专利名称：发光二极管结构及其制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种二极管，且特别是有关于一种发光二极管结构。
背景技术：
由于发光二极管具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小以及耗电量低等优点， 发光二极管已被广泛地应用于家电产品以及各式仪器的指示灯或光源。一般来说，高亮度垂直型发光二极管通常会有电流分布不均的问题外，且其所提供的光线的指向性非常强，其中所谓指向性是指光线的光场分布非常集中。举例来说，正视发光二极管的中央方向其光场强度会最强，而稍偏离正向方向时，则光场强度便会快速减弱。此部分尤其在使用分布式布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector,DBR)更为明显。另外，传统的垂直型发光二极管其在制作上通常会需要两次转移基板制程，才可完成其制作，因此其制作步骤会较为复杂。
发明内容
本发明提供一种发光二极管结构，其具有较佳的光学表现及电性表现。本发明另提供一种发光二极管结构的制作方法，其可制作出上述的发光二极管结构外，并具有较为简易的制程步骤。本发明提出一种发光二极管结构，其包括一发光元件层、一图案化介电层、一第一欧姆接触层、一导电基板、一第一电极层及一第二电极层。发光元件层具有一第一表面与一第二表面。图案化介电层配置于第一表面上并具有多个开口以暴露出部分发光元件层。第一欧姆接触层配置于图案化介电层上，且第一欧姆接触层透过这些开口而与发光元件层连接。导电基板配置于第一欧姆接触层上而与第一欧姆接触层连接。第一电极层配置于第二表面上并覆盖部分发光元件层。第二电极层配置于导电基板上，且导电基板位于第一欧姆接触层与第二电极层之间。在本发明的一实施例中，第一欧姆接触层与图案化介电层共形。在本发明的一实施例中，导电基板透过这些开口而与第一欧姆接触层连接。在本发明的一实施例中，发光二极管结构更包括一第二欧姆接触层，覆盖于第一欧姆接触层并位于第一欧姆接触层与导电基板之间。在本发明的一实施例中，第二欧姆接触层适于填满这些开口，且第二欧姆接触层为一平坦层。在本发明的一实施例中，第一欧姆接触层适于填满这些开口，且第一欧姆接触层为一平坦层。在本发明的一实施例中，图案化介电层的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝或光阻材质。在本发明的一实施例中，第一欧姆接触层的材质包括金属材料、透明导电氧化物或半导体材料。
在本发明的一实施例中，第一欧姆接触层为单层结构或多层结构。在本发明的一实施例中，这些开口于图案化介电层上所构成的形状包括有凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。本发明另提出一种发光二极管结构的制作方法，其包括至少下列步骤。首先，提供一基板。接着，于基板上形成一发光元件层，其中发光元件层具有一第一表面与一相对第一表面的第二表面，且第二表面与基板接触。而后，于发光元件层的第一表面上形成一介电层。接着，图案化介电层以形成一具有多个开口的图案化介电层，其中这些开口暴露出部分发光元件层。然后，于图案化介电层上覆盖一第一欧姆接触层，其中第一欧姆接触层透过这些开口与部分发光元件层连接。接着，形成一导电基板于第一欧姆接触层上。之后，移除基板以暴露出发光元件层的第二表面。接着，形成一第一电极层于第二表面上以覆盖部分发光元件层，以及形成一第二电极层于导电基板上。在本发明的一实施例中，形成第一欧姆接触层的方法包括电镀法、蒸镀法、溅镀法或沉积法。在本发明的一实施例中，在形成导电基板于第一欧姆接触层之前，上述方法更包括覆盖一第二欧姆接触层于第一欧姆接触层上，且部分第二欧姆接触层适于填满这些开口而与这些开口内的部分第一欧姆接触层连接。在本发明的一实施例中，形成导电基板于第一欧姆接触层的方式包括接合法 (bonding)或电镀法(electroplate)。在本发明的一实施例中，当导电基板以电镀法形成于第一欧姆接触层时，导电基板适于填满这些开口而与第一欧姆接触层连接。在本发明的一实施例中，移除基板以暴露出发光元件层的第二表面的方式包括使用激光剥离法(laser lift off)。本发明又提出一种发光二极管结构，其包括一发光元件层、一欧姆接触层、一导电基板、一第一电极层以及一第二电极层。发光元件层具有一第一表面、一第二表面、多个凸起部与多个凹陷部，其中这些凸起部与这些凹陷部位于第一表面上。欧姆接触层覆盖于第一表面上，且欧姆接触层填入这些凹陷部内而与部分发光元件层连接。导电基板配置于欧姆接触层上而与欧姆接触层连接。第一电极层配置于第二表面上并覆盖部分发光元件层。 第二电极层配置于导电基板上，且导电基板位于欧姆接触层与第二电极层之间。在本发明的一实施例中，欧姆接触层共形于这些凸起部与这些凹陷部。在本发明的一实施例中，导电基板填入这些凹陷部内而与欧姆接触层连接。在本发明的一实施例中，发光二极管结构更包括多个介电层，分别配置于这些凸起部上，且每一这些介电层位于发光元件层与导电基板之间。在本发明的一实施例中，这些介电层的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝或光阻材质。在本发明的一实施例中，欧姆接触层适于填满这些开口，且欧姆接触层为一平坦层。在本发明的一实施例中，欧姆接触层的材质包括金属材料、透明导电氧化物或半导体材料。在本发明的一实施例中，欧姆接触层为单层结构或多层结构。在本发明的一实施例中，这些凸起部与这些凹陷部于第一表面上所构成的形状包括有凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。在本发明的一实施例中，上述的发光元件层的材质包括氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓、磷化铝铟镓、砷化铝镓、砷化铟镓或上述组合。在本发明的一实施例中，上述的发光元件层包括一第一型半导体层、一发光层及一第二型半导体层，发光层位于第一型半导体层与第二型半导体层之间。本发明再提出一种发光二极管结构的制作方法，其包括至少下列步骤。首先，提供一基板。接着，于基板上形成一发光元件层，其中发光元件层具有一第一表面与一相对第一表面的第二表面，且第二表面与基板接触。然后，于发光元件层的第一表面上形成一介电层。接着，图案化介电层以形成一具有多个开口的图案化介电层，其中这些开口暴露出部分发光元件层。之后，以图案化介电层为罩幕，移除这些开口所暴露出的部分发光元件层并于第一表面上形成多个凹陷部与多个相对这些凹陷部的凸起部，其中图案化介电层位于这些凸起部上。然后，于第一表面上覆盖一欧姆接触层，其中欧姆接触层适于填入这些凹陷部而与部分发光元件层连接。接着，形成一导电基板于欧姆接触层上。而后，移除基板以暴露出发光元件层的第二表面。接着，形成一第一电极层于第二表面上以覆盖部分发光元件层，以及形成一第二电极层于导电基板上。在本发明的一实施例中，形成欧姆接触层的方法包括电镀法、蒸镀法、溅镀法或沉积法。在本发明的一实施例中，形成导电基板于欧姆接触层的方式包括接合法 (bonding)或电镀法(electroplate)。在本发明的一实施例中，当导电基板以电镀法形成于欧姆接触层时，导电基板适于填满这些凹陷部而与欧姆接触层连接。在本发明的一实施例中，于第一表面上覆盖欧姆接触层时，上述方法更包括将欧姆接触层填满这些凹陷部而与发光元件层连接。在本发明的一实施例中，在覆盖欧姆接触层于第一表面之前，上述方法更包括移除位于这些凸起部上的图案化介电层。在本发明的一实施例中，移除基板以暴露出发光元件层的第二表面的方式包括使用激光剥离法(laser lift off)。本发明一实施例的发光二极管结构可透过图案化介电层与欧姆接触层所构成的反光结构，使发光元件层所产生光束在传递至图案化介电层时，可被欧姆接触层所反射，且被反射的光束在出射于第二表面时，其出光的角度是呈现偏向全方位的光场分布，意即发光二极管结构所提供的出光角度较大。另外，若欧姆接触层为透明导电氧化物与反射性金属堆迭层时，将可有效提升发光二极管结构整体的电性表现及发光效益。再者，也可借由将发光元件层的表面上设计有凸起部与凹陷部，且欧姆接触层直接地覆盖于凸起部与凹陷部上，因此欧姆接触层与发光元件层的接触面积便会提高，如此一来，除了可使发光二极管结构具有较佳的光学表现外， 其电性表现亦可获得提升。另外，本发明所提供的制作方法亦可仅使用一次转移基板的制程而制作出具有前述优点的发光二极管结构，从而具有制程步骤较简易的优点。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式
作详细说明，其中
图1为本发明第一实施例的发光二极管结构的局部剖示图。图2A为图1的局部放大图。图2B为图1的另一实施形态的局部放大图。图3A 图3F为第一实施例的发光二极管结构的制作流程剖示图。图4为本发明第一实施例的另一实施形态的发光二极管结构的局部剖示图。图5为本发明第二实施例的发光二极管结构的局部剖示图。图6A 图6D为第二实施例的发光二极管结构的制作流程剖示图。图7为本发明第二实施例的另一实施形态的发光二极管结构的局部剖示图。图8为本发明第二实施例的又一实施形态的发光二极管结构的局部剖示图。主要元件符号说明100、300、400、600、700 发光二极管结构110、210、410、510 发光元件层112、412 第一型半导体层114、414:发光层116、416 第二型半导体层120:图案化介电层130、130a、230 第一欧姆接触层140、M0、430、M0 导电基板150、440 第一电极层160、450 第二电极层170 第二欧姆接触层212 :N型半导体层214:发光层216 =P型半导体层220、460:介电层222:图案化介电层410a、510a 凸起部410b、510b 凹陷部Bl 基板Sl 第一表面S2 第二表面Pl:开口Ll 光束Ql、Q2、420、420a、530 欧姆接触层
具体实施例方式第一实施例图1为本发明第一实施例的发光二极管结构的局部剖示图，而图2A为图1的局部放大图。请同时参考图1与图2A，本实施例的发光二极管结构100，包括一发光元件层110、
8一图案化介电层120、一第一欧姆接触层130、一导电基板140、一第一电极层150及一第二电极层160。发光元件层110具有一第一表面Sl与一第二表面S2。在本实施例中，发光元件层110包括一第一型半导体层112、一发光层114及一第二型半导体层116，其中发光层 114位于第一型半导体层112与第二型半导体层116之间。详细而言，第一型半导体层112 例如是一 N型半导体层，第二型半导体层116例如是一 P型半导体层，而发光层114可以是多重量子井层。反之，第一型亦可以P型，而第二型可以N型，此部分仅依使用者而定。在本实施例中，第一型半导体层112与第二型半导体层116分别是以N型半导体层与P型半导体层为举例说明。另外，发光元件层110的材质可以是采用氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓、磷化铝铟镓、砷化铝镓、砷化铟镓或上述组合，其中本实施例是以氮化镓为举例说明，但不限于此。请继续参考图1与图2A，图案化介电层120配置于于发光元件层110上，图案化介电层120暴露出发光元件层110。在本实施例中，图案化介电层120的材质可以是采用氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪与氧化铝之类绝缘物质，或者是光阻材质，其中本实施例是以光阻材质作为举例说明，但不限于此。另外，根据使用者所设计的光罩图案可以将图案化介电层设计成具有多样化的结构。举例而言，依据不同光罩图样的设计，上述的图案化介电层120上所构成的形状可以是凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。值得一提的是，本实施例的图案化介电层120为可透光的材质。另外，第一欧姆接触层130配置于图案化介电层120上，并透过图案化介电层110 而与发光元件层110连接，如图1与图2A所示。在本实施例中，第一欧姆接触层130与图案化介电层120共形(conform)，且第一欧姆接触层130若是以单层结构为举例时，其材料可以是采用反射性较佳的金属，如银或铝。详细而言，由于图案化介电层120的材质为可透光，因此当发光二极管结构100被驱动时而使发光元件层110激发出多道光束Ll时，部分光束Ll在传递至图案化介电层120后会被覆盖于图案化介电层120上的第一欧姆接触层 130所反射，其中因图案化介电层120是采用上述的凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、 梯形或圆锥形的结构，因此光束Ll在被第一欧姆接触层130反射而出射于第二表面S2时， 其出射的光场分布便可较偏向全方位的光场分布，即发光二极管结构100所提供的光场分布会均勻。要说明的是，为使发光元件层110所发射出的光线可以充分地绕射或散射，图案化介电层110的凸出或凹陷结构的阶差或深度至少须为λ/4以上，因此当凸出或凹陷结构的深度或阶差为λ/4η时(η为半导体层的折射率)，即可获得绕射效果。为使光线能充分绕射及散射，而凸出或凹陷结构彼此之间的间距在IOOym以下，为了具有较佳的绕射结果，凸出或凹陷结构之间的间距最好是在20 μ m以下，其可以有效地减少全反射的现象产生。在另一实施形态中，第一欧姆接触层130除了可以是前述的单层结构外，其亦可以是采用如图2B所绘示的具有多层结构Ql、Q2的第一欧姆接触层130a。在图2B的第一欧姆接触层130a中，欧姆接触层Ql可采用透明导电氧化物(如铟锡氧化物，ΙΤ0)或镍的类的金属材质，而欧姆接触层Q2则可以是采用前述的反射性较佳的金属，如银或铝。详细而言，若发光二极管结构100采用如图2B中的第一欧姆接触层130a，且欧姆接触层Ql是采用透明导电氧化物时，除了达到上述图2A所提及的优点外，亦可有效提升发光二极管结构 100整体的电性表现及发光效益。另外，导电基板140配置于第一欧姆接触层130上而与第一欧姆接触层130、130a 连接，如图1与图2A所示。在本实施例中，导电基板140可以是一金属材料的基板，其与第一欧姆接触层130的连接方式可以是采用贴合、粘合(bonding)或电镀的方式，此部分可依使用者的需求而定。在本实施例中，导电基板140与第一欧姆接触层130连接方式较佳地可采用电镀的方式。值得一提的是，在一未绘示的实施例中，若第一欧姆接触层130为一平坦层时，导电基板140则可以是采用贴合的方式与第一欧姆接触层130进行连接，但亦可采用电镀法。请继续参考图1与图2A，第一电极层150配置于第二表面S2上并覆盖部分发光元件层110，而第二电极层160配置于导电基板140上，且导电基板140位于第一欧姆接触层130与第二电极层160之间。在本实施例中，第一电极层150为第一型半导体层112的 N型电极，而第二电极层160则可为第二型半导体116的P型电极。详细而言，若对第一电极层150与第二电极层160施加一驱动电压时，则发光元件层110便会被激发而产生上述的多道光束Li。基于上述可知，本实施例的发光二极管结构100可透过图案化介电层120与覆盖图案化介电层120上的第一欧姆接触层130、130a所构成的结构，使得发光元件层110所产生多道光束Ll在传递至图案化介电层120时，可被第一欧姆接触层130、130a所反射，其中因第一欧姆接触层130、130a与图案化介电层120所接触的表面为不规则的表面，因此被反射的光束Ll在出射于第二表面S2时，其出光的角度便会是呈现偏向全方位的光场分布，意即发光二极管结构100所提供的出光角度便会较大。此外，若发光二极管结构100若是采用如图2B中的第一欧姆接触层130a，且欧姆接触层Ql为透明导电氧化物，而欧姆接触层 Q2为反射性金属时，将可有效提升发光二极管结构100整体的电性表现及发光效益。需要说明的是，若第一欧姆接触层130仅为透明导电氧化物时，则光束Ll可透过导电基板140进行光束Ll的反射。另外，本实施例亦提供一种制作上述发光二极管结构100的方法，其说明如下。图3A 图3F为第一实施例的发光二极管结构的制作流程剖示图。请先参考图3A， 首先，提供一基板Bi，其中基板Bl为一成长基板，其例如是单晶硅基板(Single crystal silicon substrate)、娃覆绝缘基板(SOI)或蓝宝石基板(sapphire substrate,Al2O3)。本实施例是以蓝宝石基板作为举例说明，但不限于此。接着，于基板Bl上形成一发光元件层 210，其中发光元件层210具有一第一表面Sl与一相对第一表面Sl的第二表面S2，且第二表面S2与基板Bl接触，如图3A所示。在本实施例中，发光元件层210的材质是以氮化镓作为举例说明，且发光元件层210具有一 N型半导体层212、一发光层214及一 P型半导体层216，如图3A所示。而后，于发光元件层210的第一表面Sl上形成一介电层220，如图所示。在本实施例中，此介电层220可以是采用前述图案化介电层120所提及的材料，而本实施例以光阻材料为举例说明。接着，图案化介电层220以形成一具有多个开口 Pl的图案化介电层222，这些多个开口 Pl使得图案化介电层120具有多个凸出或凹陷结构，如图3C所示，其中这些开口 Pl暴露出部分发光元件层210。在本实施例中，图案化介电层220的方式例如是采用传统的微影蚀刻制程。然后，于图案化介电层222上覆盖一第一欧姆接触层230，其中第一欧姆接触层 230透过这些开口 Pl与部分发光元件层210连接，如图3D所示。在本实施例中，形成第一欧姆接触层230的方法可以是电镀法、蒸镀法、溅镀法或沉积法。另外，第一欧姆接触230 共形地形成图案化介电层222上，且第一欧姆接触层230可以是设计成如图2A与图2B所绘示的第一欧姆接触层130、130a的结构。接着，形成一导电基板240于第一欧姆接触层230上，如图3E所示。在本实施例中，形成导电基板240于第一欧姆接触层230的方式可以是采用接合法(bonding)或电镀法(electroplate)，其中本实施例是以电镀法作为举例说明，但不限于此。举例而言，若第一欧姆接触层230是以共形方式形成于图案化介电层220上时，则导电基板240可以采用电镀法形成于第一欧姆接触层230，并且与第一欧姆接触层230连接。之后，移除基板Bl以暴露出发光元件层210的第二表面S2，如图3F所示。在本实施例中，移除基板Bl以暴露出发光元件层210的第二表面S2的方式例如是采用激光剥离法(laser lift off)。接着，形成一第一电极层150于第二表面S2上以覆盖部分发光元件层210，以及形成一第二电极层160于导电基板240上，至此可形成如图1所绘示的发光二极管结构100。 在本实施例中，形成第一电极层150与第二电极层160的方式可以是采用电镀法、蒸镀法、 溅镀法或沉积法。基于上述的步骤可知，本实施例所提供的制作方法除了可制作出上述的发光二极管结构100外，其亦可仅使用一次转移基板的制程而制作出如图1所绘示的发光二极管结构100，从而具有制程步骤较简易的优点。在另一实施形态中，发光二极管结构100更包括有一第二欧姆接触层170而形成如图4所绘示的发光二极管结构300，其中第二欧姆接触层170覆盖于第一欧姆接触层 130，并且第一欧姆接触层170位于第一欧姆接触层130与导电基板140之间。在发光二极管结构300中，第二欧姆接触层170适于覆盖第一欧姆接触层130并且填满图案化介电层 120的开口 P1，且第二欧姆接触层170可以是一平坦层，如图4所示。在本实施例中，第一欧姆接触层130的材质可以是采用透明导电氧化物(如铟锡氧化物，ΙΤ0)或是金属材料(如镍)，而第二欧姆接触层170可以是光反射性较佳的金属， 如如银或铝之类的材质。由于发光二极管结构300与发光二极管结构100在结构上略有不同，因此其制作方法亦略有差异。其主要差异在于，在形成导电基板140于第一欧姆接触层130之前，更包括覆盖一第二欧姆接触层170于第一欧姆接触层130上，且部分第二欧姆接触层170适于覆盖第一欧姆接触层130并且填满图案化介电层220，并与第一欧姆接触层130连接。在本实施例中，由于发光二极管结构300与发光二极管结构100在结构与制作方法上仅略有不同，因此发光二极管结构300及其制作方法同样具有上述的发光二极管结构 100及其制作方法所提及的优点。第二实施例图5为本发明第二实施例的发光二极管结构的局部剖示图。请参考图5，本实施例的发光二极管结构400包括一发光元件层410、一欧姆接触层420、一导电基板430、一第一电极层440以及一第二电极层450。发光元件层410具有一第一表面Si、一第二表面S2、 连续设置的多个凸起部410a与多个凹陷部410b，其中这些凸起部410a与这些凹陷部410b 位于第一表面Sl上。在本实施例中，位于第一表面上的凸起部410a与凹陷部410b主要是根据光罩图样的设计而进行图案化(即蚀刻制程)。其中这些凸起部410a与这些凹陷部 410b位于第一表面Sl上所构成的形状可以是凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。为使发光元件层410所发射的光线能充分地产生绕射或散射，因此凸起部 410a与凹陷部410b的阶差或深度至少须为λ /4以上，当凸起部410a与凹陷部410b的深度或阶差为λ/4η时(η为发光元件层的折射率)，即可获得绕射效果。为了使光线能充分地产生绕射及散射，凸起部410a与凹陷部410b彼此之间的间距最好是在100 μ m以下，在 20 μ m以下则能达到最好的绕射状态，有效减少全反射的现象产生。由于发光元件层410具有多个连续设置的凸起部410a与凹陷部410b的结构，因此增加了散热的面积，也借此提高传送发光元件层410所产生热能的能力。在本实施例中，发光元件层410包括一第一型半导体层412、一发光层414及一第二型半导体层416，其中发光层414位于第一型半导体层412与第二型半导体层416之间。 详细而言，第一型半导体层412例如是一 N型半导体层，第二型半导体层416例如是一 P型半导体层，而发光层414可以是多重量子井层。反之，第一型亦可以P型，而第二型可以N 型，此部分仅依使用者而定。在本实施例中，第一型半导体层412与第二型半导体层416分别是以N型半导体层与P型半导体层为举例说明。另外，发光元件层410的材质可以是采用氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓、磷化铝铟镓、砷化铝镓、砷化铟镓或上述组合，其中本实施例是以氮化镓为举例说明，但不限于此。请参考图5，欧姆接触层420覆盖于第一表面Sl上，且与发光元件层410连接。在本实施例中，欧姆接触层420共形于上述的凸起部410a及凹陷部410b，且欧姆接触层420 若是以单层结构为举例时，而其材料可以是采用反射性较佳的金属，如银或铝。详细而言， 当发光二极管结构400被驱动时而使发光元件层410激发出多道光束Ll时，部分光束Ll在传递欧姆接触层420时会被欧姆接触层420所反射，其中因欧姆接触层420是共形于凸起部410a及凹陷部410b，因此光束Ll在被欧姆接触层420反射而出射于第二表面S2时，其出射的光场分布便可较偏向全方位的光场分布，即发光二极管结构400所提供的光场分布会均勻。在另一未绘示的实施形态中，欧姆接触层420除了可以是单层结构外，其亦可以是采用前述所提及的多层结构的设计，此部分可参考图2A与图2B的说明，在此便不再赘述。值得一提的是，由于发光元件层410具有凸起部410a与凹陷部410b，且欧姆接触层420直接地覆盖于凸起部410a与凹陷部410b上，因此本实施例的欧姆接触层420与发光元件层410的接触面积便会提高，如此一来，除了可使发光二极管结构400具有较佳的光学表现外，其电性表现亦可获得提升。另外，导电基板430配置于欧姆接触层420上而与欧姆接触层420连接，如图5所示。在本实施例中，导电基板430可以是一金属材料的基板，其与欧姆接触层420的连接方式可以是采用贴合、粘合(bonding)或电镀的方式，此部分可依使用者的需求而定。在本实施例中，导电基板430与欧姆接触层420连接方式较佳地可采用电镀的方式。
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值得一提的是，在一未绘示的实施例中，若欧姆接触层420为一平坦层时，导电基板430则可以是采用贴合的方式与欧姆接触层420进行连接，但亦可采用电镀法。要说明的是，在另一实施例中，发光二极管结构400更包括有多个介电层460分别位于发光元件层410的凸起部410a上而形成如图7所绘示的发光二极管结构600，这些介电层460分别位于欧姆接触层420与发光元件层410之间。在发光二极管结构600中，这些介电层460的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝或光阻材质， 其中本实施例是以光阻为举例说明，但不限于此，其亦可以是绝缘物质。另外，在本实施例中，欧姆接触层420可以是光反射性较佳的金属，如如银或铝之类的材质。值得注意的是， 发光元件层410的凸起部410a与凹陷部410b的阶差或深度至少须为λ /4以上，当凸起部 410a与凹陷部410b的深度或阶差为λ/ 时(n为半导体层的折射率)，可获得绕射效果。 为使光线能充分绕射及散射，而凸起部410a与凹陷部410b彼此之间的间距最好在100 μ m 以下，在20 μ m以下则能达到最好的绕射状态，且有效减少全反射的现象产生。由于发光二极管结构600与发光二极管结构300在结构上略有不同，因此其制作方法亦略有差异。其主要差异在于，发光二极管结构600在图;3B所述步骤中，进行图案化时，同时针对介电层460和P型半导体层416进行图案化，而形成凸起部410a与这些凹陷部410b位于第一表面Sl上所构成的形状可以是凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。在本实施例中，由于发光二极管结构600与发光二极管结构300在结构与制作方法上仅略有不同，因此发光二极管结构600及其制作方法同样具有上述的发光二极管结构 300及其制作方法所提及的优点。而P型半导体层为具有高电阻的特性，因此，在发光二极管结构600中，图案化P型半导体层416后可以使得欧姆接触层420能够更接近发光层414， 进而降低高电阻值对发光二极管结构600的影响。在又一实施形态中，发光二极管结构700的欧姆接触层420a亦可以采用如图8所绘示的填满凹陷部410a的实施形态，此时欧姆接触层420a可以视为一种平坦层的形态。因此，导电基板430形成于欧姆接触层420a上的方式较佳地可以采用贴合的方式，但电镀亦可。请继续参考图5，第一电极层440配置于第二表面S2上并覆盖部分发光元件层 410，而第二电极层450配置于导电基板430上，且导电基板430位于欧姆接触层420与第二电极层450之间。在本实施例中，第一电极层440为第一型半导体层412的N型电极，而第二电极层450则可为第二型半导体416的P型电极。详细而言，若对第一电极层440与第二电极层450施加一驱动电压时，则发光元件层410便会被激发而产生上述的多道光束 Li。基于上述可知，本实施例的发光二极管结构400可透过将欧姆接触层420覆盖于发光元件层410上的凸起部410a与凹陷部410b，从而使得发光元件层410所产生多道光束 Ll在传递至欧姆接触层420时，被欧姆接触层420所反射，其中因欧姆接触层420与发光元件层410所接触的表面为不规则的表面Si，因此被反射的光束Ll在出射于第二表面S2时， 其出光的角度便会是呈现偏向全方位的光场分布，意即发光二极管结构400所提供的出光角度便会较大。此外，若发光二极管结构400若是将欧姆接触层420采用如图2B中的双层结构设计，亦可有效提升发光二极管结构400整体的电性表现及发光效益。
需要说明的是，若欧姆接触层420仅为透明导电氧化物时，则光束L 1亦可透过导电基板430进行光束Ll的反射。另外，本实施例亦可提供一种制作上述发光二极管结构400的方法，其中发光二极管结构400与发光二极管结构100的制作方式于图3A 图3C的步骤皆相同，而于图3C 之后的制作步骤则不同于发光二极管结构100的方法，其说明如下。在发光二极管结构400的制作方法中，首先，先完成前述图3A 图3C的步骤。接着，以图案化介电层为罩幕，移除这些开口 Pl所暴露出的部分发光元件层510而于第一表面Sl上同时形成多个凸起部510a与多个相对这些凸起部510a的凹陷部510b，其中图案化介电层位于这些凸起部510a上。接着，移除图案化介电层，以暴露出发光元件层510的凸起部510a，如图6A所示。在本实施例中，移除部分发光元件层510以形成凸起部510a与凹陷部510b的方式可以是采用干式蚀刻或是湿式蚀刻。此外，移除图案化介电层的方式例如是采用干式蚀刻、湿式蚀刻或是使用移除光阻的溶液移除之。本实施例是以图案化介电层为光阻，因此，移除图案化介电层的方式可以是采用有机溶剂移除之。然后，于第一表面Sl上覆盖一欧姆接触层530，并与图案化的发光元件层510连接，如图6B所示。在本实施例中，形成欧姆接触层530的方法可以是电镀法、蒸镀法、溅镀法或沉积法。另外，欧姆接触530共形于凸起部510a与凹陷部510b，且欧姆接触层530可以是设计成如图2A与图2B所绘示的单层或多层结构。接着，形成一导电基板540于欧姆接触层530上，如图6C所示。在本实施例中，形成导电基板540于欧姆接触层530的方式可以是采用接合法(bonding)或电镀法 (electroplate)，其中本实施例是以电镀法作为举例说明，即导电基板540适于填满凹陷部510b而与欧姆接触层530连接，但不限于此。举例而言，若欧姆接触层530是以填满于凹陷部510b并覆盖凸起部510a而形成一种平坦层时，则导电基板540则可以采用接合法形成于欧姆接触层530上。之后，移除基板B 1以暴露出发光元件层510的第二表面S2，如图6D所示。在本实施例中，移除基板B 1以暴露出发光元件层510的第二表面S2的方式例如是采用激光剥离法(laser lift off)。接着，形成一第一电极层440于第二表面S2上以覆盖部分发光元件层510，以及形成一第二电极层450于导电基板540上，至此可形成如图5所绘示的发光二极管结构400。 在本实施例中，形成第一电极层440与第二电极层450的方式可以是采用电镀法、蒸镀法、 溅镀法或沉积法。基于上述的步骤可知，本实施例所提供的制作方法除了可制作出上述的发光二极管结构400外，其亦可仅使用一次转移基板的制程而制作出如图5所绘示的发光二极管结构400，从而具有制程步骤较简易的优点。 综上所述，本发明的发光二极管结构及其制作方法至少具有下列优点。首先，透过图案化介电层与第一欧姆接触层所构成的反光结构，可使发光元件层所产生光束在传递至图案化介电层时，可被第一欧姆接触层所反射，且被反射的光束在出射于第二表面时，其出光的角度是呈现偏向全方位的光场分布，意即发光二极管结构所提供的出光角度较大。此外，若第一欧姆接触层为透明导电氧化物与反射性金属堆迭层时，将可有效提升发光二极管结构整体的电性表现及发光效益。再者，也可借由将发光元件层的表面上设计有凸起部与凹陷部，且欧姆接触层直接地覆盖于凸起部与凹陷部上，因此欧姆接触层与发光元件层的接触面积便会提高，如此一来，除了可使发光二极管结构具有较佳的光学表现外，其电性表现亦可获得提升。另外，本发明所提供的制作方法亦可仅使用一次转移基板的制程而制作出具有前述优点的发光二极管结构，从而具有制程步骤较简易的优点。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种发光二极管结构，包括一发光元件层，具有一第一表面与一相对于该第一表面设置的第二表面； 一图案化介电层，配置于该第一表面上；一第一欧姆接触层，配置于该图案化介电层上，且该第一欧姆接触层透过该第一欧姆接触层与该发光元件层耦接；一导电基板，配置于该第一欧姆接触层上而与该第一欧姆接触层耦接； 一第一电极，配置于该第二表面上；以及一第二电极，配置于一该导电基板的下表面。
2.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该第一欧姆接触层与该图案化介电层共形。
3.如权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于，该导电基板透过该图案化介电层而与该第一欧姆接触层耦接。
4.如权利要求2所述的发光二极管结构，其特征在于，更包括一第二欧姆接触层，形成于该第一欧姆接触层并位于该第一欧姆接触层与该导电基板之间。
5.如权利要求4所述的发光二极管结构，其特征在于，该第二欧姆接触层为一平坦层。
6.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该发光元件层的材质包括氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓、磷化铝铟镓、砷化铝镓、砷化铟镓或上述组合。
7.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该发光元件层包括一第一型半导体层、一发光层及一第二型半导体层，该发光层位于该第一型半导体层与该第二型半导体层之间。
8.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该图案化介电层的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝或光阻材质。
9.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该第一欧姆接触层的材质包括金属材料、透明导电氧化物或半导体材料。
10.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该第一欧姆接触层为单层结构或多层结构。
11.如权利要求1所述的发光二极管结构，其特征在于，该图案化介电层上所构成的形状包括有凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。
12.一种发光二极管结构的制作方法，包括 提供一基板；于该基板上形成一发光元件层，其中该发光元件层具有一第一表面与一相对该第一表面的第二表面；于该发光元件层的该第一表面上形成一介电层；图案化该介电层以形成一具有多个开口的图案化介电层，其中该些开口暴露出该发光元件层；于该图案化介电层上形成一第一欧姆接触层，其中该第一欧姆接触层透过该些开口与该发光元件层耦接；形成一导电基板于该第一欧姆接触层上；以及移除该基板以暴露出该发光元件层的该第二表面。
13.如权利要求12所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，形成该第一欧姆接触层的方法包括电镀法、蒸镀法、溅镀法或沉积法。
14.如权利要求12所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，在形成该导电基板于该第一欧姆接触层之前，更包括形成一第二欧姆接触层于该第一欧姆接触层上。
15.如权利要求14所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，部分该第二欧姆接触层适于填满该些开口而与该第一欧姆接触层耦接。
16.如权利要求12所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，形成该导电基板于该第一欧姆接触层的方式包括接合法(bonding)或电镀法(electroplate)。
17.如权利要求15所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，当该导电基板以电镀法形成于该第一欧姆接触层时，该导电基板适于填满该些开口而与该第一欧姆接触层華禹接。
18.如权利要求12所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，移除该基板以暴露出该发光元件层的该第二表面的方式包括使用激光剥离法(laserlift off)。
19.如权利要求12所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，更包括形成一第一电极于该第二表面上以及形成一第二电极于该导电基板的下表面。
20.一种发光二极管结构，包括一发光元件层，具有一第一表面及一相对于该第一表面的第二表面，该第一表面具有多个凸起部与多个凹陷部；一欧姆接触层，覆盖于该第一表面上并与该发光元件层耦接；一导电基板，配置于该欧姆接触层上而与该欧姆接触层耦接；一第一电极，配置于该第二表面上；以及一第二电极，配置于一该导电基板的下表面。
21.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该欧姆接触层共形于该些凸起部与该些凹陷部。
22.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，更包括多个介电层，分别配置于该些凸起部上，且每一该些介电层位于该发光元件层与该导电基板之间。
23.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该些介电层的材质包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、氧化铪、氧化铝或光阻材质。
24.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该欧姆接触层适于填满该些开口，且该欧姆接触层为一平坦层。
25.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该发光元件层的材质包括氮化镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓、磷化铝铟镓、砷化铝镓、砷化铟镓或上述组合。
26.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该发光元件层包括一第一型半导体层、一发光层及一第二型半导体层，该发光层位于该第一型半导体层与该第二型半导体层之间。
27.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该欧姆接触层的材质包括金属材料、透明导电氧化物或半导体材料。
28.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该欧姆接触层为单层结构或多层结构。
29.如权利要求20所述的发光二极管结构，其特征在于，该些凸起部与该些凹陷部于该第一表面上所构成的形状包括有凸出或凹陷的对称花纹、不对称花纹、梯形或圆锥形的结构。
30.一种发光二极管结构的制作方法，包括提供一基板；于该基板上形成一发光元件层，其中该发光元件层具有一第一表面与一相对该第一表面的第二表面，且该第二表面与该基板接触；于该发光元件层的该第一表面上形成一介电层；图案化该介电层以形成一具有多个开口的图案化介电层，其中该些开口暴露出该发光元件层；以该图案化介电层为罩幕，移除该些开口所暴露出的部分该发光元件层以于该第一表面上形成多个凹陷部与多个相对该些凹陷部的凸起部，其中该图案化介电层位于该些凸起部上；于该第一表面上覆盖一欧姆接触层，其中该欧姆接触层适于填入该些凹陷部而与该发光元件层耦接；形成一导电基板于该欧姆接触层上；移除该基板以暴露出该发光元件层的该第二表面；形成一第一电极层于该第二表面上以覆盖部分该发光元件层；以及形成一第二电极层于该导电基板上。
31.如权利要求30所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，形成该欧姆接触层的方法包括电镀法、蒸镀法、溅镀法或沉积法。
32.如权利要求30所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，形成该导电基板于该欧姆接触层的方式包括接合法(bonding)或电镀法(electroplate)。
33.如权利要求32所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，当该导电基板以电镀法形成于该欧姆接触层时，该导电基板适于填满该些凹陷部而与该欧姆接触层连接。
34.如权利要求30所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，于该第一表面上覆盖该欧姆接触层时，更包括将该欧姆接触层填满该些凹陷部而与该发光元件层连接。
35.如权利要求30所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，在覆盖该欧姆接触层于该第一表面之前，更包括移除位于该些凸起部上的该图案化介电层。
36.如权利要求30所述的发光二极管结构的制作方法，其特征在于，移除该基板以暴露出该发光元件层的该第二表面的方式包括使用激光剥离法(laserlift off)。
全文摘要
一种发光二极管结构，包括发光元件层、图案化介电层、第一欧姆接触层、导电基板、第一电极层及第二电极层。发光元件层具有第一表面与相对第一表面的第二表面。图案化介电层配置于第一表面上并具有多个开口以暴露出部分发光元件层。第一欧姆接触层配置于图案化介电层上并透过这些开口而与发光元件层连接。导电基板配置于第一欧姆接触层上。第一电极层配置于第二表面上并覆盖部分发光元件层。第二电极层配置于导电基板上，且导电基板位于第一欧姆接触层与第二电极层之间。本发明另提供该发光二极管结构的制作方法。
文档编号H01L33/46GK102237464SQ20101016939
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者唐慈淯, 林咸嘉 申请人:亿光电子工业股份有限公司