[发明专利]发光元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光元件及其制作方法，特别是涉及一种同时具有良好电流散布(current spreading)效果与高光摘出(light extraction)效率的发光二极管结构及其制作方法。

背景技术

由于发光二极管具有低耗电量、低散热量、操作寿命长、耐撞击、体积小、反应速度快、以及可发出稳定波长的色光等良好光电特性，因此常应用于家电、仪表的指示灯、光电产品的应用光源、以及光电通讯领域等。

在一般发光二极管结构中，为了使电极与其下的半导体结构有较低的接触电阻，会于其间形成接触层。当在接触层之上形成电极时，电极与接触层的界面具有较低的接触电阻而形成欧姆接触。接触层较其它半导体外延层，例如局限层(cladding layer)，具有较高的掺杂浓度。当接触层与电极之间形成欧姆接触时，发光二极管具有较低的顺向导通电压及较高的发光效率。发光二极管发光效率主要是内部量子效率和外部量子效率二者加成后的结果。一般而言，内部量子效率与材料本身特性及外延品质有关；外部量子效率即光摘出效率，与材料的折射率及表面平整度有关。为了提升光摘出效率，可利用外延技术直接成长表面粗化的接触层，当接触层表面形成为粗化表面时可减少由有源层发出的光产生全反射的机率，进而将光摘出效率提升30％以上。在接触层之上会再形成电流散布层以增加电流散布(current spreading)的效果，但若电流散布层表面不平坦时，电流散布效果会降低。

本发明实施例完成下述工艺步骤之后，再形成第一电极及第二电极，即完成发光元件。此发光元件可与其他元件，例如为封装载体或电路板，组合形成发光装置(light-emitting apparatus)。图5为已知的发光装置示意图，如图5所示，发光装置600包含次载体(sub-mount)60；位于上述次载体60上的焊料62(solder)；以及电性连接结构64。发光元件400通过焊料62将发光元件400粘结固定于次载体60上，并且发光元件400的第一电极56及第二电极66分别与电性连接结构64及次载体60形成电性连接。除了上述的次载体60，封装载体也可以是导线架(lead frame)或电路结构的镶嵌载体(mounting carrier)，以方便形成的发光装置的电路规划并提高其散热效果。

发明内容

本发明提供一种发光元件，具有表面局部粗化结构，该发光元件包括：半导体外延结构；接触层，位于该半导体外延结构之上，包含至少一粗化区域与一平坦区域；及电流散布层，位于该接触层之上，包含至少一粗化区域与一平坦区域，其中该接触层粗化区域与该电流散布层粗化区域大致上对应，该接触层平坦区域与该电流散布层平坦区域大致上对应。

根据本发明的实施例，该半导体外延结构包含选自镓、铝、铟、砷、磷、氮以及硅所构成群组的一种或一种以上的物质。

根据本发明的实施例，该半导体外延结构还包括第一电性半导体层，有源层，及第二电性半导体层。

根据本发明的实施例，该接触层还包括：平坦接触层，位于该半导体外延结构之上；及粗化接触层，位于该平坦接触层之上，包含至少一粗化区域与一平坦区域。

根据本发明的实施例，该电流散布层包括选自氧化铟锡(Indium Tin Oxide)、氧化铟(Indium Oxide)、氧化锡(Tin Oxide)、氧化镉锡(Cadmium Tin Oxide)、氧化锌(Zinc Oxide)、氧化镁(Magnesium Oxide)或氮化钛(Titanium Nitride)。

本发明还提供了一种制作发光元件的方法，该发光元件具有表面局部粗化结构，该方法包括：形成半导体外延结构；形成平坦接触层于该半导体外延结构之上；形成图案光致抗蚀剂层于该平坦接触层之上；形成粗化接触层于该平坦接触层未被该图案光致抗蚀剂层的覆盖区域上；及形成电流散布层于该粗化接触层之上，其中该电流散布层顺应该粗化接触层的表面型态而形成。

根据本发明的实施例，该方法还包括于形成该粗化接触层后移除该图案光致抗蚀剂层。

根据本发明的实施例，形成半导体外延结构还包括：形成第一电性半导体层；形成有源层位于该第一电性半导体层之上；及形成第二电性半导体层位于该活化层之上。

根据本发明的发光元件具有高光摘出效率和良好电流散布效果。

附图说明

图1～图3描述本发明第一实施例发光元件的工艺。

图4描述本发明第二实施例发光元件的结构。

图5描述已知的发光装置示意图。

附图标记说明

21：成长基板