[发明专利]一种发光元件

说明书

本公开提供了一种发光元件，包括由下而上利用磊晶技术依序形成有：基底、分布式布拉格反射镜层、下披覆层、主动层、上披覆层及窗口层；其中，分布式布拉格反射镜层具有复数个子分布式布拉格反射镜层而称为多阶分布式布拉格反射镜层，复数个子分布式布拉格反射镜层彼此之间的厚度不同。彼此之间厚度不同的复数个子分布式布拉格反射镜层的组合可以扩展分布式布拉格反射镜层停止带80％高度的波长区间，使得多阶分布式布拉格反射镜层的停止带80％高度的波长区间比使用单阶分布式布拉格反射镜层(只有一个子分布式布拉格反射镜层)的传统发光元件还宽，而使得本发明发光元件的发光总能量及光通量提高。

技术领域

本发明涉及发光半导体元件技术领域，具体为一种发光元件。

背景技术

发光元件通常包含发光二极管(Light-emitting diode，LED)及激光二极管(Laser Diode，LD)，尤其LED属于发散光源，发光元件是利用磊晶技术在半导体底材上形成由p-n接面或p-i-n接面，以达到发光的目的。请参照图1，在现有技术中，发光元件是由磊晶形成，其结构由下而上依序包括：基底(Substate)1、分布式布拉格反射镜(distributedBragg reflector，DBR)层2、下披覆层(lower cladding layer)3、主动层(active layer)4、上披覆层(upper cladding layer)5及窗口层(window layer)6，在基底(Substate)1下则为下电极(electrode)8，至于在窗口层6之上则形成上电极7。一般而言在对上电极7及下电极8通电之后由主动层4所产生的光，一部分会朝着窗口层6的方向辐射而使发光元件发光。然而另一部份由主动层4所产生的光会自主动层4朝DBR层2辐射，此时透过DBR层2的反射作用将光线反射朝主动层4及窗口层6方向并穿出窗口层6幅射而形成发光，因而提高发光元件的发光强度及发光效率。

通常DBR层2是由复数个堆栈对(pair)重复堆栈所构成，每一个堆栈对包括上层和下层，在复数个堆栈对中的每一个上层都具有相同的厚度，而每一个下层也同样具有相同的厚度，而通常上层的厚度与下层的厚度不相同。即是说，复数个堆栈对中的每一个堆栈对都具有相同的厚度。除了所使用材料的因素之外，前述上层的厚度、下层的厚度及堆栈对的厚度，决定了DBR层2反射来自主动层4的光的设计波长(target wavelength)。请参照图2，其中图2(a)是前述传统发光元件操作过程中的主动层4的发光强度及发光波长范围，此发光波长范围(介于585nm至685nm之间，峰值波长为635nm)可以由左至右区分为依次相邻的短波长范围A(585nm至610nm之间)、主波长范围B(610nm至660nm之间)及长波长范围C(660nm至685nm之间)；图2(b)则是前述传统发光元件操作过程中的DBR层2的反射能力光谱图，显然地，高反射率的停止带(stop band)D只对应于主波长范围B，而短波长范围A及长波长范围C并不会被DBR层2反射往窗口层6，而前述设计波长(635nm)通常是约位于停止带D中央的波长。

前述DBR层2之中的每一个堆栈对都具有相同的厚度，则此DBR层2可以被称为单阶DBR层。因此，就使用单阶DBR层的前述传统发光元件而言，其在窗口层6所测得的发光总能量(total power)并不包含短波长范围A及长波长范围C的能量。即是说，使用单阶DBR层的传统发光元件损失了短波长范围A及长波长范围C的发光能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光元件，以解决上述背景技术中提出的技术问题。

为实现上述目的，根据本发公开的一个方面，提供了一种发光元件，所述发光元件包括：基底；分布式布拉格反射镜层，所述分布式布拉格反射镜层设置于所述基底的上方；下披覆层，所述下披覆层设置于所述分布式布拉格反射镜层的上方；主动层，所述主动层设置于所述下披覆层的上方；上披覆层，所述上披覆层设置于所述主动层的上方；窗口层，所述窗口层设置于所述上披覆层的上方；其中，所述分布式布拉格反射镜层具有复数个子分布式布拉格反射镜层，复数个所述子分布式布拉格反射镜层彼此之间的厚度不同。