专利名称：具有金属氧化物镀层的发光元件和提高其光萃取率方法
技术领域：
本发明关于一种发光元件；特别关于一种新的组成构件以增进它们的光 输出率的具有金属氧化物镀层的发光元件和提高发光元件光萃取率方法。
背景技术：
发光二极管元件将电能转化为光的重要固态元件，其通常具有一半导体 有源层夹于其它层之间。随着半导体材料品质的提升，发光二极管元件的发 光效率也随着提高。市售的发光二极管元件由铟、铝、镓与氮的合金(Al InGaN) 所制作形成。这些合金使得发光二极管元件操作于紫外光至绿光光谱区成为 可行。然而，发光二极管元件的发光效率受限于其无法耦合发光二极管芯片 有源层所产生的所有光。当一发光二极管元件被能量激发时，其有源层会朝 各个方向发光，以许多不同的角度抵达发光二极管元件表面。典型的半导体 材料具有一相较于空气(n-l. O)或环氧树脂包覆层(n-l. 5)还高的折射系数。 根据斯涅耳定律(Snell，s law),光从折射系数n,的材料经过入射于较低折射 系数n2的材料时，当其入射角小于相对于入射面法线的一临界角6c时，光会 穿经较低折射系数的材料，其中.ec-sin""Wn2) (1)当光抵达半导体表面的入射角大于ec时，会产生内部全反射。光会^^ 射回到发光二极管芯片内部而可能于发光二极管芯片内部或贴附于芯片的金 属接触层被吸收。对于传统的发光二极管元件，其结构内部产生的大部分光 在离开半导体芯片之前往往遭遇内部全反射。以传统采用蓝宝石基底的氮化 镓发光二极管元件为例，百分之七十的发射光被束绰于蓝宝石基底与氮化镓 的外部表面之间。此发射光重复被反射，而大为提高被再吸收及损失的机会。已经有一些技术被提出来以提高发光二极管元件的光萃取率(lightextraction)。提供具有反射接触层的发光二极管元件即为其中一例。由于被 束缚于结构内部并入射于金属接触层的光将会#^射回到元件内部而非被吸 收，因而可提高发光二极管元件的发光效率。此一现象也使得光拥有另一机 会于下次入射于发光二极管元件表面时，可逃离发光二极管芯片。虽然反射 接触层提高光萃取率，传统的发光二极管元件仍然有严重的光损失。糙化顶 部表面为提高光萃取率的另一种技术。糙化的散射子(Roughening scatters) 使得反射光呈任意角度反射，而使得受束缚的光改变光径。通过平行的界面， 也可阻止光重复反射。部分的散射光因而在被吸收之前有机会以小于内部全 反射临界角的入射角入射于一表面。典型半导体层呈薄膜状，因此仅有细微 尺寸的糙化可行。再者，糙化表面(roughening surface)会引起发光二极管 元件工艺的其它问题。例如，接触糙化表面即是一个问题。再者，糙化表面 会使得掩膜对准晶片变得困难。糙化表面使得用来焊接及检查晶片的图案辨 识设备(pattern recognition equipment)难以适当的工作。因此,另一种可改变受束绰光光径的技术成为需求。用以散射受束缚光的另一种技术于氮化 镓与其下方基底之间提供一糙化界面，可于长成半导体层之前，通过图案刻蚀及糙化基底来完成。上述技术可有效提高光萃取率。然而，基底的紋理化 表面会影响后续这些半导体层的成长。对于这些半导体层的品质常有不利的 影响，其成长再现性也变差。其它提高光输出率的方法揭示于美国专利第6,657,236号，在此借其参 考专利号涵括全文于本文中。美国专利第6，657， 236号及美国专利第 6， 821, 804号教示另一种方法，其使用具有N型掺质的氮化镓铟铝材料形成的 一第一扩散层(a first spreading layer),及一第二扩散层，较佳为一半透 光金属薄层，例如钇、铂、钇/铂、钯/金、镍/金、氧化镍/金或它们的组合 物，较佳沉积在P型氮化镓锢铝表面上。光萃取元件的结构可设计成光萃取 元件阵列或多重散射子层(disperser layers)。光萃取元件可由折射系数较 高于元件包覆材料折射系数的材质形成。美国专利第6,831,302号教示一种结构包含一多层材质叠层、可反射至 少约百分之五十入射光的一反射层，及其中一具有N型掺质材料的表面，例 如N型氮化镓的表面，具有随着某一图案而产生空间上变化的介电功能。美 国专利申请案公开第2005/0227379号教示使用激光使一半导体层表面成形， 以提高光萃取率。此外，基底上可含有三维的光萃取几何图案，或者形成于 基底上的 一发光元件包含至少 一 图案层以产生光萃取特性。所有的现有技术不是仅仅稍微改善光萃取效率，就是制造费用高昂，或 者两样具备。因此，亟待提出一种可提高发光元件发光强度并且制造费用低 廉的简单解决方法。 发明内容本发明的目的为提供一种价格低廉、具有增进的光萃取率(light extraction efficiency)的元件结构。相反于现有技术，发光元件的主要半 导体部并未作改变，因此所有的电流发光二极管或其它发光元件结构可采用 本发明的优点。通过提供一介质，如同一镀层，本发明可提高发光二极管元 件的光萃取率，光可轻易地进入及穿过介质并产生最小的光减损。介质的表 面可以经设计以利于光离开元件进入空气或一包覆层。另外，本发明通过大 大增加元件的表面积以提高光萃取率。本发明提供一种具有金属氧化物镀层的发光元件，该发光元件包括一基 底部； 一发光部；及一镀层部，包含一或多层镀层，其中至少第一镀层具有 大于2的折射系数及少于0.2的光学损失因子。还提供了一介质，例如折射 系数及消光系数(light extinction coefficiency)都在预定范围值的一种介 电镀层或材料，形成于一固态发光元件的一个表面或多个表面上。当介电镀 层的折射系数接近或大于发光面时，在发光面/介电镀层的界面仅产生最小的 弗蓝斯涅耳反射(Fresnel reflections)。另一方面，光进入介电镀层的临界 角将接近九十度，使来自半导体层的相当高比率的发光可以进入介电镀层。 当介电镀层具有非常低损失时，光即可穿经该层而无明显的光损失。另一方面，当介电镀层净皮糙化或适当地图案刻蚀，发光面积即可提高。相较于许多 半导体层，介电镀层可制作的较厚，因此与一般在半导体上的刻蚀图案比较 起来，介电镀层上可形成较大尺寸的图案。如此一来，光子具有更多的机会 撞击于光萃取表面，而非纟^射回到使光减损的半导体层或金属层内部。折射系数大于氮化镓的材料的一个例子是碳化硅(silicon carbide),其可以等 离子体增强化学气相沉积方法(plasma-enhanced chemical vapor deposition) 沉积。在一实施例中，介电介质为一镀层形成在一发光元件的顶层以提高该元 件的光萃取率。镀层具有低光学损失及折射系数约为2或更高，较佳具有一 折射系数接近或大于半导体顶层，例如氮化镓铟铝材料系统的氮化镓。镀层 可以是下列金属氧化物群组中任一材质或其组合五氧化二钽0^05)、五氧 化二铌(NW)5) 、 二氧化钛(Ti02)。其它的材质也是可行，例如碳化硅(silicon carbide)及氮化镓固态溶液(GaN based solid solutions)。镀层的厚度范围 从0. 01微米至10微米。在另一实施例中，镀层的表面可以形成紋理或成形 或图案刻蚀，以增加表面面积、提高光萃取率及规划光离开各层的出光方向。 镀层可以直接形成在一发光元件的主要表面或多层表面上，及可形成在一电 极图案接触层(contact electrode pattern)上。在另一实施例中，镀层由多 于一层的多层镀层组成，经设计具备特殊光学功能，例如提高或阻档特定波 长范围的光通过，或当光接近复合层的外表面时，逐渐减少一复合层的折射 系数。在上述实施例中，镀层可包含其它材质，例如二氧化硅，以获得一多 层镀层(multilayer coating)的特殊光学特性。镀层可取代发光元件上的一 保护层或也可做为 一保护层。镀层可以是结晶层或非结晶层。本发明还提供一种具有金属氧化物镀层的发光元件，该发光元件包括 一笫一基底部； 一笫一镀层部，其中一反射层结构可与所述第一镀层一体成 形； 一发光部；及一第二镀层部，其中所述第一镀层及第二镀层具有大于2 的折射系数及少于0. 2的光学损失因子。本发明还提供了 一种具有金属氧化物镀层的发光元件，该发光元件包括一第一基底部； 一反射层； 一透光导电层； 一发光部，具有至少两层；及一 或多层镀层，其中至少第一镀层具有大于2的折射系数及少于0.2的光学损 失因子。本发明还提供一种提高发光元件光萃取率的方法，该提高发光元件光萃 取率的方法包括如下步骤选择一或多层镀层的成份，其中至少第一镀层的 折射系数大于2及其光学损失因子少于0. 2;沉积所述一或多层镀层于一发光 元件上；及图案刻蚀所述一或多层镀层。综上所述，本发明提供的具有金属氧化物镀层的发光元件和提高发光元 件光萃取率方法具有不仅改善光萃取效率，还可提高发光元件发光强度并且 制造费用低廉等优点。
图1至图7为本发明发光元件结构各种实施例的截面示意图； 图8A至图8D为本发明金属氧化物镀层的各种几何形状截面示意图； 图9为本发明具有光子晶格图案的金属氧化物镀层的一实施例的截面示 意图。主要元件符号说明100——发光元件结枸102， 103, 106——透光基底120， 121——金属氧化物镀层200——发光结构240——P型接触层260——透光接触层262——导电性层280——N型层411--一-反射器101——基底部 104,105——基底230——底部反射器 250——N型接触层 261——透光金属层 270——P型层 410-—-反射层 420, 421——金属线450——发光元件部600——发光元件622——金属氧化物镀层部650——有源区域700——发光元件722——金属氧化物部750——有源区域550——发光元件部 601——次支撑基底 641——P型接触层 651——N型接触层 701—--次支撑基底 741——P型接触层 751——N型接触层801, 802, 803, 804——金属氧化物镀层 901——光子晶格层具体实施方式
图1为本发明发光元件结构的一实施例截面示意图。发光元件结构100 包括一基底部101、 一发光元件部110及一金属氧化物镀层部120。如同在此 使用的，基底部或次支撑部(submount portion)提供一发光元件部及金属氧 化物部机械性支撑。基底部可选自下列任一者三氧化二铝(AhO》、硅、碳 化珪(SiC)、氮化镓铟铝系材料、金属、陶瓷及玻璃。这些材料可以是单晶或 非单晶。次支撑部材质的选择基于制造的方便性。典型的次支撑部选自下列 任一者三氧化二铝(A1A)、硅、碳化珪(SiC)、金属、陶瓷、塑料及玻璃。 如同在此使用的，发光元件部选自下列任一者发光二极管、发光异质接面 (light emitting heterojunctions)、发光量子井结构及其它发光固态元件。 如同在此使用的，金属氧化物部选自下列任一者金属氧化物、碳化硅、氮 化镓系材料及具备适合的光学及制造特性的其它材料，例如二氧化硅。如同 在此使用的，较佳地，金属氧化物镀层部具有约2.0或更高的折射系数及相 当高的光穿透率。镀层的厚度可以从大约10纳米(nm)至大于IO微米，视元 件的需求而定。较佳地，镀层的消光系数(light extinction coefficient)(折 射系数的复数部分)(the complex portion of the index of refraction)为 大约0.2或更小，较佳为0.1或更小。较佳地，金属氧化物部选自下列任一 者五氧化二铌(Nb205) 、 二氧化钛、五氧化二钽(TaA)、碳化硅及氮化镓。金属氧化物镀层也可具有介电特性。介电层(dielectric layer)此一用语在 此可交换使用。光在一特定材料内的传播特性由材料的复数的折射系数(the material's complex index of refraction)所决定，如下面式子(2)所示n* = n - iK (2)在此，n为折射系数，表示在真空中相对光速的相位速度，k为消光系数 或光学损失因子，表示当电磁波通过该材料时光吸收损失量。n及k都与辐射 波长有关，可轻易获得不同材料的这些值。在本发明的一较佳实施例中，金 属氧化物镀层的n值接近或大于氮化镓的n值约2. 45。折射系数的相近可确 保来自氮化镓层的发光通过金属氧化物镀层时，产生非常少的反射光。k值为 一吸收测量值，应该尽可能地小。当介电层的折射系数n稍微小于一半导体层的折射系数时，来自半导体 层的入射光其产生内部反射的临界角将会非常大。结果是来自氮化镓发光二 极管元件而入射于一介电层的大部分光将会通过进入该介电层。介电层材料 的例子有五氧化二铌(Nb20》、二氧化钛(Ti02)及五氧化二钽(Ta20s)。这些介电 材料的折射系数相较于氮化镓的折射系数接近2. 4，分别接近2. 39、 2.46及 2.08。可4吏用溅射(sputtering)、反应性溅射(reactive sputtering)、离子 束'减射(ion-beam assisted sputtering)、 电子束賊射(e-beam sputtering) 或离子沉积方法(ion-assisted evaporation)、 电子束沉积(e-beam evaporation)方法轻易形成这些介电镀层。其它的沉积技术例如化学气相沉 积、等离子体化学气相沉积(plasma-enhanced chemical vapor deposition)、 有机金属气相沉积(metal organic chemical vapor deposition)、原子层沉 积(atomic layer deposit ion)及熟悉该项技术领域者已知的其它技术均包含在均等的实施例中。较佳介电镀层的另一个优点为其可沉积相当厚度并具有极低的光学损 失。 一层介电镀层的厚度可以相当于多层半导体层的厚度，接近3至4微米。厚度大小仅受限于沉积时间及这些沉积层累积的应力。因为介电层可以做得 厚，其可以被图案刻蚀而具有几微米大小的紋理或几何形状。由于较大的结 构无法形成，相较于紋理化的半导体层，上述作法会较有利。此外，半导体 层也拥有昂贵的制造费用。另一方面，在介电镀层上形成紋理或几何形状可 提供更多的发光面积，而增加光萃取率。介电镀层可以轻易地图案刻蚀形成 透镜或其它特定的形状，以使光萃取率最大化或使光朝特定方向反射。介电镀层可以结合紋理化的半导体表面。另一方面，当半导体有源层或 盖层与介电层之间有良好的折射系数匹配时，半导体层表面可以是平滑非紋 理化，而介电镀层的外表面可以紋理化或经图案刻蚀。此一作法是有利的， 因为如此一来可以加工平滑的晶片，使得制造费用降低。图2为本发明另一实施例的发光元件结构截面示意图。发光结构200包 括一底部反射器230形成于一透光基底102例如蓝宝石或碳化硅下方表面、 一或多层N型层280、 一或多层P型层270,及选择性加入其它中间层(未示 出)、 一透光接触层260例如氧化铟锡(IT0)、 一N型接触层250、 一 P型接触 层240及一金属氧化物镀层120。 一或多层N型层280、 一或多层P型层270 及选择地其它中间层(未示出)为包含一发光二极管结构的一有源区域。其它 的发光二极管结构可以是一简单的pn接面二极管或双异质接面结构(double heterojunction structure)或多重量子井结构或熟悉此技艺者熟知的其它结 构。氮化镓铟铝为发光二极管元件中发光部的一个实施例包含一緩沖层、一 或多层第一盖层其中至少一层具有第一导电性、 一有源区包含一或多层、一 或多层第二盖层其中至少一层具有第二导电性、 一或多层接触层及一或多层 电极层。例如，发光部的一个实施例包含一氮化镓锢核子(nucleation)层和/ 或緩沖层、接着是氮化镓和/或N型氮化镓盖层、接着是一有源区域包含氮化 镓铟系多重量子井有源层及N型氮化镓阻障层、接着是P型氮化镓铝盖层、 接着是N型氮化镓和/或氮化镓铟盖层、接着是一或多层电极层。电极层的材 质可以是铝、钛/铝、铬/铝、镍/金、镍/钯、镍/铂或其它已知的组合。有源区域的各种描述同样应用至后面的有源区域350、 450、 550、 650及750。在 图2的实施例中，底部反射器230可以是铝、银或多重反射层，以将发射光 反射回到发光二极管结构内部并复夺光的利用性。透光接触层260可以是氧 化铟锡，此外，透光接触层可以是镍/金组合物或其它具有高透光性的合金。图3为本发明另一实施例的发光元件结构截面示意图，其具有一金属氧 化物镀层120形成于一透光金属层261上，透光金属层261已经;故紋理化 (textured)或糙化(roughened)。透光基底103可以是蓝宝石或碳化硅。糙化 的透光金属层提供额外的入射角以使光进入或离开。结合具有预定折射系数 的金属氧化物镀层120，可增加光萃取率。图4为本发明另一实施例的发光元件结构截面示意图，其具有一反射层 410形成于提供机械性支撑的基底上。在此一实施例中，发光元件部"0包含 至少一或多层N型层280、 一或多层P型层270，及选择性地其它中间层(未 示出)制做在另一基底上，再被移开并贴附在基底104上。基底104可包含一 或多层，例如反射层410及导电层262。选择性地，反射层410、导电层262、 金属线420及421以及金属氧化物镀层120在与原来的基底分离之前可先形 成在发光元件部450上。将一发光元件部从其原来的基底部分离的一种技术被称做激光剥离 (laser liftoff)。此一技术描述于美国专利第6， 071， 795号及山德士. T等 人(Sands T. et al.)于2005年11月18日发表的从蓝宝石基底分离氮化镓 的激光剥离方法(Laser Liftoff of Gallium Nitride from Sapphire Substrates) (http: //www. ucop. edu/research/micro/98-99/98-133. pdf)。 另一种激光剥离技术的描述见于安巴格.0等人(Ambacher, 0. ， etal.) 发表的"大型氮化镓基底的激光剥离及激光图案刻蚀方法"(Laser Liftoff and Laser Patterning of Urge Free-standing GaN Substrates) (Mat. Res. Soc. Symp., Vol.617, 2000 Materials Research Society)。 此三篇文献通过上述参考内容涵括其全文于本文中。件结构截面示意图，其相似于图4。 一 反射器结构411形成于位于基底105上的图案刻蚀的金属氧化物镀层121上。 如前述实施例，使用激光剥离(laser liftoff)技术将有源发光区550转移至 基底结构105。基底结构105可包含一或多层例如反射器411及金属氧化物镀 层121。发光元件部450在与原来的基底分离之前或与具有反射器411及镀层 121的基底105结合之后，可选择性地将导电性层262及金属氧化物镀层120 形成于发光元件部450上。在基底105上的图案刻蚀的金属氧化物镀层121 上方的反射器结构411可具有各种构形及形状，但本发明仅显示其中一个例 子。对于绝缘层上有硅晶片工艺(silicon on insulator wafer process)技 术熟悉的业者熟知将有源层转移至另一基底的其它作法。图6为本发明另一实施例具有覆晶(f lip-chip)结构设计的发光元件结构 截面示意图。发光元件600包括金属氧化物镀层部622、透光基底106例如蓝 宝石、有源区域650、 N型接触层651、 P型接触层641及次支撑基底601。 N 型接触层651、P型接触层641及次支撑基底601具有机械性接触及电性连通。 次支撑基底601具有电路(未示出)以电性连接于外部电路或构装结构。次支 撑基底601可选择性包含其它层例如反射器411及金属氧化物镀层121以促 进光反射穿过层650及106,同时与接触层651及641保持机械性接触及电性 连接。 一图7为本发明具有一次支撑基底701的覆晶结构设计的发光元件结构截 面示意图，其中原来的基底已经移除。发光元件700包括金属氧化物部722、 有源区域750、 N型接触层751、 P型接触层741及次支撑基底701。 N型接触 层751、 P型接触层741及次支撑基底701为机械性接触及电性连通。次支撑 基底701具有电路(未示出)以电性连接于外部电路或构装结构。选择性地， 次支撑基底701可包含其它层例如反射层411及金属氧化物镀层121以增进 光反射穿过有源层750，同时与接触层751及741保持机械性接触及电性连接。图8A至图8D为金属氧化物镀层的各种图案及形状设计的截面示意图。金属氧化物镀层801、 802、 803及804的图案及形状选自下列任一者肋条 状(ribs)、圓柱状、凹槽状、多边形肋条状(polygon shaped ribs)、三角形 脊状(triangular shaped ridges)、 半球形丘陵状(hemispherical shaped mounds)、平行圓柱状肋条、椭圆状、半球形状(hemispheres)、直线渠沟或 矩形实体状(rectilinear trenches or solids)、圆锥状(cones)、有角度圆 柱状(angled cylinders)、有角度半球形状(angled hemispheres)、有角度 椭圆形状(angled ellipsolids)、有角度直线渠沟或矩形实体状(angled rectilinear trenches or solids), 以及有角度圆锥状(angled cones)。 图 9为金属氧化物镀层的图案及形状设计的另一实施例截面示意图，其中金属氧 化物镀层同时具备光子晶格(photonic crystal lattice) 901的功能。图8A 至图8D以及图9并未示出基底或次支撑基底。金属氧化物镀层801、802、803、 804及901的图案及形状设计具有几何形状元件选自下列任一者圆柱形、椭 圆形、半J求形、直线渠沟或矩形实体状(rectilinear trenches or solids)、 圆锥形、有角度圆柱形、有角度半球形、有角度椭圆形、有角度直线渠沟或 矩形实体状，以及有角度圆锥形，并且其中每一几何形状元件之间可呈规则 或不规则间隔。在另一些实施例中，金属氧化物镀层可包含一或多层不同组 成的金属氧化物镀层，使该一或多层间形成不同的折射系数。可加入金属氧 化物镀层的非化学计量组成(non-stoichiometric composition), 以改变折 射系数及消光系数。在本发明实施例中，采用多层结构，与其它层一体成形 的二氧化硅层可提高额外的透光性或进而无需采用多层镀层。视需求而定， 图案尺寸大小(feature sizes of patterns)及光子晶格形状可从大约50纳 米(mn)至大于几微米。上述实施例用以举例说明本发明内容，但并非用以限制本发明范围，本 发明也包含上述实施例的均等作法。其它可选择的技术及工艺对于熟悉集成 电路及微电子机械系统(Micro electro mechanical system) (MEMS)技术领域 技术者属显而易知。就上述教示内容观之，各种变化作法及实施例都属可能。本发明范围不受限于本发明的详细说明，而以申请专利范围为准。
权利要求
1. 一种具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于，所述发光元件包括一基底部；一发光部；及一镀层部，包含一或多层镀层，其中至少第一镀层具有大于2的折射系数及少于0.2的光学损失因子。
2. 根据权利要求1所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述发光部包含一緩冲层；一或多层第一盖层，其中至少一所述第一盖层具有第一导电性； 一有源区，具有一或多层；一或多层第二盖层，其中至少一所述第二盖层具有第二导电性；一或多层接触层；及一或多层电极层。
3. 根据权利要求1所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述镀层部选自下列任一者金属氧化物、二氧化硅、碳化硅、氮化镓、五 氧化二钽、五氧化二铌、二氧化钛、氮化镓铟铝固态溶液及其等之非化学计 量混合物，其中所述镀层部具有一预定形状及图案。
4. 根据权利要求1所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述基底部选自下列任一者蓝宝石、碳化硅、氮化镓及硅。
5. —种具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于，所述发光元件包括一第一基底部；一第一镀层部，其中一反射层结构可与所述第一镀层一体成形；一发光部；及一第二镀层部，其中所述第一镀层及第二镀层具有大于2的折射系数及 少于O. 2的光学损失因子。
6. 根据权利要求5所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 还包含一第二基底部，与所述发光部及所述第二镀层部一体成形。
7. 根据权利要求5所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述发光部包含一緩冲层；一或多层盖层，其中至少一所述盖层具有第一导电性； 一有源区，包含一或多层；一或多层第二盖层，其中至少一所述第二盖层具有第二导电性；一或多层接触层；及一或多层电极层；其中所述有源区为氮化镓铟铝材料系统。
8. 根据权利要求5所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述第一镀层部及第二镀层部选自下列任一者金属氧化物、二氧化硅、碳 化硅、氮化镓、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化钛、氮化镓铟铝固态溶液 及其等之非化学计量混合物，其中所述第一镀层部和第二镀层部具有一预定 形状及图案。
9. 根据权利要求5所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述第二镀层部包含一或多层镀层，其中所述第二镀层部的第一层具有大于2 的折射系数及少于0. 2的光学损失因子。
10. 根据权利要求5所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于， 所述第一基底部及第二基底部选自下列任一者蓝宝石、碳化硅、氮化镓、 硅、玻璃、陶瓷、塑料及金属。
11. 一种具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在于，所述发光元件包括一第一基底部；一反射层；一透光导电层；一发光部，具有至少两层；及一或多层镀层，其中至少第一镀层具有大于2的折射系数及少于0.2的 光学损失因子。
12. 根据权利要求11所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在 于，还包含一笫二基底与所述发光部及所述镀层部一体成形。
13. 根据权利要求11所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在 于，所述发光部还包含一緩沖层；一或多层具有第一导电性的第一盖层； 一有源层，具有一或多层； 一或多层具有第二导电性的盖层； 一或多层接触层；及 一或多层电极层；其中所述有源区为氮化镓铟铝材料系统。
14. 根据权利要求11所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在 于，所述一或多层镀层选自下列任一者金属氧化物、二氧化硅、碳化硅、 氮化镓、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化钛、氮化镓铟铝固态溶液及其等 之非化学计量混合物，其中所述镀层部具有一预定形状及图案。
15. 根据权利要求12所述的具有金属氧化物镀层的发光元件，其特征在 于，所述第一基底部及第二基底部选自下列任一者蓝宝石、碳化硅、氮化 镓、硅、玻璃、陶资、塑料及金属。
16. —种提高发光元件光萃取率的方法，其特征在于，所述提高发光元件光萃取率的方法包括如下步骤选择一或多层镀层的成份，其中至少第一镀层的折射系数大于2及其光 学损失因子少于0.2;沉积所述一或多层镀层于一发光元件上；及图案刻蚀所述一或多层镀层。
17. 根据权利要求16所述提高发光元件光萃取率的方法，其特征在于， 所述一或多层镀层选自下列任一者金属氧化物、二氧化硅、碳化硅、氮化 镓、五氧化二钽、五氧化二铌、二氧化钛、氮化镓铟铝固态溶液及其等之非 化学计量混合物。
18. 根据权利要求16所述提高发光元件光萃取率的方法，其特征在于， 所述一或多层镀层具有图案刻蚀形成的预定元件。
19. 根据权利要求16所述提高发光元件光萃取率的方法，其特征在于， 所述一或多层镀层图案刻蚀形成一或多个几何形状元件，所述一或多个几何 形状元件选自下列任一者圆柱体、椭圓体、半球形体、直线渠沟或矩形实 体、圆锥形体、有角度圆柱体、有角度半球形体、有角度椭圆形体、有角度 直线渠沟或矩形实体，及有角度圓锥体，其中所述这些几何形状元件之间可 呈^L则间隔。
全文摘要
本发明提供一种具有金属氧化物镀层的发光元件和提高其光萃取率方法。具有金属氧化物镀层的发光元件包括一基底部，一发光部和一镀层部，包含一或多层镀层，其中至少第一镀层具有大于2的折射系数及少于0.2的光学损失因子；提高发光元件光萃取率的方法包括如下步骤选择一或多层镀层的成份，其中至少第一镀层的折射系数大于2及其光学损失因子少于0.2；沉积所述一或多层镀层于一发光元件上；及图案刻蚀所述一或多层镀层。通过本发明，具有金属氧化物镀层的发光元件和提高发光元件光萃取率方法具有不仅改善光萃取效率，还可提高发光元件发光强度并且制造费用低廉等优点。
文档编号H01L33/00GK101257070SQ20071008613
公开日2008年9月3日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者史提夫·D·列斯特 申请人:普瑞光电股份有限公司