发光二极管与其制造方法_3

文档序号:9632697阅读:来源:国知局
212。
[0064]图2为依照本发明第二实施方式的发光二极管100的剖面图。本实施方式与第一 实施方式的主要差异在于,图2的发光二极管100具有垂直结构。具体而言,在图2中,基 板210与缓冲层220将被移除。进一步来说,发光二极管100包含电极160。电极160至少 部分设置在靠近第一半导体层110的一侧,W使第一半导体层110、主动层120 W及第二半 导体层130设置在电极150、160之间。电极160电性禪接第一半导体层110。在一实施方 式中,电极150、160的材质皆为导电材料,如金属或透明导电材料(例如氧化铜锡,IT0)。 阳〇化]图3为依照本发明第S实施方式的基板210与错位诱导功能结构212的剖面图。 图4为依照本发明第四实施方式的基板210与错位诱导功能结构212的剖面图。虽然在图 1与图2示出了发光二极管100、200仅具有一个第一开口 01,但本发明并不限于此。在其他 实施方式中,发光二极管100、200亦可具有多个第一开口 01。在发光二极管100、200具有 多个第一开口 Ol的实施方式中,多个错位诱导功能结构212可设置在基板210上,且错位 诱导功能结构212可大致等距排列(如图3所示)或非等距排列(如图4所示)。错位诱 导功能结构212等距或非等距排列取决于第一开口 Ol的大小或位置。举例来说,假如第一 开口 Ol大致等距排列,则错位诱导功能结构212将会大致等距排列。同理,假如第一开口 Ol非等距排列,或者第一开口 Ol的大小不同,则错位诱导功能结构212将会非等距排列。 参考图1与图2将可发现,第一开口 Ol在基板210上的正投影与错位诱导功能结构212至 少部分重叠。因为穿透位错121从错位诱导功能结构212上成形,且穿透位错121为斜向 延伸,因此当穿透位错121延伸至主动层120时,穿透位错121将不会进入主动层120的发 光区122中,因而改善发光二极管100、200的发光效率。
[0066] 如图1与图3所示,相邻两个错位诱导功能结构212之间定义山谷区V,穿透位错 121在基板210上的正投影与山谷区V至少部分重叠,且第一开口 Ol在基板210上的正投 影与错位诱导功能结构212至少部分重叠。换句话说,在介电层140形成于第二半导体层 130上后,第一开口 Ol与发光区122皆与错位诱导功能结构212对齐。此外,因为张应力的 关系,穿透位错121会斜向延伸,因此当穿透位错121延伸至主动层120时,穿透位错121 将不会进入发光区122中,因而改善发光二极管100、200的发光效率。
[0067] 图5为依照本发明第五实施方式的多个错位诱导功能结构212的立体图。图6为 依照本发明第六实施方式的多个错位诱导功能结构212的立体图。图7为依照本发明第屯 实施方式的多个错位诱导功能结构212的立体图。如图5至图7所示,错位诱导功能结构 212的形状可为长条形、圆锥形或是多角形。错位诱导功能结构212的形状将根据第一开口 Ol的形状决定。举例来说,若第一开口 Ol为长条形,则错位诱导功能结构212的形状亦可 为长条形。
[0068] 更具体地说,第一开口 Ol的形状可为长条形、圆形或多边形,且位于基板210上的 错位诱导功能结构212的形状亦可为长条形、圆锥形或是多角形,其中在发光二极管100、 200的平面图中,每个第一开口 Ol将与具有相同或相类似形状的错位诱导功能结构212对 齐。
[0069] 图8为依照本发明第八实施方式的发光二极管100、200的平面图。如图3与图8 所示,第一开口 Ol分别对齐错位诱导功能结构212,且穿透位错121位于两个相邻的第一 开口 Ol之间。在一实施方式中,两个相邻的错位诱导功能结构212之间的间距P为约3微 米,且每个第一开口 Ol具有第一直径,此第一直径为约0. 1微米至约2微米。
[0070] 图9为依照本发明第九实施方式的发光二极管100、200的平面图。如图4与图9 所示,错位诱导功能结构212之间的间距基本上不同。在图9中,两个相邻的错位诱导功能 结构212之间的间距P大小将根据第一开口 Ol的大小而设计。举例来说,假如第一开口 Ol 较大,则两个相邻的错位诱导功能结构212之间的间距P亦会较大。在一实施方式中,第一 开口 Ol具有第一直径,此第一直径为约0. 1微米至约20微米,且两个相邻的错位诱导功能 结构212之间的间距P为约0. 5微米至约20微米。 阳071] 图10为依照本发明第十实施方式的发光二极管100、200的平面图。在一实施方 式中,介电层140中还具有至少一个第二开口 02,第二开口 02可具有第二直径,此第二直径 为约10微米至约20微米。如图10所示,第二开口 02的大小可大于第一开口 Ol的大小, 于是穿透位错121在介电层140上的正投影可与第二开口 02至少部分重叠。由于相较于 第一开口 01,第二开口 02较大,因此第二开口 02的发光功率将较第一开口 Ol大,使得尽管 对齐于第二开口 02的发光区与穿透位错121重叠,第二开口 02的发光效率仍可获得提升。 阳072] 应了解到,虽然第二开口 02没有在图1与图2中示出,但第二开口 02仍可裸露出 第二半导体层130的一部分,因此电极150可W通过第二开口 02而电性禪接至第二半导体 层 130。
[0073] 本发明另一实施方式掲露一种发光二极管100、200的制造方法。请同时参照图1 与图2,发光二极管100、200的制造方法包含W下步骤:
[0074] 步骤一:在基板210上形成第一半导体层110,其中基板210上具有至少一个错位 诱导功能结构212,且至少一个穿透位错121从错位诱导功能结构212上成形。
[00巧]第一半导体层110为N型半导体层。基板210为图案化的蓝宝石基板,且错位诱 导功能结构212为位于蓝宝石基板上的图案。此图案可通过例如蚀刻工艺过程而形成。第 一半导体层110可通过例如外延而形成。因为晶格不匹配产生于基板210与第一半导体层 110之间,因此当第一半导体层110形成在基板210上后,张应力将会顺应产生。因为张应 力主要会产生于错位诱导功能结构212设置的位置,因此穿透位错121将会倾向从错位诱 导功能结构212上成形。 阳076] 在一实施方式中,在基板210上形成第一半导体层110之前,发光二极管100、200 的制造方法包含在基板210上形成缓冲层220 (见图1),且第一半导体层110形成于缓冲层 220上。缓冲层220可通过例如外延而形成。缓冲层220的材质可为渗杂或未渗杂渗杂物 的材料,借此降低缓冲层220与基板210之间的晶格不匹配。 阳077] 在形成第一半导体层110后,发光二极管100、200的制造方法包含:
[0078] 步骤二:在第一半导体层110上形成主动层120,其中主动层120具有至少一个穿 透位错121。在一实施方式中,主动层120具有第一区Rl与第二区R2,其中第一区Rl的第 一穿透位错密度大于第二区R2的第二穿透位错密度。在一实施方式中,主动层120为例如 异质结构或量子井结构。主动层120可通过例如外延而形成。 阳O巧]在形成主动层120后,发光二极管100、200的制造方法包含:
[0080] 步骤=:在主动层120上形成第二半导体层130。在一实施方式中,第二半导体层 130为P型半导体层。第二半导体层130可通过例如外延而形成。
[0081] 在形成第二半导体层130后,发光二极管100、200的制造方法包含:
[0082] 步骤四:在第二半导体层130上形成介电层140。 阳08引步骤五:在介电层140中形成至少一个开口,其中穿透位错121在介电层140上的 正投影与开口分开。
[0084] 在一实施方式中,介电层140的材质为氮化娃或二氧化娃等介电材料。介电层140 可通过例如物理气相沉积(Physical Vapor Deposition, PVD)或化学气相沉积(Qiemical Vapor D巧osition,CVD)而形成。开口(例如:第一开口 Ol或第二开口 02)可通过例如光 刻工艺过程(Photolithography Process)而形成。当开口形成时,开口可与错位诱导功能 结构212对齐。当开口与错位诱导功能结构212对齐时,开口在主动层120上的正投影将 与穿透位错121分开,进而改善发光二极管100、200的发光效率。 阳0化]在介电层140形成开口后,发光二极管100、200的制造方法包含:
[0086] 步骤六:形成部分设置在介电层140上的电极150,其中电极150通过开口与第 二半导体层130电性禪接。在一实施例中
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