006] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，發(fā)光二極管還包含：基板，其上具有至少一個錯位誘導(dǎo) 功能結(jié)構(gòu)，其中穿透位錯從錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)上成形。
[0007] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，基板為圖案化的藍寶石基板，且錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)為位 于藍寶石基板上的圖案。
[0008] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，基板與基板上的緩沖層或第一半導(dǎo)體層之間具有因晶 格不匹配而產(chǎn)生的錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)。
[0009] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)設(shè) 置在基板上，且兩個相鄰的錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的間距為0. 5微米至20微米。
[0010] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)設(shè) 置在基板上，且兩個相鄰的錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的間距為3微米。
[0011] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)設(shè) 置在基板上，且錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)大致等距排列。
[0012] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)設(shè) 置在基板上，且錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)非等距排列。
[0013] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量為多個，兩個相鄰的錯位誘導(dǎo) 功能結(jié)構(gòu)之間定義為山谷區(qū)，且穿透位錯在基板上的正投影與山谷區(qū)至少部分重疊。
[0014] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，主動層具有第一區(qū)與第二區(qū)，第一區(qū)具有第一穿透位錯 密度，第二區(qū)具有第二穿透位錯密度，第一穿透位錯密度大于第二穿透位錯密度，且第一區(qū) 在基板上的正投影與錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)分開。
[0015] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的形狀為長條形、圓錐形或是多角 形。
[0016] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，主動層具有第一區(qū)與第二區(qū)，第一區(qū)具有第一穿透位錯 密度，第二區(qū)具有第二穿透位錯密度，第一穿透位錯密度大于第二穿透位錯密度，且第一區(qū) 在介電層上的正投影與第一開口分開。
[0017] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，第一開口具有第一直徑，第一直徑為0. 1微米至20微 米。
[0018] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，第一開口具有第一直徑，第一直徑為0. 1微米至2微米。
[0019] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，介電層具有至少一個第二開口，第二開口具有第二直 徑，第二直徑為10微米至20微米，且穿透位錯在介電層上的正投影與第二開口至少部分重 畳。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，提供一種發(fā)光二極管，其包含第一半導(dǎo)體層、第二半導(dǎo) 體層、主動層、介電層W及電極。主動層設(shè)置在第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層之間，且具有 第一區(qū)與第二區(qū)，其中第一區(qū)具有第一穿透位錯密度，第二區(qū)具有第二穿透位錯密度，且第 一穿透位錯密度大于第二穿透位錯密度。介電層設(shè)置在第二半導(dǎo)體層上，且具有至少一個 開口，從而裸露出一部分的第二半導(dǎo)體層。第二區(qū)在介電層上的正投影與開口至少部分重 疊。電極部分設(shè)置在介電層上，且通過開口與第二半導(dǎo)體層電性禪接。
[0021] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，發(fā)光二極管還包含：基板，其具有至少一個錯位誘導(dǎo)功 能結(jié)構(gòu)，其中開口在基板上的正投影與錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)至少部分重疊。
[0022] 開口定義了電極與第二半導(dǎo)體層的接觸區(qū)域位置與大小。當發(fā)光二極管為順向偏 壓時，載流子自電極與第二半導(dǎo)體層的接觸介面流至第一半導(dǎo)體層與第二半導(dǎo)體層的銜接 處。因為穿透位錯在介電層上的正投影與開口分開，多數(shù)電子空穴將會復(fù)合在具有較低穿 透位錯密度的區(qū)域。于是，發(fā)光二極管的發(fā)光效率得W改善。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明另一實施方式，一種發(fā)光二極管的制造方法包含W下步驟：
[0024] 1.在基板上形成第一半導(dǎo)體層，其中基板具有至少一個錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu) (Dislocation-InducingFeature)〇
[00巧]2.在第一半導(dǎo)體層上形成主動層，其中主動層具有至少一個穿透位錯，且穿透位 錯從錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)上成形。
[0026] 3.在主動層上形成第二半導(dǎo)體層。
[0027] 4.在第二半導(dǎo)體層上形成介電層。
[0028] 5.在介電層中形成至少一個開口，其中穿透位錯在介電層上的正投影與開口分 開。
[0029] 6.形成部分設(shè)置在介電層上的電極，其中電極通過開口與第二半導(dǎo)體層電性禪 接。
[0030] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，發(fā)光二極管的制造方法還包含：在基板上形成至少一個 對位標記；其中形成開口的步驟還包含通過對位標記將開口與錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)對齊。
[0031] 優(yōu)選地，上述技術(shù)方案中，發(fā)光二極管的制造方法還包含：移除基板。
[0032] 通過在基板上形成錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)，因而在第一半導(dǎo)體層形成于基板上時使張 應(yīng)力（Tensile Stress)較容易伴隨在錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生。因此，穿透位錯將會傾向 從錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)上成形，且由于張應(yīng)力，穿透位錯將會傾斜延伸。當穿透位錯延伸至主 動層時，穿透位錯在介電層上的正投影與開口分開。于是，發(fā)光二極管的發(fā)光效率得W改 善。
【附圖說明】
[0033] 圖1為依照本發(fā)明第一實施方式的發(fā)光二極管的剖面圖。
[0034] 圖2為依照本發(fā)明第二實施方式的發(fā)光二極管的剖面圖。
[0035] 圖3為依照本發(fā)明第=實施方式的基板與錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0036] 圖4為依照本發(fā)明第四實施方式的基板與錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的剖面圖。
[0037] 圖5為依照本發(fā)明第五實施方式的多個錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0038] 圖6為依照本發(fā)明第六實施方式的多個錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0039] 圖7為依照本發(fā)明第屯實施方式的多個錯位誘導(dǎo)功能結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0040] 圖8為依照本發(fā)明第八實施方式的發(fā)光二極管的平面圖。
[0041] 圖9為依照本發(fā)明第九實施方式的發(fā)光二極管的平面圖。
[0042] 圖10為依照本發(fā)明第十實施方式的發(fā)光二極管的平面圖。
[0043] 圖11為圖2的制作發(fā)光二極管在進行剝離步驟時的剖面圖。
[0044] 圖12為依照本發(fā)明第十實施方式的具有對位標記的基板的剖面圖。
[0045] 圖13為依照本發(fā)明第十一實施方式的發(fā)光二極管的平面圖。
【具體實施方式】
[0046] W下將W附圖公開本發(fā)明的多個實施方式，為明確說明起見，許多具體的細節(jié)將 在W下敘述中一并說明。然而，應(yīng)了解到，運些具體的細節(jié)不應(yīng)用W限制本發(fā)明。也就是說， 在本發(fā)明部分實施方式中，運些具體的細節(jié)是非必要的。此外，為簡化附圖起見，一些現(xiàn)有 慣用的結(jié)構(gòu)與元件在附圖中將W簡單示意的方式表示。
[0047] 關(guān)于本文中所使用的"約"、"大約"或"大致約"一般通常指數(shù)值的誤差或范圍約百 分之二十W內(nèi)，較好地是約百分之十W內(nèi)，而更佳