专利名称：带有经粗化的高折射率表面层以便进行高度光提取的发光二极管的制作方法
面层以便进行高度光提取的发光二极管方法
技术领域：
本发明是关于发光二极管(LED)，且更特定言之，是关于用于提高对来自LED 之光的提取的新结构。背景技术：
发光二极管(LED)是一类将电能转换为光的重要固态装置，且通常包含一夹与 两相反摻杂层之间的半导体材料活性层。当将偏压施加至整个惨杂层上时，空穴及 电子被注入活性层中，在活性层中其再结合以产生光。光自活性层且自LED之所有 表面全向射出。近期，我们已对由以第III族氮化物为主的材料系统形成之LED抱有浓厚的兴 趣，因为其具有独特的材料特性组合，包括高击穿电场、宽带隙(室温下GaN的带 隙为3.36eV)，大导带偏移及高饱和电子漂移速度。掺杂层及活性层通常形成于可 由诸如硅(Si)、碳化硅(SiC)及蓝宝石(Al203)等不同材料制成的基板上。SiC晶圆通 常较佳，因为其具有与第ni族氮化物更加匹配的晶格，此导致具有更高品质的第III 族氮化物薄膜。SiC亦具有很高的热传导性，使得SiC上第III族氮化物装置的总输出 功率不受晶圆热阻的限制(如形成于蓝宝石或硅上的一些装置受限于此)。而且，半绝缘SiC晶圆的可用性为装置隔离及减少的寄生电容提供容量，使得商业装置成为 可能。SiC基板可自North Carolina, Durham的Cree Inc.购得，用于生产其之方法称述 于科学文献以及美国专利第Re. 34,861号；第4,946,547号及第5,200,022号中。在制造高效LED的过程中，对来自LED的光的有效提取是主要问题。对于常 规的具有单个外部耦合表面的LED，外部量子效率受来自LED之发射区域且穿过基 板的光的全内反射(TIR)限制。TIR可由LED的半导体与周围环境之间的折射率之间 的较大差值引起。具有SiC基板的LED具有相对较低的光提取效率，因为SiC的折射 率(大 7自活性区域的光线由其可自SiC基板传输至环氧树脂，且最终逃离LED封装的较小 的逃逸锥面。已开发不同方法来降低TIR并改良总的光提取，其中较受欢迎的一种为表面织 构化(texturing)。表面织构化通过提供变化表面，使光子有多个机会找到逃逸锥 面来提高光的逃逸概率。未找到逃逸锥面的光会继续经受TIR，且以不同的角度反 射出织构化表面，直至其找到逃逸锥面。表面织构化的益处已在若干文章中论述过。 [请参阅Windisch等人的Impact of Texture- Enhanced Transmission on High-Efficiency Surface Textured Light Emitting Diodes,美国应用物理快报(Appl. Phys. Lett.)第79巻第15号，2001年10月，第2316-2317页；Schnitzer等人的30% External Quantum Efficiency From Surface Textured, Thin Film Light Emitting Diodes,美国应用物理快报第64巻，第16号，1993年10月，第2174-2176页；Windisch 等人的Light Extraction Mechanisms in High- Efficiency Surface Textured Light Emming Diodes, IEEE学报量子电子中所选主题(IEEE Journal on Selected Topics), 第8巻，第2号，2002年3月/4月，第248-255页；Streubel等人的High Brightness AlGaNInP Light Emitting Diodes， IEEE学报量子电子中所选主题，第8巻，2002年3 月/4月号]。授予Cree Lighting公司之美国专利第6,410,942号揭示了LED结构，其包括形成 于第一布展层与第二布展层之间的一阵列电互连微LED。当将偏压施加至整个涂布 机上时，微LED发射光。来自该等微LED中之每一微LED的光在仅行进一较短的距 离后便达到一表面，藉此降低TIR。亦授予Cree Lighting公司之美国专利第6,657,236号揭示了用于通过使用以一 阵列形成之内部及外部光学元件而提髙LED中之光提取的结构。光学元件具有许多 不同形状，诸如半球形及棱锥形，且可置于LED各层的表面上或各层内。元件提供 可反射、折射或散射光的表面。
发明内容简要概括而言，本发明是针对于具有用于提供增加的光提取之区域的发光二 极管(LED)。在若干方面中之一方面中，本发明是关于一种LED，其包含一p型 材料层；一n型材料层；及一活性层，其位于该p型层与该n型层之间。LED亦包含一经粗化的透明材料层，其邻近该p型材料层及该n型材料层之一。本发明亦是关于一种具有以下层的LED: —p型材料层；一n型材料层； 一活 性层，其位于该p型层与该n型层之间；及一透明导电材料层，其邻近该p型材料层 及该n型材料层之一。该LED进一步包括一经粗化的透明材料层，其邻近该透明导 电层。在另一方面中，本发明是关于一种具有以下层的LED: —p型材料层；一n型 材料层； 一活性层，其位于该p型层与该n型层之间；及一金属导电材料层，其邻近 该p型材料层及该n型材料层之一。该LED亦包括一经粗化的透明材料层，其邻近该 金属材料层。在若干其他方面中，本发明是关于形成一LED之过程。 一过程包括生长一基 础LED结构，它包括一p型材料层、一n型材料层及一位于该p型层与该n型层之间的 活性层。该过程进一步包括在该p型材料层及该n型材料层之一附近沉积一透明材 料层，及粗化该透明材料层。形成一LED之另一过程包括生长一基础LED结构，它包括一p型材料层、一n 型材料层及一位于该p型层与该n型层之间的活性层。该过程亦包括在该p型材料 层及该n型材料层之一附近沉积一透明导电材料层，及在该透明导电材料层附近沉 积一透明材料层。该过程进一步包括粗化该透明材料层。形成一LED之另一过程包括生长一基础LED结构，它包括一p型材料层、一n 型材料层及一位于该p型层与该n型层之间的活性层。亦包括于此过程中的为在该 p型材料层及该n型材料层之一附近沉积一金属材料层，及在该金属材料层附近沉积 一透明材料层。该过程进一步包括粗化该透明材料层。本发明之此等及其他方面及优点将自以下详细说明及随附图式中显而易见， 其通过举例方式说明本发明之特征。
图1为具有一包括一经粗化的透明材料层的光提取区域之LED的P面朝上的剖视图；图2a-2伪图l之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括一 经粗化的透明材料层；图3a-3f为图l之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括一 经粗化的透明导电材料层；图4a-4伪图l之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括一 透明导电材料层及一经粗化的透明材料层；图5a-5伪图l之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括一 金属材料层及一经粗化的透明材料层；图6为具有一包括一经粗化的透明材料层的光提取区域之LED的n面朝上的剖视图；图7a-7d为图6之基础LED结构之制造过程的各个阶段的剖视图；图8a-8c为图6之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括一 经粗化的透明材料层；图9a-9c为图6之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括一 经粗化的透明导电材料层；图10a-10c为图6之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括 一透明导电材料层及一经粗化的透明材料层；及图lla-llc为图6之LED之制造过程的各个阶段的剖视图，其中光提取区域包括 一金属材料层及一经粗化的透明材料层。
具体实施方式本发明通过一直接沉积于具有一相关LED接点之LED表面上的经粗化的透明 材料层，来为发光二极管(LED)提供改良的光提取。该经粗化的透明材料层具有与 邻近该透明材料层之LED材料的折射率相近或大体相同的折射率。折射率的接近性 确保自LED发射出的大部分光将自LED材料穿过进入经粗化的透明材料层中。透明材料层可由具有高透明度的材料形成，且其厚度要允许经粗化的表面的 形成足以散射光且增加光提取。透明材料层可为导电材料，在该种状况下，LED 材料与相关LED接点之间的电连通是穿过透明层的。在根据本发明之一些实施例中，粗化层可由未必导电的高透明材料形成。在 此等状况下，LED材料与相关LED接点之间的电连通可通过LED接点与LED表面之 间的直接接触提供，或通过在经粗化的透明材料层与LED表面之间提供一额外导电材料层来提供。此额外层可为一诸如透明导电氧化物(TCO)材料层，或透明金属材料层之透明导电材料层。当导体材料用作LED接点的欧姆、电流散布接点时，额外 导电材料层的透明度通常不如经粗化的透明材料层的透明度高，且因此大体上比粗 化层薄。现请参看图式，且特定参看图l，图中显示了p面朝上的基础LED结构10，其 中包括一p型材料层12，一n型材料层14及一夹于该p型层与该n型层之间的活性材料 层16。将一经粗化的光提取区域18添加至基础LED结构，以形成一具有高度光提取 属性的LED。如下文所述，经粗化的光提取区域18可采用若干形式中之任一者。p 型接点20与光提取区域18相关联，而n型接点22与n型材料层相关联。该基础LED结构可由诸如以第III族氮化物为主之材料系统的不同材料系统制 成。第III族氮化物是指彼等在氮与周期表之第ni族中的元對通常为铝(AL)、钙(Ga) 及铟(In))之间形成的半导体化合物。该术语亦指三元及三重化合物，例如AlGaN及 AlInGaN。在一较佳实施例中，p型材料及n型材料为GaN，而活性材料为InGaN。 在替代实施例中，p型及n型材料可为AlGaN、 AlGaAs或AlGalnP。参看图2a，通过在基板30上生长p-GaN层24、 n-GaN层26及活性材料层28而形 成根据本发明之一高度光提取LED之实施例。如图所示，该n-GaN26邻近基板30， 活性材料28在n-GaN层26上，而p-GaN在活性材料28上。在其他实施例中，此等层 之次序可有所不同，其中p-GaN邻近基板30，而n-GaN层26作为顶层，其中活性材 料28位于两者之间。基板30可由许多材料制成，例如蓝宝石、碳化硅、氮化铝(A1N)、 GaN，其中 适当的基板为碳化硅的4H多型体，但亦可使用包括3C、 6H及15R多型体在内的其他碳化硅多型体。与蓝宝石相比，碳化硅具有与第m族氮化物更加匹配的晶格，且导致具有更高品质的第III族氮化物薄膜。碳化硅亦具有非常高的热传导，使得碳化 硅上之第III族氮化物装置的总输出功率不受基板的热消耗限制(如形成于蓝宝石上 之一些装置可将受限于此)。而且，碳化硅基板的可用性为装置隔离及减少的寄生电容提供容量，使得商业装置成为可能。SiC基板可自North Carolina, Durham的Cree Research Inc.购得，用于生产其之方法称述于科学文献以及美国专利第Re. 34,861 号；第4,946,547号及第5,200,022号中。在根据本发明之一实施例中，通过使用有机金属化学气相沉积法(MOCVD)在基板30上生长层24、层26及层28。如图2b中所示，亦较佳通过MOCVD直接在p型 层24之表面上沉积一透明材料层32。使用相同技术来沉积透明材料层32且生长基础 LED结构层24、 26及28是有利的，因为其通过使用一单个制造系统而提供增加的效 率及成本降低。其他沉积透明材料层32之方法包括溅镀及电子束沉积法。参看图2c，例如通过激光或化学蚀刻移除透明材料层32之一部分，且通过使 用此项技术中常规之技术邻近p-GaN层24之暴露部分形成一p型接点34。如图2d中 所示，接着通过使用例如用以建立图案之光刻与用以建立纹理之干式或湿式光电化 (PEC)蚀刻的组合来粗化透明材料层32。参看图2e及图2f，通过使用(例如)已知激光 剥离(LLO)过程来将基板30与n型层26分离且在n型层上形成n型接点(图2e)，或通过 在基板上形成n型接点(图2f)，而将n型接点36添加至LED中。若基板30是由诸如AlN 或蓝宝石之绝缘材料形成，则使用前一种形成方法。若基板30是由诸如SiC或GaN 之导电材料形成，则可使用后一种形成方法。与p型接点相同，n型接点是通过使用 此项技术中常规技术形成。在此配置中，LED之光提取区域18(图1)包括经粗化的透明材料层32。在一较 佳实施例中，选择具有与p型材料相近或大体相同之折射率的透明材料，使得穿过p 型层射向p型层与透明材料层之间的接面的光可穿过接面进入透明材料中，而不会 有显著反射。折射率之间的接近性的例示性定量度量为± .3。因此，例如，若p型 层之材料为GaN，其折射率大约为2.45(n ^ 2.45)，则透明材料之折射率可在2.15 与2.75之间。折射率在此范围内的可能材料包括氧化物材料，例如ZnO、MgO、In203、 Ti02、 PbO、 ZnSnO、 NiO及氧化铟锡(ITO)，以及其他材料，例如ZnS及CdS。透明材料层32可具有许多不同厚度，其典型厚度在1000至15，000埃(A)之范围 内，且较佳厚度为大约2,500 A。此等厚度允许形成具有尺寸足以提高度光提取之 几何特征的粗化表面。该等几何特征可包括(例如)棱锥形、半球形或六角锥形。 此等几何特征减少在材料/空间介面处的内部光反射，且将光向外散射。参看图3a，亦通过在基板46上生长p-GaN层40、 n-GaN层42及活性材料层44而 初始形成根据本发明之高度光提取LED的另一实施例，其中在不同实施例中层的次 序不同，且基板是上述多种不同材料。在一较佳实施例中，通过使用MOCVD在基 板46之任一侧上生长层40、层42及层44。如图3b中所示，亦较佳通过MOCVD在p 型层40之上表面上直接沉积一透明导电材料层48。沉积透明导电层48的其他方法包括溅镀及电子束沉积法。参看图3c，可邻近透明导电层48形成一p型接点50。如图3d中所示，通过使用 (例如)PEC蚀刻可接着粗化围绕p型接点50的透明导电层48。如图3e及图3f中所示， 通过使用LLO过程将基板46与n型层42分离且在n型层上形成n型接点(图3e)，或在 导电基板46之状况下，通过在基板上形成n型接点(图3f)，可将n型接点52添加至LED中。在此配置中，LED之光提取区域18(图1)包括经粗化的透明导电层48。与先前 所描述之实施例相同，透明导电层较佳由具有与p型层40之材料相近或大体相同的 折射率的材料形成。该等透明导电材料之实例包括(但不限于)透明导电氧化物 (TCO)，例如Ga20" InO、 ZnO、 111203及1丁0。该透明导电层48可在整个p型层及n 型层上提供更加均匀的电流分布，且因此在活性区域中提供更均匀的光产生。透明导电层48可具有许多不同厚度，其典型厚度是在1,000至15,000埃(A)之范 围内，且一较佳厚度为大约2,500 A。此等厚度允许形成具有尺寸足以提高度光提 取之几何特征的粗化表面，以及用于电流分布之目的之邻近p型层40的剩余透明导 电材料层两者。参看图4a，亦通过在一基板66上生长p-GaN层60、 n-GaN层62及活性材料层64 而初始形成根据本发明之高度光提取LED的另一配置，其中在其他实施例中层的次 序不同，且基板是由上述不同材料制成。在一实施例中，通过使用MOCVD在基板 66上生长层60、层62及层64。如图4b中所示，在p型层60之上表面上直接沉积一透 明导电材料层68。在该透明导电层68之上表面上直接沉积一透明材料层70。该透明 导电层68及该透明材料70之沉积较佳是由MOCVD完成。其他沉积层68、 70的方法 包括溅镀及电子束沉积法。参看图4c，例如通过激光或化学蚀刻移除透明材料层70之一部分，且邻近该 透明导电层68之暴露部分形成一p型接点72。如图4d中所示，接着通过使用(例 如)PEC蚀刻可粗化围绕p型接点72的透明材料层70。参看图4e及4f，与先前所述之 配置相同，通过将基板66与n型层62分离且在n型层上形成n型接点(图4e)，或在导 电基板之状况下，通过在基板上形成n型接点(图4f)，可将n型接点74添加至LED中。在此配置中，LED之光提取区域18(图1)包括经粗化的透明材料层70及透明导 电层68。该透明导电层68在整个p型层及n型层上提供更加均匀的电流分布，且因此在活性区域中提供更均匀的光产生，而该透明材料层70为透明度相对高于透明导电 层的材料提供了一个平台。透明导电层68及透明材料层70皆可由具有与p型层之材料相近或大体相同的 折射率的材料形成。与上述类似，透明导电材料之实例包括Ga203、 InO、 ZnO、 111203及1丁0。透明材料层70之可能材料包括氧化物材料，例如ZnO、 MgO、 ln203、 Ti02、 PbO、 ZnSnO、 NiO及ITO，以及其他材料，例如ZnS及CdS。虽然透明导电 层68与透明材料层70可由相同材料形成，但在一较佳实施例中，透明材料层是由具 有高于透明导电层之材料的透明度的材料形成。透明导电层68与透明材料层70亦可具有许多不同厚度，其中该两者之典型厚 度范围为1,000至15,000A。透明导电层68应足够厚，以执行其电流分布功能，而同 时足够薄，使得其较低的透明度不会降低光提取。透明材料层70通常厚于透明导电 层68，以便允许形成具有尺寸足以提高度光提取之几何特征的粗化表面。参看图5a，亦通过在基板86上，按图所示次序或以不同次序生长p-GaN层80、 n-GaN层82及活性材料层84而初始形成根据本发明之高度光提取LED的另一配置。 该基板可由上述许多不同材料制成，且在一较佳实施例中，可通过使用MOCVD在 基板86上生长层80、层82及层84。如图5b中所示，在p型层80上沉积一金属材料薄 层88。该金属材料88充当欧姆、电流散布接点，且较佳由诸如Pd、 Pt、 Pd/Au、 Pt/Au、 Ni/Au、NiO/Au或其任何合金的半透明金属形成。金属层的沉积可通过使用MOCVD 或其他常规方法完成，包括(例如)溅镀及电子束沉积法。参看图5c，邻近金属材料层88形成一p型接点90，且在该p型接点周围沉积一 透明材料层92。该透明材料层92可通过使用MOCVD或其他常规方法沉积，包括(例 如)溅镀及电子束沉积法。如图5d中所示，接着通过使用(例如)PEC蚀刻而粗化围绕 p型接点90之透明材料层92。参看图5e及图5f，与先前所述之配置相同，通过LLO 过程将基板86与n-GaN层82分离且在n-GaN层上形成n型接点(图5e)，或通过在基板 上形成n型接点(图5f)，而将n型接点94添加至LED中。在此配置中，LED之光提取区域18(图1)包括金属材料层88及经粗化的透明材 料层92。与先前配置相同，透明材料层92较佳由具有与p型层之材料相近或大体相同的 折射率的材料形成。透明材料层92的可能材料包括氧化物材料，例如ZnO、 MgO、ln203、 Ti02、 PbO、 ZnSnO、 NiO及ITO;以及其他材料，例如ZnS及CdS。关于金属材料层88与透明材料层92之相对厚度，该金属材料层88之厚度通常 是在10至1000 A的范围内，而透明材料层70之厚度通常是在1000至15,000A的范围 内。在一个实施例中，该金属层大约为100埃厚。金属材料层88通常恰好足够厚， 以执行其电流分布功能，而同时足够薄，使得其半透明性质不会显著降低光提取。 金属材料层88可由许多不同材料制成，包括(但不限于)Pd、 Au及NiAu。透明材 料层92通常厚于金属材料层88，以便允许形成具有尺寸足以提高度光提取之几何特 征的粗化表面。现请参看图6，图中显示了n面朝上的基础LED结构lOO，其中包括一p型材料 层102， 一n型材料层104及一夹于该p型层与该n型层之间的活性材料层106。 LED 结构100亦包括一经粗化的光提取区域108，其如下文所述，可采用若干形式中之任 一者。n型接点110与光提取区域108相关联，而p型接点112与p型材料层相关联。在 一较佳实施例中，p型材料及n型材料为GaN，而活性材料为InGaN。在其他实施例 中，p型及n型材料可为AlGaN、 AlGaAs或AlGalnP。参看图7a，通过在基板120上生长p-GaN层114、 n-GaN层l 16及活性材料层118 而形成一LED基础结构，其中该基板可由上述基板材料制成。在一较佳实施例中， 通过使用MOCVD在基板120之任一侧上生长层114、层116及层118。如图7b中所示， 于p型材料层114上形成一p型接点122。参看图7c，将该结构倒置且粘合至子基板(submount) 124上。该子基板124 可为由不同材料制成的多种不同结构，例如镀Au之Si子基板。可将图7c中所示的基 板120自n型层116中脱离，留下图7d中所示的LED基础结构126。基板120可由许多 常规过程移除，包括LLO过程。如下文所述，可将若干经粗化的光提取区域118中 之任一者添加至LED基础结构126，以形成一具有高度光提取属性的LED。如图8a中所示，通过将一透明材料层130直接沉积至基础LED结构之n型层116 之上表面上而形成根据本发明之高度光提取LED之一配置。该透明材料层130可通 过使用若干方法中之任一方法沉积，包括MOCVD、溅镀及电子束沉积法。参看图8b，例如通过激光或化学蚀刻移除透明材料层130之一部分，且邻近n 型层116之暴露部分形成一n型接点132。如图8c中所示，通过使用(例如)PEC蚀刻可 接着粗化透明材料层130。在此配置中，LED之光提取区域108(图6)包括经粗化的透明材料层130。该经 粗化的透明材料层130具有与先前关于图2a-2f^配置所述的相同的属性。如图9a中所示，通过将一透明导电材料层140直接沉积至基础LED结构之n型 层116之上表面上而形成根据本发明之高度光提取LED的另一配置。透明导电材层 140可通过使用若干方法中之任一方法沉积，包括MOCVD、溅镀及电子束沉积法。参看图9b，邻近透明导电层140形成一n型接点142。如图9c中所示，接着通过 使用(例如)PEC蚀刻而粗化该透明导电层140。在此配置中，LED之光提取区域108(图6)包括经粗化的透明导电层140。此经 粗化的透明导电层140具有与先前关于图3a-3f^配置所述的相同的属性。如图10a中所示，通过将一透明导电材料层150直接沉积至基础LED结构之n型 层116之上表面上而形成根据本发明之高度光提取LED的另一配置。直接在透明导 电层150上沉积一透明材料层152。该透明导电层150及该透明材料152之沉积较佳是 由MOCVD完成。沉积层150、 152之其他可能方法包括溅镀及电子束沉积法。参看图10b，例如通过激光或化学蚀刻移除透明材料层152之一部分，且邻近 该透明导电层150之暴露部分形成一n型接点154。如图10c中所示，可接着通过使用 (例如)PEC蚀刻粗化围绕n型接点154之透明材料层152。在此配置中，LED之光提取区域108包括经粗化的透明材料层152及透明导电 层150。此经粗化的透明材料层152及该透明导电层150具有与先前关于图4a-4f^配置所述的相同的属性。参看图lla，通过将一金属材料薄层160沉积在基础LED结构之n型层116上而 形成根据本发明之高度光提取LED的另一配置。该层较佳由诸如Pd、 Pt、 Pd/Au、 Pt/Au、 Ni/Au、 NiO/Au或其任意合金之半透明金属形成。该金属层之沉积可通过 使用MOCVD或其他常规方法完成，包括(例如)溅镀及电子束沉积法。其次，参看图llb，邻近金属材料层160形成一n型接点162，且在该n型接点周 围沉积一透明材料层164。该透明材料层164可通过使用MOCVD或其他常规方法沉 积，包括(例如)溅镀及电子束沉积法。如图llc中所示，接着通过使用(例如)PEC蚀 刻而粗化围绕n型接点162之透明材料层164。在此配置中，LED之光提取区域108(图6)包括金属材料层160及经粗化的透明 材料层164。此金属材料层160及该经粗化的透明材料层164具有与先前关于图5a-5f之配置所述的相同的属性。将自上文中显而易见虽然已说明且描述了本发明的特定形式，但可在不脱 离本发明之精神及范畴的情况下进行各种修改。相应的，本发明不欲受除附加专利 申请范围以外的任何限制。
权利要求
1.一种发光二极管(LED)，其包含一p型材料层；一n型材料层；一活性层，其位于该p型层与该n型层之间；及一经粗化的透明材料层，其邻近该p型材料层及该n型材料层之一。
2. 如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述经粗化的透明材料层具有一与 邻近该透明材料层的材料的折射率大体相同的折射率。
3. 如权利要求2所述的LED，其特征在于，所述透明材料具有一在邻近该透明 材料的材料的折射率的± .3范围内的折射率。
4. 如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透明材料包含ZnO、ZnS、MgO、 ln203、 CdS、 Ti02、 PbO、 ZnSnO及氧化铟锡(ITO)中的至少一种。
5. 如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透明材料包含一透明氧化物材料。
6. 如权利要求5所述的LED，其特征在于，所述透明氧化物材料包含ZnO、 MgO、 ln203、 Ti02、 PbO、 ZnSnO、 NiO及氧化铟锡(ITO)中的至少一种。
7. 如权利要求1所述的LED，其特征在于，所述透明材料包含一透明导电材料。
8. 如权利要求7所述的LED，其特征在于，所述透明导电材料包含一透明导电 氧化物。
9. 如权利要求8所述的LED，其特征在于，所述透明氧化物材料包含ZnO、In203 及氧化铟锡(ITO)中的至少一种。
10. —种发光二极管(LED)，其包含 一p型材料层；一n型材料层；一活性层，其位于该p型层与该n型层之间；一透明导电材料层，其邻近该p型材料层及该n型材料层之一；及 一经粗化的透明材料层，其邻近该透明导电层。
11. 如权利要求10所述的LED，其特征在于，所述透明材料包含一不同于该透明导电材料的材料。
12. 如权利要求11所述的LED，其特征在于，所述透明材料比所述透明导电 材料更透明。
13. 如权利要求10所述的LED，其特征在于，所述透明导电材料包含一透明 导电氧化物。
14. 如权利要求10所述的LED，其特征在于，所述透明导电材料具有一与邻 近该透明导电层的p型材料或n型材料的折射率大体相同的折射率。
15. 如权利要求10所述的LED，其特征在于，邻近该透明导电层的透明材料 具有一与邻近该透明导电层的p型材料或n型材料的折射率大体相同的折射率。
16. —种发光二极管(LED)，其包含 一p型材料层；一n型材料层；一活性层，其位于该p型层与该n型层之间；一金属导电材料层，其邻近该p型材料层及该n型材料层之一；及 一经粗化的透明材料层，其邻近该金属材料层。
17. 如权利要求16所述的LED，其特征在于，所述经粗化的透明材料层具有 一与邻近该金属导电材料层的材料的折射率大体相同的折射率。
18. 如权利要求17所述的LED，其特征在于，所述透明材料具有一在邻近该 金属导电材料层的材料的折射率的± .3范围内的折射率。
19. 一种形成一发光二极管的方法，其包含生长一基础LED结构，所述基础LED结构包含一p型材料层、一n型材料层及 一位于该p型层与该n型层之间的活性层；邻近该p型材料层及该n型材料层之一沉积一透明材料层；及 粗化该透明材料层。
20. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述生长与沉积是使用相同技 术完成的。
21. 如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述技术包含有机金属化学气 相沉积(MOCVD)。
22. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述基础LED结构是p面朝上生长在一基板上的，且该透明材料层是邻近该p型材料层而沉积的。
23. 如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述透明材料是一透明导电材 料，且该方法进一步包含邻近该透明导电材料层形成一p型接点。
24. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述基础LED结构是p面朝上 生长在一基板上的，且该方法进一步包含邻近该p型材料层形成一p型接点； 移除该基板；及使该LED结构p面朝下倒置安装在一子基板上； 其中该透明材料层是邻近该n型材料层而沉积的。
25. 如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述透明材料是一透明导电材 料，且该方法进一步包含邻近该透明导电材料层形成一n型接点。
26. —种形成一发光二极管的方法，其包含-生长一基础LED结构，所述基础LED结构包含一p型材料层、一n型材料层及 一位于该p型层与该n型层之间的活性层；邻近该p型材料层及该n型材料层之一沉积一透明导电材料层； 邻近该透明导电材料层沉积一透明材料层；及 粗化该透明材料层。
27. 如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述生长与沉积是使用相同技 术完成的。
28. 如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述技术包含有机金属化学气 相沉积(MOCVD)。
29. 如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述基础LED结构是p面朝上 生长在一基板上的，且该透明导电材料层是邻近该p型材料层而沉积的。
30. 如权利要求29所述的方法，进一步包含 移除该透明材料层的一部分以暴露该透明导电材料层的一部分；及 邻近该透明导电材料层形成一p型接点；
31. 如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述基础LED结构是p面朝上生长在一基板上的，且该方法进一步包含 邻近该p型材料层形成一p型接点；移除该基板；及使该LED结构p面朝下倒置安装在一子基板上。
32. 如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述透明导电材料层是邻近该 n型材料层而沉积的，且该方法进一步包含移除该透明材料层的一部分以暴露该透明导电材料层的一部分；及 邻近该透明导电材料层形成一n型接点；
33. —种形成一发光二极管的方法，其包含生长一基础LED结构，所述基础LED结构包含一p型材料层、一n型材料层及 一位于该p型层与该n型层之间的活性层；邻近该p型材料层及该n型材料层之一沉积一金属材料层； 邻近该金属材料层沉积一透明材料层；及 粗化该透明材料层。
34. 如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述生长与沉积是使用相同技 术完成的。
35. 如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述技术包含有机金属化学气 相沉积(MOCVD)。
36. 如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述基础LED结构是p面朝上 生长在一基板上的，且该金属材料层是邻近该p型材料层而沉积的。
37. 如权利要求36所述的方法，进一步包含 移除该透明材料层的一部分以暴露该金属材料层的一部分；及 邻近该金属材料层形成一p型接点。
38. 如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述基础LED结构是p面朝上 生长在一基板上的，且该方法进一步包含邻近该p型材料层形成一p型接点； 移除该基板；及使该LED结构p面朝下倒置安装在一子基板上。
39. 如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述金属材料层是邻近该n型 材料层而沉积的，且该方法进一步包含移除该透明材料层的一部分以暴露该金属材料层的一部分；及邻近该金属材料层形成一n型接点,
全文摘要
一种发光二极管(LED)包括一p型材料层(12)；一n型材料层(14)；及一活性层(16)，其位于该p型层与该n型层之间。一经粗化的透明材料层(18)位于该p型材料层(12)及该n型材料层(14)这两者之一的附近。该经粗化的透明材料层(18)具有与邻近该透明材料层之材料的折射率相近或大体相同的折射率，且可以是透明氧化物材料或透明导电材料。一额外导电材料层(68，88)可位于该经粗化的层与该n型层或该p型层之间。
文档编号H01L33/00GK101248537SQ200680030998
公开日2008年8月20日 申请日期2006年6月26日 优先权日2005年7月21日
发明者J·艾贝森, S·P·迪巴尔司, 中村修二 申请人:美商克立股份有限公司