专利名称：Led磊晶结构及制程的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种LED磊晶结构及制程，尤其涉及一种具有较佳出光效率的LED磊晶结构及制程。
背景技术：
LED产业是近几年最受瞩目的产业之一，发展至今，LED产品已具有节能、省电、高效率、反应时间快、寿命周期时间长、且不含汞、具有环保效益等优点。然而由于LED的结构是以磊晶方式生长在蓝宝石基板上，磊晶与蓝宝石基板的晶格常数以及热膨胀系数差异极大，所以会产生高密度线差排(Thread Dislocation)，此种高密度线差排会限制LED的发光效率。此外，在LED的结构中，除了发光层(Active Layer)及其它嘉晶层会吸收光以外，其半导体的高折射系数也会使得LED产生的光受到局限，且常产生全内反射使大部分从发光层发出的光线，被局限在半导体内部，这种被局限的光有可能被较厚的基板吸收。所以如何从半导体的发光层萃取光源，进而增加光萃取效率，是目前LED产业努力的课题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种出光角度集中的LED磊晶结构及制程。一种LED磊晶结构，包括一个基板、一个缓冲层、一个结构层以及一个磊晶层。所述缓冲层成长在所述基板的顶面，所述结构层位于所述缓冲层与所述磊晶层之间。所述结构层具有复数个高、低温掺杂或无掺杂磊晶层，其中所述高、低温掺杂或无掺杂磊晶层之间具有一个粗糙面，所述粗糙面上设置一个二氧化硅层，所述二氧化硅层的顶面具有多数个以数组排列的凸块。一种LED磊晶制程，其包括以下的步骤，
提供一个基板，在所述基板的顶面上生长一个缓冲层；
成长一个结构层，以高、低温掺杂或无掺杂磊晶层堆栈成长在所述缓冲层的表面；
形成一个粗糙面，在所述结构层中的一个磊晶层表面上进行；
沉积一个二氧化硅层，在所述结构层内的所述粗糙面上沉积，并在所述二氧化硅层的顶面蚀刻形成多数个以数组排列的凸块；及
成长一个磊晶层，依序在所述结构层的表面成长一个N型磊晶层、一个发光层以及一个P型嘉晶层。上述的LED磊晶结构及制程中，由于所述结构层中一个磊晶层的表面为粗糙面，并且沉积具有所述二氧化硅层，所述二氧化硅层的顶面以蚀刻方式形成多数个以数组排列的凸块，因此藉由所述粗糙面以及数组所述凸块对光的反射、阻挡作用，从而使所述LED磊晶结构的出光角度较狭窄，出光角度狭窄可具有集中光线的作用，有效提高所述LED磊晶结构的发光强度。
图1是本发明LED磊晶结构第一实施方式的剖视图。图2是本发明LED磊晶结构第二实施方式的剖视图。图3是本发明LED磊晶结构第三实施方式的剖视图。图4是本发明LED磊晶结构第四实施方式的剖视图。图5是本发明LED磊晶结构制程的步骤流程图。图6是对应本发明LED磊晶结构制程成长一个结构层步骤的剖视图。图7是对应本发明LED磊晶结构制程沉积一个二氧化硅层步骤的剖视图。主要元件符号说明
权利要求
1.一种LED磊晶结构，包括一个基板、一个缓冲层、一个结构层以及一个磊晶层，所述缓冲层成长在所述基板的顶面，所述结构层位于所述缓冲层与所述磊晶层之间，其特征在于:所述结构层具有复数个高、低温掺杂或无掺杂磊晶层，其中所述高、低温掺杂或无掺杂磊晶层之间具有一个粗糙面，所述粗糙面上设置一个二氧化硅层，所述二氧化硅层的顶面具有多数个以数组排列的凸块。
2.如权利要求1所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述基板为蓝宝石基板，所述基板的顶面为一个平坦表面。
3.如权利要求1所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述基板的顶面具有一个图案化构型。
4.如权利要求1所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述复数个高、低温掺杂或无掺杂磊晶层，包括一个第一高温无掺杂磊晶层、一个第二低温无掺杂磊晶层以及一个第三高温无惨杂嘉晶层。
5.如权利要求4所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述复数个高、低温掺杂或无掺杂磊晶层，包括一个第一高温N型掺杂磊晶层、一个第二低温N型掺杂磊晶层及一个第三高温N型惨杂嘉晶层。
6.如权利要求4所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述第二低温无掺杂磊晶层的顶面为所述粗糙面，所述粗糙面上具有多数不规则孔洞，所述不规则孔洞被所述二氧化硅层填满。
7.如权利要求1所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述凸块的数组排列，依据所述凸块的直径与间距配合设置，并以所述凸块直径大于所述凸块间距的方式配置。
8.如权利要求1所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述二氧化硅层的顶面具有一个覆盖层，所述覆盖层为高温氮化铝薄膜层。
9.如权利要求1所述的LED磊晶结构，其特征在于:所述磊晶层依序包括一个N型磊晶层、一个发光层及一个P型磊晶层。
10.一种LED磊晶制程，其包括以下的步骤: 提供一个基板，在所述基板的顶面上生长一个缓冲层； 成长一个结构层，以高、低温掺杂或无掺杂磊晶层堆栈成长在所述缓冲层的表面； 形成一个粗糙面，在所述结构层中的一个磊晶层表面上进行； 沉积一个二氧化硅层，在所述结构层内的所述粗糙面上沉积，并在所述二氧化硅层的顶面蚀刻形成多数个以数组排列的凸块；及 成长一个磊晶层，依序在所述结构层的表面成长一个N型磊晶层、一个发光层以及一个P型嘉晶层。
11.如权利要求10所述的LED磊晶制程，其特征在于:所述成长一个结构层步骤中，所述低温掺杂或无掺杂磊晶层的低温温度，是指相对于所述高温掺杂或无掺杂磊晶层的生长温度。
12.如权利要求10所述的LED磊晶制程，其特征在于:所述形成一个粗糙面步骤中，是以感应耦合电浆离子蚀刻或离子轰击方式进行。
13.如权利要求10所述的LED磊晶制程，其特征在于:所述沉积一个二氧化硅层步骤后，更进一步包括形成一个覆盖层步骤，在所述二氧化硅层表面覆盖一个高温氮化铝薄膜层。
全文摘要
本发明提供一种LED磊晶结构及制程，包括一个基板、一个缓冲层、一个结构层以及一个磊晶层。所述缓冲层成长在所述基板的顶面，所述结构层位于所述缓冲层与所述磊晶层之间。所述结构层具有复数个高、低温掺杂或无掺杂磊晶层，其中所述高、低温掺杂或无掺杂磊晶层之间具有一个粗糙面，所述粗糙面上设置一个二氧化硅层，所述二氧化硅层的顶面具有多数个以数组排列的凸块。本发明并提供制造所述LED磊晶结构的制程。
文档编号H01L33/00GK103107257SQ201110354599
公开日2013年5月15日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者林雅雯, 黄世晟, 凃博闵 申请人:展晶科技(深圳)有限公司, 荣创能源科技股份有限公司