[发明专利]半导体表面粗糙化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体表面粗糙化方法，尤其涉及一种增加内部量子效率的半导体表面粗糙化方法。

背景技术

由于发光二极管与传统灯泡比较具有绝对的优势，例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、发光时无显着的热问题、不含水银(没有污染问题)、发光效率佳(省电)等特性，且近几年来发光二极管的发光效率不断提升，因此发光二极管在某些领域已渐渐取代日光灯与白热灯泡。

图1显示为现有发光二极管的剖面示意图。其中，在基板102上依序形成n型半导体掺杂层104、发光层106、p型半导体掺杂层108，为求能提高发光二极管的光萃取效率，一般会将p型半导体掺杂层108表面粗糙化，以避免内部的全反射。而现有p型半导体掺杂层108粗糙化方法为在低温低压的条件下，使p型半导体掺杂层108表面生成凹凸构造110，但不幸的是，在此条件下却会使p型半导体掺杂层108成长的品质较差而出现缺陷112，导致内部量子效率下降，进而使发光二极管整体外部量子效率降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种半导体表面粗糙化方法，其可以增加内部量子效率。

本发明提出一种半导体表面粗糙化的制造方法，首先提供基板，在基板上形成第一型掺杂半导体层，并在第一型掺杂半导体层表面上形成发光层，接着于预定气压范围与预定温度范围内，在发光层表面沉积形成第二型掺杂半导体层。之后，继续于此预定气压范围与于此预定温度范围内，通入蚀刻气体与钝化气体至第二型掺杂半导体层表面达预定时间，以完成第二型掺杂半导体层表面的凹凸构造。

在本发明的一实施例中，上述基板可以是蓝宝石基板或碳化硅基板。

在本发明的一实施例中，上述第一型掺杂半导体层可为n型掺杂半导体层，而第二型掺杂层可为p型掺杂半导体层。

在本发明的一实施例中，上述第一型掺杂半导体层可为p型掺杂半导体层，而第二型掺杂层可为n型掺杂半导体层。

在本发明的一实施例中，上述发光层可为多量子阱结构层。

在本发明的一实施例中，上述那些掺杂半导体层可以分别为n型掺杂氮化镓(GaN)层与p型掺杂氮化镓(GaN)层，预定气压范围为300至700毫巴(mbar)，预定温度范围为摄氏850至1200度。

在本发明的一实施例中，上述蚀刻气体可为氢气(H₂)，钝化气体可为氨气(NH₃)或氮气(N₂)，预定时间的范围为10至120分钟。

在本发明的一实施例中，上述半导体表面粗糙化方法还可包含下列步骤：于预定时间结束后，再通入修补气体，修补气体可为三甲基镓(TMGa)气体或三乙基镓(TEGa)或三甲基铟(TMIn)。

在本发明的一实施例中，上述凹凸构造可为高低差达200至800纳米的三角锥状凹凸构造。

在本发明的一实施例中，上述第二型掺杂半导体层可以气相沉积所形成。

在本发明的半导体表面粗糙化制程中，是利用高温高压的条件，使第二型掺杂半导体层的致密度较低温低压形成时好，以提升内部量子效率。形成第二型掺杂半导体层后，再以蚀刻气体进行蚀刻将其表面粗糙化，使第二型掺杂半导体层表面生成凹凸构造以增加光萃取效率。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1显示为现有发光二极管的剖面示意图。

图2A、2B为本发明的一实施例中半导体表面粗糙化制程的剖面示意图。

附图标记：

102、208：基板

104：n型半导体掺杂层

106、212：发光层

108：p型半导体掺杂层

110、216：凹凸构造

112：缺陷

202：蚀刻气体

204：钝化气体

206：修补气体

210：第一型掺杂半导体层

214：第二型掺杂半导体层

具体实施方式