具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法，尤其是指一种以粗化程序形成一具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管(light emitting d1de，简称LED)与传统白炽光源比较，具有省电、体积小、低电压驱动、不含汞、无热辐射、操作反应速度快，以及寿命长等优点，发光二极管是次世代节能照明的最佳光源，已经广泛应用在家庭用品指示灯、液晶显示器的背光源、图文显示屏或汽车第三刹车灯等照明领域，其中包括谐振腔发光二极管(resonant-cavitylight emitting d1de，简称RCLED)、垂直腔激光二极体(vertical-cavity surface-emitting d1de，简称VCSEL)，以及边射型激光(edge emitting laser)的半导体发光装置皆属当前可用的有效发光元件;然而，发光二极管的发光效率仍是目前急需解决的重要问题之一，因此，目前有许多增进发光二极管发光效率的方法一一被提出。
[0003]在过往的专利中，如中国台湾专利公告第1422068号的“粗化方法及具粗化表面的发光二极管制备方法”，其中制备具粗化表面的发光二极管的方法步骤首先提供一磊晶元件，其包括:一基板；一磊晶结构层，位于基板上，其中磊晶结构层包括一第一电性半导体层、一活性层及一第二电性半导体层，活性层位于第一电性半导体层与第二电性半导体层之间，而第一电性半导体层位于活性层与基板之间；以及一第一电极层，与第一电性半导体层电行导通;接着，使用能量密度为lOOOmJ/cm2以下的准分子激光，蚀刻第二电性半导体层的表面，以形成一包含复数个第一突起物的第一粗化表面;此外，对第一粗化表面进行一湿蚀刻步骤，以于第一突起物上形成复数个第二突起物;最后，形成一第二电极层于第二电性半导体层上;此发明具有提高发光二极管出光面的光析出效率，以及降低元件的操作电压等优势;然而，以此种制程方法制造的发光二极管，其制程步骤不仅复杂，而且使用不易控制的湿蚀刻步骤进行第二突起物的粗化成形，将不易控制第二突起物的尺寸而容易造成结构的不均匀，且此发明于薄膜堆叠与元件成形后再进行粗化程序，以容易影响下方已经制作好的结构，进而影响发光二极管的电性行为，造成发光二极管的发光效率不佳；因此，如何有效通过简单的制程步骤达到均匀的发光二极管结构并提升发光二极管的发光效率，仍是现今发光二极管的技术开发业者或研究人员需持续努力克服与解决的重要课题。
【发明内容】
[0004]发明人即是鉴于上述的传统的发光二极管存在因不优化的粗化步骤所造成结构不均匀或性能损耗等诸多缺失，于是通过其丰富的专业知识及多年的实务经验所辅佐，而加以改善，并据此研创出本发明。
[0005]本发明主要目的为提供一种具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法，尤其是指一种以粗化程序形成一粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法，通过蚀刻制程达到薄膜式覆晶发光二极管的出光面的粗化，有效提升薄膜式覆晶发光二极管的发光效率。
[0006]为了达到上述实施目的，本发明人提出一种具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，至少包括有下列步骤:首先，准备一表面具有图形化结构的基板(substrate)；此夕卜，粗化图形化结构的表面;再者，形成一第一半导体层于具有图形化结构的基板的表面；接续，形成一发光结构层于第一半导体层上;接着，形成一第二半导体层于发光结构层上，且第二半导体层的电性与第一半导体层的电性相反;之后，形成一第一接触电极与一第二接触电极于第一半导体层与第二半导体层上;最后，形成一子基座(sub-mount)于第一接触电极与第二接触电极上，并将基板移除，藉以制备一具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管。
[0007]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，其中粗化第一突起物的表面以蚀刻制程实施。
[0008]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，其中蚀刻制程为准分子激光、干式蚀刻或湿式蚀刻等其中的一种制程。
[0009]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，其中第一突起物为一锥状体。
[0010]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，其中锥状体为圆锥体、三角锥体或四角锥体等其中的一种态样。
[0011]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，其中基板选自蓝宝石(Sapphire，AI2O3)、碳化娃(SiC)、娃(Si)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)，以及具有六方体系(Hexagona I)结晶材料所构成的群组。
[0012]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法，其中发光结构层具有多重量子阱(Multi Quantum Well，简称MffQ)结构，且多重量子阱结构包含有复数个彼此交替堆叠的阱层及阻障层，每两阻障层间具有一阱层。
[0013]此外，本发明另提供一种具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管，以上述实施例的方法制备而成，具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管至少包括有一子基座、一第一接触电极、一第二接触电极、一第二半导体层、一发光结构层，以及一第一半导体层;第一接触电极配置于子基座上；第二接触电极相对应第一接触电极配置于子基座上；第二半导体层形成于第二接触电极上；发光结构层形成于第二半导体层上；第一半导体层相对应形成于第一接触电极与发光结构层上，其中第一半导体层远离发光结构层的表面形成有复数个粗化的图形化结构。
[0014]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管，其中图形化结构为圆锥体、三角锥体或四角锥体等其中的一种态样。
[0015]如上所述的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管，其中图形化结构彼此间具有间隙。
[0016]藉此，本发明的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法使用蚀刻制程在基板上形成具有双重锥状体的粗化表面，不仅可使薄膜式覆晶发光二极管的发光结构层发射的光线具有更高的出光效率，亦是一种制程简单的薄膜式覆晶发光二极管制造方法；此外，本发明的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法使用准分子激光制程在图形化基板上进行第二次粗化程序，有效解决湿式蚀刻造成结构尺寸不均匀的缺点，达到薄膜式覆晶发光二极管出光效率的提升;最后，本发明的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管及其制造方法先于基板上形成图形化基板，再于图形化基板上进行粗化程序，有别于传统发光二极管在薄膜沉积与元件形成后才进行粗化动作，可有效防止薄膜与元件因后续粗化程序所造成的伤害，确实保护发光二极管的电性行为，有效提高发光二极管的发光效率。
【附图说明】
[0017]图1为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其一较佳实施例的步骤流程图；
[0018]图2为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其一较佳实施例的图形化结构的基板剖面示意图；
[0019]图3为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其一较佳实施例的薄膜堆叠剖面示意图；
[0020]图4为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其一较佳实施例的电极成形示意图；
[0021]图5为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其一较佳实施例的子基座成形与基板移除示意图；
[0022]图6为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其二较佳实施例的粗化结构间隙示意图。
[0023]附图标记说明:
[0024]1:基板；
[0025]11:图形化结构；
[0026]2:第一半导体层；?0027] 3:发光结构层；
[0028]31:阱层；
[0029]32:阻障层；
[0030]4:第二半导体层；
[0031]5:第一接触电极；
[0032]6:第二接触电极；
[0033]7:子基座；
[0034]S1:步骤一；
[0035]S2:步骤二；
[0036]S3:步骤三；
[0037]S4:步骤四；
[0038]S5:步骤五；
[0039]S6:步骤六；
[0040]S7:步骤七。
【具体实施方式】
[0041 ]本发明的目的及其结构设计功能上的优点，将依据以下图面所示的较佳实施例予以说明，使审查员能对本发明有更深入且具体的了解。
[0042]首先，在以下实施例的描述中，应当理解当指出一层(或膜)或一结构配置在另一个基板、另一层(或膜)、或另一结构“上”或“下”时，其可“直接”位于其他基板、层(或膜)、或另一结构，亦或者两者间具有一个以上的中间层以“间接”方式配置，审查委员可参照【附图说明】每一层所在位置。
[0043]首先，如图1-图3所示，为本发明具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法其一较佳实施例的步骤流程图、图形化结构的基板剖面示意图，以及薄膜堆叠剖面示意图，其中本发明的具粗化表面的薄膜式覆晶发光二极管制造方法的步骤包括有:
[0044]步骤一S1:准备一表面具有图形化结构11的基板I;此外，基板I选自蓝宝石(Al2O3) ^碳化硅(SiC)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氧化锌(ZnO)，以及具有六方体系结晶材料所构成的群组中的一种材料而形成，而在本发明其一较佳实施例中，基板I由蓝宝石材料所构成;再者，基板I上图形化结构11可搭配黄光微影制程与蚀刻制程完成，以获得尺寸均匀的图形化基板，其中图形化结构11为一锥状体，而锥状体为圆锥体、三角锥体或四角锥体等其中的一种态样；
[0045]步骤二S2:粗化图形化结构11的表面;此外，粗化图形化结构11的表面以蚀刻制程实施，而蚀刻制程为准分子激光、干式蚀刻或湿式蚀刻等其中的一种制程，在本发明其一较佳实施例中，以准分子