[发明专利]半导体发光元件及其制作方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种发光元件及其制作方法，且特别是关于一种半导体发光元件及其制作方法。

背景技术

随着光电技术的进步，发光二极管(light-emitting diode，LED)的制作与应用已渐趋成熟。由于发光二极管具有低污染、低功率消耗、反应时间(response time)短、使用寿命长等优点，已广泛应用于各式光源或照明领域，例如交通标志、户外看板及显示器背光源等，使发光二极管日渐成为备受瞩目的光电产业之一。

一般而言，发光二极管的电极配置方式可分为水平配置与垂直配置，其中水平配置是指第一与第二电极配置在发光二极管磊晶结构的同一侧，而垂直配置是指第一与第二电极分别配置在发光二极管磊晶结构的相对两侧。具体而言，在电极呈水平配置的发光二极管结构中，现有发光二极管的制作方法是在基板上形成第一态掺杂半导体层，例如是N型半导体层，再在其上相继形成发光层以及第二态掺杂半导体层，例如是P型半导体层，接着，通过垂直方向的蚀刻移除部分N型半导体层、发光层以及第二态掺杂半导体层，并在P型半导体层与N型半导体层上分别配置第一电极与第二电极。电流经由P型半导体流向N型半导体时，由于电流过于集中在此两电极之间的一小部分区域中，除了导致所发出的光不均匀之外，亦使得因电流通过所产生的热量过于集中，进而导致发光二极管散热不易而容易损坏，且容易导致发光二极管的发光效率下降。另外，由于垂直方向的蚀刻所移除的表面为垂直表面，容易造成发光二极管所发出的光在半导体发光元件里面全反射导致光取出率下降。

发明内容

本发明提供一种半导体发光元件及其制作方法，其具有高光取出率。

本发明的一实施例提供一种半导体发光元件，包括基板、第一态掺杂半导体层、发光层、第二态掺杂半导体层以及光学微结构层。第一态掺杂半导体层配置在基板上，包括一基底部与一平台部，该基底部具有一上表面，且平台部配置在基底部的上表面上。发光层配置在第一态掺杂半导体层上。第二态掺杂半导体层配置在发光层上。光学微结构层嵌埋在第一态掺杂半导体层中。

本发明的另一实施例提供一种半导体发光元件的制作方法，包括下列步骤。提供基板；在基板上成长第一态掺杂半导体材料，以形成第一态掺杂半导体的基底部；在第一态掺杂半导体的基底部上形成图案化成长阻绝层，使图案化成长阻绝层覆盖第一态掺杂半导体层的第二部分，且暴露出第一态掺杂半导体层的第一部分；在第一部分上继续成长第一态掺杂半导体材料，以形成第一态掺杂半导体的平台部；在第一态掺杂半导体的平台部上形成发光层；在发光层上形成第二态掺杂半导体层。

基于上述，本发明的实施例通过改变第一态掺杂半导体层的形状与结构，例如是提供第一态掺杂半导体层倾斜的平台部，以降低发光二极管所发出的光在半导体发光元件里面全反射导致光取出率下降的机率，借此提升光取出率。又或者是提供嵌埋在平台部中的光学微结构层，以改变出光特性。在本发明的实施例中，由于在第一态掺杂半导体的基底部上形成图案化成长阻绝层以阻绝部分第一态掺杂半导体材料的成长，因此可以不用通过整面成长第一态掺杂半导体层然后再以蚀刻的方式来形成第一态掺杂半导体的平台部，而是可以直接在部分区域上直接形成第一态掺杂半导体的平台部、发光层及第二态掺杂半导体层。如此一来，便可有效降低第一态掺杂半导体的平台部、发光层及第二态掺杂半导体层的应力，进而提升第一态掺杂半导体的平台部、发光层及第二态掺杂半导体层的磊晶品质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1A至图1F绘示为本发明一实施例的半导体发光元件的制作流程的剖面示意图；

图2为本发明的一实施例的半导体发光元件的俯视示意图；

图3至图6绘示图1F的光学微结构层的各种变化的俯视示意图；

图7为本发明的一实施例所提出的半导体发光元件的剖面示意图；

图8为本发明的另一实施例所提出的半导体发光元件的剖面示意图；

图9绘示图1F的光学微结构层的另一变化的俯视示意图；

图10绘示图1F的光学微结构层的其他变化的俯视示意图；

图11为本发明的另一实施例所提出的半导体发光元件的剖面示意图。

附图标记说明：

100：半导体发光元件；

110：基板；

120：第一态掺杂半导体的基底部；

120a：第一部分；

120b：第二部分；

121：第一态掺杂半导体的平台部；