发光元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光元件，尤其是涉及一种红外线发光元件。
【背景技术】
[0002]发光二极管(Light-Emitting D1de ；LED)具有低耗能、低发热、操作寿命长、防震、体积小、反应速度快以及输出的光波长稳定等良好光电特性，因此适用于各种用途。
[0003]其中红外线发光二极管(Infrared LED ;IR LED)的应用越来越广，从传统应用于遥控器和监视器，最近更发展到应用于智能型手机以及触控面板。其中因为每一个触控面板相对使用较大量的红外线发光二极管，所以相对于其他应用在价格上也要求更低，降低红外线发光二极管的成本因此有其必要性。
[0004]图1是一现有的红外线发光元件的剖面图，如图1所示，此发光元件包含一永久基板101,在其上方由上往下依序有一发光叠层102,—金属反射层103, —阻障层104,及一接合(bonding)结构105。此外，一第一电极106E1及其延伸电极106E1’设置于发光叠层102上，及一第二电极106E2设置于永久基板101上。第一电极106E1及其延伸电极106E1’以及第二电极106E2用以传递电流。发光叠层102可发出一红外线波段的光线。在制作工艺上，此种现有的红外线发光元件其发光叠层102原本成长于成长基板上(图未示)，再利用接合结构105接合原本分离的发光叠层102与永久基板101，故可于两者接合前先形成金属反射层103于发光叠层102后再接合。但如上述，在特定应用，例如触控面板的应用要求低成本时，上述接合制作工艺及金属反射层103等，都是造成高成本的主因。另外，在触控面板应用上，也要求较佳的侧面出光以达到较大的出光角度，在实际应用上已发现上述现有的红外线发光元件难以符合此方面的要求。
【发明内容】
[0005]为解决上述问题，本发明公开一种发光元件。本发明所公开的发光元件包含:一基板；一发光叠层位于基板的上方，可发出一红外线(IR)波长的光；以及一半导体窗户层，由AlGaInP系列的材料组成,位于基板与发光叠层之间。
【附图说明】
[0006]图1所示为一现有的发光元件。
[0007]图2所示为本发明第一实施例的发光元件。
[0008]图3所示为本发明第一实施例的发光元件中的第二电极图案。
[0009]图4所示为本发明第一实施例的发光元件中的第二电极另一图案。
[0010]符号说明
[0011]101永久基板
[0012]102发光叠层
[0013]103金属反射层
[0014]104阻障层
[0015]105接合结构
[0016]106E1 第一电极
[0017]106ΕΓ (第一电极的)延伸电极
[0018]106E2 第二电极
[0019]20 基板
[0020]21缓冲层
[0021]22半导体窗户层
[0022]23发光叠层
[0023]231第一电性半导体层
[0024]232发光层
[0025]232b!, 232b2,…232bn 阻障层
[0026]232w” 232w2，…232WH 阱层
[0027]233第二电性半导体层
[0028]24侧向光取出层
[0029]25接触层
[0030]26第一电极
[0031]26a (第一电极的)延伸电极
[0032]27第二电极
[0033]SI基板下表面
[0034]S2基板侧面
[0035]S3发光元件上表面
【具体实施方式】
[0036]图2为本发明第一实施例的发光兀件。如图2所不,此发光兀件包含:一基板20 ；一发光叠层23位于基板20的上方,可发出一红外线(IR)波长的光；以及一半导体窗户层22，由AlGaInP系列的材料组成，位于基板20与发光叠层23之间。其中，基板20例如包含砷化镓(GaAs)基板。上述红外线(IR)波长介于约750nm至IlOOnm之间，在一实施例中，红外线(IR)波长大于900nm，例如是940nm。半导体窗户层22为一单一层结构并与发光叠层23直接接触。在制作工艺上可于形成半导体窗户层22后，即于相同机台上调整通入的气体种类或比例，以接着形成发光叠层23。在一实施例中，半导体窗户层22包含(AlxGa1Ja5Ina5P，其中X为0.1?I。值得注意的是，发光叠层23具有一第一折射率Ii1，半导体窗户层22具有一第二折射率n2，第一折射率Ii1大于第二折射率n2至少0.2以上。因此，对于上述发光叠层23所发出的红外线波长的光,在发光叠层23与半导体窗户层22间由高折射率向低折射率行进，加上发光叠层23的第一折射率Ii1与半导体窗户层22的第二折射率n2间的差异，使发光叠层23所发出的红外线波长的光在半导体窗户层22容易发生全反射，即半导体窗户层22提供一单一层结构的反射镜功能,且相对于一般分散式布拉格反射结构(DBR)，其提供较佳的侧向的反射功能。一般分散式布拉格反射结构(DBR)需要数十层才能达到一定程度的反射率，且其反射功能仅限于正向一定范围的角度，一般是与反射结构的法线夹O度?17度的光；而本实施例仅通过单一层结构的半导体窗户层22即可反射与半导体窗户层22的法线夹50度?90度的光，提供较佳的侧面出光以形成较大的出光角度，并且因为光取出改善，整体发光功率因而提升。在实际的测试上，分别测试发出850nm及940nm的发光元件，本发明实施例的发光叠层23在第一电性半导体层231采用砷化铝镓(AlGaAs)，具有第一折射率Ii1约3.4，半导体窗户层22采用(Ala6Gaa4)a5Ina5P，具有第二折射率n2约2.98，两折射率值差约3.4，其与其他条件相同但仅半导体窗户层22改用砷化铝镓(AlGaAs)(折射率约3.4)的发光元件相较，本发明实施例850nm发光元件的发光功率相较由4.2Imff因而提升至4.91mW，增加约17% ;本发明实施例940nm发光元件的发光功率相较由5.06mff因而提升至5.27mW，增加约4%。另外，在制作工艺上或成本上，半导体窗户层22与发光叠层23直接接触,且为一单一层结构，故相对于一般分散式布拉格反射结构，制作工艺更为简化且成本更低。在厚度上，在一实施例中，半导体窗户层22的厚度小于I μ m即可有良好的反射效果。
[0037]发光叠层23包含一第一电性半导体层231位于半导体窗户层22之上；一活性层232位于第一电性半导体层231之上；以及一第二电性半导体层233位于活性层232之上，其中第一电性半导体层231与半导体窗户层22直接接触。第一电性半导体层231、活性层232、及第二电性半导体层233为II1-V族材料所形成。第一电性半导体层231和第二电性半导体层233电性相异，例如第一电性