發(fā)光元件及其制作方法
【專利摘要】一種發(fā)光元件，包含一第一型摻雜半導(dǎo)體層、一發(fā)光層、一第二型摻雜半導(dǎo)體層、一接觸層，及一電極單元。該發(fā)光層設(shè)置于該第一型摻雜半導(dǎo)體層上并在接受電能時將電能轉(zhuǎn)換為光，該第二型摻雜半導(dǎo)體層設(shè)置于該發(fā)光層上并與該第一型摻雜半導(dǎo)體層成相反電性，該接觸層以半導(dǎo)體材料構(gòu)成，且該接觸層的晶格系統(tǒng)為斜方晶系，該接觸層設(shè)置于該第二型摻雜半導(dǎo)體層上，該電極單元傳送來自外界的電能至該發(fā)光層。本發(fā)明利用該接觸層降低與該電極單元間的接觸電阻，并同時降低工作電壓，及增加元件整體的導(dǎo)電率，進而增加元件整體的發(fā)光效率。本發(fā)明還提供該發(fā)光元件的制作方法。
【專利說明】發(fā)光元件及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件及其制作方法，特別是涉及一種含有接觸層的發(fā)光元件及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]參閱圖1，目前的發(fā)光元件包含由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的一層第一型摻雜半導(dǎo)體層
11、一層發(fā)光層12、一層第二型摻雜半導(dǎo)體層13,及一個以導(dǎo)體材料構(gòu)成的電極單兀14。
[0003]該第一型摻雜半導(dǎo)體層11以η型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，例如η型氮化鎵，所以通常稱作η型摻雜半導(dǎo)體層(以下將第一型摻雜半導(dǎo)體層11稱作η型摻雜半導(dǎo)體層)。該第二型摻雜半導(dǎo)體層13以ρ型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，例如ρ型氮化鎵，所以通常稱作P型摻雜半導(dǎo)體層(以下將第二型摻雜半導(dǎo)體層13稱作ρ型摻雜半導(dǎo)體層)。該發(fā)光層12夾置于η型摻雜半導(dǎo)體層與P型摻雜半導(dǎo)體層間，并在接受電能時將電能轉(zhuǎn)換為光能而發(fā)光。
[0004]該電極單元14以例如金屬元素、金屬合金等導(dǎo)體材料構(gòu)成，并包括一個設(shè)置于該η型摻雜半導(dǎo)體層上的第一電極141，及一個設(shè)置于該ρ型摻雜半導(dǎo)體層上的第二電極142，該第一電極141、第二電極142可傳送來自外界的電能。
[0005]當電極單元14的該第一電極141、第二電極142接受來自外界的電能時，電能經(jīng)過該η型摻雜半導(dǎo)體層及該ρ型摻雜半導(dǎo)體層到達該發(fā)光層12，而將電能轉(zhuǎn)換為光能發(fā)光。
[0006]由于電流需先流經(jīng)該ρ型摻雜半導(dǎo)體層再到達該發(fā)光層12，但該ρ型摻雜半導(dǎo)體層為半導(dǎo)體材料，電流流動的速率及導(dǎo)電率不如以導(dǎo)體材料構(gòu)成的電極單元14的速度快，造成第二電極142與該ρ型摻雜半導(dǎo)體層間的接觸電阻高，使得發(fā)光元件整體的工作電壓較高，發(fā)光效率并不理想。
[0007]雖然隨著例如銦錫氧化物(Indium Tin Oxide，簡稱ITO)等透明、導(dǎo)電度佳的金屬氧化物被發(fā)現(xiàn)后，該作為透明導(dǎo)電層的金屬氧化物隨即被導(dǎo)入上述的發(fā)光元件的技術(shù)中，以降低該P型摻雜半導(dǎo)體層與該第二電極142間的接觸電阻，并同時增加電流橫向擴散均勻度。然而，該以銦錫氧化物構(gòu)成的透明導(dǎo)電層與P型摻雜半導(dǎo)體層間存在著材料種類差異太大導(dǎo)致接觸電阻太高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種具有低接觸電阻的發(fā)光元件。
[0009]本發(fā)明發(fā)光元件包含一層第一型摻雜半導(dǎo)體層、一層發(fā)光層、一層第二型摻雜半導(dǎo)體層、一層接觸層，及一個電極單元。
[0010]該發(fā)光層設(shè)置于該第一型摻雜半導(dǎo)體層上并在接受電能時將電能轉(zhuǎn)換為光。
[0011]該第二型摻雜半導(dǎo)體層設(shè)置于該發(fā)光層上并與該第一型摻雜半導(dǎo)體層成相反電性。
[0012]該接觸層以半導(dǎo)體材料構(gòu)成，并設(shè)置于該第二型摻雜半導(dǎo)體層上，且該接觸層的晶格系統(tǒng)為斜方晶系。[0013]該電極單元傳送來自外界的電能至該發(fā)光層。
[0014]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該第一型摻雜半導(dǎo)體層、該發(fā)光層以及該第二型摻雜半導(dǎo)體層由氮化鎵基為主要材料所構(gòu)成。
[0015]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該第一型摻雜半導(dǎo)體層、該發(fā)光層以及該第二型摻雜半導(dǎo)體層的晶格系統(tǒng)為六方晶系。
[0016]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該第一型摻雜半導(dǎo)體層、該發(fā)光層、該第二型摻雜半導(dǎo)體層以及該接觸層為單晶的晶體形式。
[0017]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該接觸層包括多個自該第二型摻雜半導(dǎo)體層向上凸伸的島狀結(jié)構(gòu)。
[0018]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該接觸層包括一層形成于該第二型摻雜半導(dǎo)體層上的層體。
[0019]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該接觸層還包括多個自該層體往遠離該第二型摻雜半導(dǎo)體層的方向凸伸的島狀結(jié)構(gòu)。
[0020]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，所述島狀結(jié)構(gòu)的平均徑寬為30nm?300nm，平均高度為IOnm?20nm。
[0021]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，兩個相鄰的島狀結(jié)構(gòu)的間距大于lOOnm。
[0022]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該接觸層的化學(xué)式為InyGapyOxNh,其中，O < y < I，
O < X 芻 I。
[0023]較佳地，前述發(fā)光元件還包含一層遮覆該接觸層的透明導(dǎo)電層。
[0024]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該透明導(dǎo)電層是選自銦錫氧化物、摻鋁氧化鋅、銦鋅氧化物，及前述的一組合。
[0025]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該透明導(dǎo)電層的晶格系統(tǒng)為立方晶系。
[0026]較佳地，前述發(fā)光元件，其中，該透明導(dǎo)電層為多晶或非晶的固體形式。
[0027]此外，本發(fā)明之另一目的，即在提供一種具低接觸電阻的發(fā)光元件的制作方法。
[0028]于是，本發(fā)明發(fā)光元件的制作方法包含一個磊晶步驟，及一個電極設(shè)置步驟。
[0029]該磊晶步驟以有機金屬化學(xué)氣相沉積法的方式依序在一個基材上形成一層六方晶系的第一型摻雜半導(dǎo)體層、一層六方晶系的發(fā)光層、一層六方晶系的第二型摻雜半導(dǎo)體層，及一層斜方晶系的接觸層。
[0030]該電極設(shè)置步驟形成一個可傳送來自外界的電能至該發(fā)光層的電極單元。
[0031]較佳地，前述發(fā)光元件的制作方法，其中，該接觸層的化學(xué)式為InyGapyOxNh,其中，0<y<l，0<x = I。
[0032]較佳地，前述發(fā)光元件的制作方法，其中，該磊晶步驟導(dǎo)入作為鎵源的三甲基鎵、作為銦源的三甲基銦、作為氧源的含氧化物，及作為載體的氮氣成長該接觸層。
[0033]較佳地，前述發(fā)光元件的制作方法，其中，該磊晶步驟中的含氧化物選自水、氧、二氧化碳、一氧化碳，及前述的一組合為材料所構(gòu)成。
[0034]較佳地，前述發(fā)光元件的制作方法還包含一個透明導(dǎo)電層形成步驟，利用物理氣相沉積法于該接觸層表面形成一層以金屬氧化物或金屬薄膜為主要材料所構(gòu)成的透明導(dǎo)電層。
[0035]本發(fā)明的有益效果在于:利用有機金屬化學(xué)氣相沉積法于該第二型摻雜半導(dǎo)體層上形成低接觸電阻的接觸層，借此降低元件的工作電壓，進而提升元件的發(fā)光效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1是一剖視示意圖，說明目前的發(fā)光元件；
[0037]圖2是一剖視示意圖，說明本發(fā)明發(fā)光元件的一個較佳實施例；
[0038]圖3是由廠牌為JEOL及型號為JSM-6700F的能量分析儀(EDS)分析該較佳實施例的接觸層所具有的化學(xué)成份的一成份分析圖，說明該較佳實施例的一接觸層含有銦、鎵，及氧；
[0039]圖4是一含量分析表，說明該接觸層所含有銦、鎵，及氧的重量百分比；
[0040]圖5是一剖視示意圖，說明本發(fā)明的接觸層包括一層層體；
[0041]圖6是一剖視示意圖，說明本發(fā)明的接觸層包括該層體及島狀結(jié)構(gòu)；
[0042]圖7是一剖視示意圖，說明本發(fā)明發(fā)光元件還包含一層透明導(dǎo)電層；
[0043]圖8是一剖視示意圖，說明本發(fā)明為垂直型發(fā)光元件；
[0044]圖9是一流程圖，說明本發(fā)明發(fā)光元件的制作方法；
[0045]圖10是一流程圖，說明本發(fā)明發(fā)光元件的制作方法還包含一個透明導(dǎo)電層形成步驟。
【具體實施方式】
[0046]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0047]參閱圖2，本發(fā)明發(fā)光元件的一個較佳實施例，包含一個基材20、一層形成于該基材20上的第一型摻雜半導(dǎo)體層21、一層第二型摻雜半導(dǎo)體層23、一層夾置于該第一型摻雜半導(dǎo)體層21與該第二型摻雜半導(dǎo)體層23間的發(fā)光層22、一層形成于該第二型摻雜半導(dǎo)體層23上的接觸層24，及一個傳送來自外界電能至該發(fā)光層22的電極單元25。
[0048]該第一型摻雜半導(dǎo)體層21以有機金屬化學(xué)氣相沉積法形成于該基材20上面，并以η型氮化物半導(dǎo)體材料所構(gòu)成，在該第一較佳實施例中，η型氮化物半導(dǎo)體材料是η型氮化鎵(GaN)。第一型摻雜半導(dǎo)體層21在該領(lǐng)域的研究人員通常稱作η型摻雜半導(dǎo)體層，因此以下以η型摻雜半導(dǎo)體層21代稱第一型摻雜半導(dǎo)體層21。
[0049]該發(fā)光層22形成于該η型摻雜半導(dǎo)體層21上，并在接受電能時將電能轉(zhuǎn)換為光能。特別地，該發(fā)光層22可為雙異質(zhì)接面結(jié)構(gòu)(double hetero-junction structure) >單一量子井結(jié)構(gòu)(single quantum well structure),或是多重量子井結(jié)構(gòu)(multiplequantum well structure),其中，多重量子井結(jié)構(gòu)可包含多數(shù)個阻障層部與多數(shù)個井層部，所述阻障層部與所述井層部自該η型摻雜半導(dǎo)體層表面依序交錯地疊置，其中，所述阻障層部為氮化鎵(gallium nitride, GaN),所述井層部為氮化銦鎵(indium galliumnitride, InGaN)。且該發(fā)光層22的井層部與阻障層部間的配置方式已為熟習本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知，在此不再多加贅述。
[0050]該第二型摻雜半導(dǎo)體層23形成于該發(fā)光層22上,且以有機金屬化學(xué)氣相沉積法形成于該發(fā)光層22遠離該η型摻雜半導(dǎo)體層21的表面，并以ρ型氮化物半導(dǎo)體材料所構(gòu)成，在該第一較佳實施例中，P型氮化物半導(dǎo)體材料是P型氮化鎵。第二型摻雜半導(dǎo)體層23在該領(lǐng)域的研究人員通常稱作P型摻雜半導(dǎo)體層，因此以下以P型摻雜半導(dǎo)體層23代稱第二型摻雜半導(dǎo)體層23。
[0051]值得注意的是，上述該η型摻雜半導(dǎo)體層21、該發(fā)光層22以及該ρ型摻雜半導(dǎo)體層23皆由氮化鎵基(GaN Based)為主要材料所構(gòu)成，且η型摻雜半導(dǎo)體層21、該發(fā)光層22以及該P型摻雜半導(dǎo)體層23均為單晶(single crystal)的固體形式，且其晶格系統(tǒng)皆為六方晶系(hexagonal system)。
[0052]該接觸層24透明并可導(dǎo)電，且以有機金屬化學(xué)氣相沉積法形成于該ρ型摻雜半導(dǎo)體層23中遠離該η型摻雜半導(dǎo)體層21的表面，該接觸層24包括多數(shù)個自該ρ型摻雜半導(dǎo)體層23的表面凸伸而出的島狀結(jié)構(gòu)241。
[0053]該接觸層24以半導(dǎo)體材料構(gòu)成，該接觸層24為單晶的固體形式，且該晶格系統(tǒng)為斜方晶系，該接觸層24的成份可為InyGa OxNh,其中，O < y < 1，0 < χ蘭I。當χ=1時，該接觸層24的成份為InyGai_y0，其中，O < y < I。
[0054]配合參閱圖3、圖4，該二圖分別為實際量測根據(jù)該較佳實施例所完成的一具體例的接觸層24成份分析圖。先由廠牌為JEOL及型號為JSM-6700F的能量分析儀(EDS)分析該接觸層24具有的化學(xué)成份(如圖3)，再利用各化學(xué)成份的峰值(peak)推算得到如圖4所示各成份的重量百分比。
[0055]從圖式可清楚看出，該接觸層24至少是以銦、鎵、氧三種元素組合而成，且經(jīng)計算后，各元素的重量百分比約為銦為77.97wt%，鎵為16.36wt%，氧為5.67wt%。
[0056]本發(fā)明的接觸層24與該ρ型摻雜半導(dǎo)體層23 二者都是單晶的固體形式，所以二者間的材料兼容度高。因此，該接觸層24與該ρ型摻雜半導(dǎo)體層間的附著性佳。
[0057]再者，由于該接觸層24由可導(dǎo)電的材料所構(gòu)成，所以當電流流過該接觸層24時較為順暢，而有更佳的導(dǎo)電性。在該較佳實施例中，借由電子顯微鏡發(fā)現(xiàn)該接觸層24的結(jié)構(gòu)為斜方晶系，確實成規(guī)則排列的原子鍵結(jié)模式，而供電洞更易于穿越，進而具備導(dǎo)電性佳的特性。
[0058]又因該接觸層24包括多數(shù)個島狀結(jié)構(gòu)241，該接觸層24的島狀結(jié)構(gòu)241可增加垂直方向的電流傳遞的效率，且較佳地，有機金屬化學(xué)氣相沉積法適合形成尺寸小于300nm或是低密集程度的島狀結(jié)構(gòu)，而尺寸大于30nm的島狀結(jié)構(gòu)可更為有效地增加垂直方向的電流傳遞的效率。因此，較佳地，每一島狀結(jié)構(gòu)241的平均徑寬為30nm~300nm，每一島狀結(jié)構(gòu)241的平均高度為IOnm~20nm，且兩相鄰的島狀結(jié)構(gòu)241的間距大于lOOnm。
[0059]該電極單兀25包括一個與該η型摻雜半導(dǎo)體層21電性連結(jié)且與該發(fā)光層22位于同一表面的第一電極251，及一個與該接觸層24電性連結(jié)的第二電極252，構(gòu)成側(cè)向型的發(fā)光兀件。
[0060]當該第一電極251、第二電極252相配合傳送來自外界的電能時，電能經(jīng)由該接觸層24、該η、ρ型摻雜半導(dǎo)體層21、23傳送至該發(fā)光層22而將電能轉(zhuǎn)換為光能發(fā)光,且由于該接觸層24的導(dǎo)電性佳，也供電流快速地到達該發(fā)光層22，進一步地增加電子電洞對復(fù)合而產(chǎn)生光的機率，進而有效地提升元件的內(nèi)部量子效率。
[0061]且特別地，本發(fā)明發(fā)光元件除了可適用于一般的封裝方式，也可以覆晶的方式來封裝。
[0062]參閱圖5，需提出說明的是，上述本發(fā)明較佳實施例的接觸層24還可以如圖5所示，包括一層形成于該P型摻雜半導(dǎo)體層23上的層體242。該接觸層24的層體242除了提供與該P型摻雜半導(dǎo)體層23間良好的歐姆接觸外，也由于與該P型摻雜半導(dǎo)體層23間的附著性佳，因此可大幅提升電流橫向擴散的均勻程度。又或是如圖6所示，該接觸層24還包括多數(shù)個間隔地自該層體242往遠離該ρ型摻雜半導(dǎo)體層23方向凸伸的島狀結(jié)構(gòu)241，也就是該接觸層24包括一層體242，及多數(shù)個自該層體242表面形成的島狀結(jié)構(gòu)241，并借此達到橫向電流均勻擴散，同時也具有垂直方向的電流傳遞效率佳的特性。
[0063]參閱圖7，還需說明的是，本發(fā)明還可包含一層遮覆該接觸層24的透明導(dǎo)電層26，在此以上述圖6所說明的發(fā)光元件再設(shè)置透明導(dǎo)電層26作說明，該第二電極252與該透明導(dǎo)電層26連結(jié)，該接觸層24透過該透明導(dǎo)電層26而與該電極單元25電性連接。借由該透明導(dǎo)電層26與該接觸層24相配合地供該電極單元25的電流更均勻地傳送至該發(fā)光層22。
[0064]該透明導(dǎo)電層26以金屬氧化物或金屬薄膜為主要材料構(gòu)成，其中，金屬氧化物可選自銦錫氧化物(indium tin oxide, ITO)、銦鋒氧化物(indium zinc oxide, IZO)、銦錫鋒氧化物(indium tin zinc oxide, ITZO)、氧化鋒(zinc oxide)、招錫氧化物(aluminumtin oxide, ATO)、慘招氧化鋒(aluminum zinc oxide, AZO)、鎘銦氧化物(cadmium indiumoxide, CIO)、鎘鋅氧化物(cadmium zinc oxide, CZO)、鎵鋅氧化物(GZO)及錫氟氧化物(FTO)，及前述的一組合為材料所構(gòu)成；而金屬薄膜可自選鎳(Ni)、金(Au)，及前述的一組合為材料所構(gòu)成。較佳地，該透明導(dǎo)電層26選自銦錫氧化物、摻鋁氧化鋅、銦鋅氧化物，及前述的一組合。
[0065]且在此還需說明的是，該透明導(dǎo)電層26的晶格系統(tǒng)為立方晶系(cubic system)；且該透明導(dǎo)電層26為多晶(polycrystalline)或非晶(amorphous)的固體形式。
[0066]在本發(fā)明的較佳實施例中，該透明導(dǎo)電層26是以銦錫氧化物(ITO)為例，但不以此為限。
[0067]此外，值得一提的是，本發(fā)明的接觸層24亦可應(yīng)用于垂直型的發(fā)光元件。參閱圖8，當電極單元25的第一電極251配置于η型摻雜半導(dǎo)體層21的下方(即遠離發(fā)光層22的一側(cè))，即構(gòu)成垂直型的發(fā)光元件，在此圖式是以上述圖7所示的發(fā)光元件簡易更動為垂直型的發(fā)光元件作說明。
[0068]上述本發(fā)明發(fā)光元件的較佳實施例，在通過以下制作方法的說明后，當可更加清楚的明白。
[0069]參閱圖2、圖9，本發(fā)明發(fā)光元件的較佳實施例的制作方法包含一個磊晶步驟31，及一個電極設(shè)置步驟32。
[0070]首先，進行該磊晶步驟31，以有機金屬化學(xué)氣相沉積法依序在該基材20上形成六方晶系的一層第一型摻雜半導(dǎo)體層21、一層發(fā)光層22、及一層第二型摻雜半導(dǎo)體層23，及一層斜方晶系的接觸層24。
[0071]該磊晶步驟31中的第一型摻雜半導(dǎo)體層21、發(fā)光層22以及第二型摻雜半導(dǎo)體層23由氮化鎵基為主要材料所構(gòu)成。而該磊晶步驟31中的接觸層24的化學(xué)式InyGanOxNh,其中，O < y < 1,0 < X ≤1。上述的第一型摻雜半導(dǎo)體層21、發(fā)光層22、第二型摻雜半導(dǎo)體層23以及接觸層24均為單晶的晶體形式。
[0072]該磊晶步驟31中的接觸層24的形成方式是在有機金屬化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器的腔體中導(dǎo)入作為鎵源的三甲基鎵((CH3)3Ga,或Trimmethyl Ga，簡稱TMGa)、作為銦源的三甲基銦((CH3)3In,或Trimmethyl In，簡稱TMIn)、作為氧源的含氧化物，及作為載體的氮氣(N2),再以有機金屬化學(xué)氣相沉積法制成。該含氧化物選自水(H2O)、氧(O2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)，及前述的一組合為材料所構(gòu)成。
[0073]且需說明的是，該接觸層24可依據(jù)所需要的型態(tài)，借由控制腔體中溫度、所通入的氣流速率，或是沉積的時間形成所述彼此間隔設(shè)置的島狀結(jié)構(gòu)241與該層體242，且以該較佳實施例的制作方法所得到較佳的每一島狀結(jié)構(gòu)241的平均徑寬為30nm?300nm，每一島狀結(jié)構(gòu)241的平均高度為IOnm?20nm，且兩個相鄰的島狀結(jié)構(gòu)241的間距大于lOOnm。
[0074]接著，進行該電極設(shè)置步驟32，形成分別與該第一摻雜半導(dǎo)體層21、第二摻雜半導(dǎo)體層23電性連接而可傳送來自外界的電能至該發(fā)光層的電極單元25。
[0075]更詳細地說，該電極設(shè)置步驟32是分別于該第一型摻雜半導(dǎo)體層21與該第二型摻雜半導(dǎo)體層23上形成該第一電極251與該第二電極252,該第一電極251與該第二電極252共同構(gòu)成該電極單元25。
[0076]上述的制作方法利用控制有機金屬化學(xué)氣相沉積反應(yīng)器中的含氧化物的氣體的種類與反應(yīng)時的流速，再配合作為鎵源的TMGa、作為銦源的TMIn等的起始物，與腔體內(nèi)的溫度及壓力，而在該第二型摻雜半導(dǎo)體層23頂面構(gòu)成透明可透光且導(dǎo)電性優(yōu)良的接觸層24，借此克服目前銦錫氧化物和第二型摻雜半導(dǎo)體層23間附著性不佳并導(dǎo)致接觸電阻高的問題。
[0077]參閱圖10并配合圖7，本發(fā)明發(fā)光元件的另一較佳實施例的制作方法，可進一步包含一個于該電極設(shè)置步驟32前進行的透明導(dǎo)電層形成步驟33，利用物理氣相沉積的方法在該接觸層24表面形成該以金屬氧化物或金屬薄膜為主要材料所構(gòu)成的透明導(dǎo)電層26，則可制作出如圖7所示的發(fā)光元件，在該第二型摻雜半導(dǎo)體層24及該第二電極252間形成具有該接觸層24與該透明導(dǎo)電層26的發(fā)光元件。
[0078]該較佳實施例的制作方法借著透明的接觸層24和第二型摻雜半導(dǎo)體層23的附著性佳，及接觸層24的晶格系統(tǒng)為斜方晶系而具良好的導(dǎo)電性，再配合透明導(dǎo)電層26將電流橫向擴散，而達到更均勻的電流分布，使得發(fā)光元件的內(nèi)部量子效率有效增加，進而顯著地提升元件整體發(fā)光效率。
[0079]綜上所述，本發(fā)明呈斜方晶系的接觸層24設(shè)置于該ρ型摻雜半導(dǎo)體層23和電極單元25間，而具備較佳的導(dǎo)電性，且較目前直接將透明導(dǎo)電層26設(shè)置于ρ型摻雜半導(dǎo)體層23和電極單元25間的接觸電阻低，克服以往透明導(dǎo)電層26和ρ型摻雜半導(dǎo)體層23間的附著性不佳及電洞率速低的問題，進而增加內(nèi)部量子效率與整體發(fā)光亮度，所以確實能達成本發(fā)明的目的。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光元件，其特征在于，包含: 一層第一型摻雜半導(dǎo)體層； 一層發(fā)光層，設(shè)置于該第一型摻雜半導(dǎo)體層上并在接受電能時將電能轉(zhuǎn)換為光； 一層第二型摻雜半導(dǎo)體層，設(shè)置于該發(fā)光層上并與該第一型摻雜半導(dǎo)體層成相反電性； 一層接觸層，以半導(dǎo)體材料構(gòu)成，并設(shè)置于該第二型摻雜半導(dǎo)體層上，且該接觸層的晶格系統(tǒng)為斜方晶系；及 一個電極單元，傳送來自外界的電能至該發(fā)光層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其特征在于:該第一型摻雜半導(dǎo)體層、該發(fā)光層，以及該第二型摻雜半導(dǎo)體層由氮化鎵基為主要材料所構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其特征在于:該第一型摻雜半導(dǎo)體層、該發(fā)光層，以及該第二型摻雜半導(dǎo)體層的晶格系統(tǒng)為六方晶系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光兀件，其特征在于:該第一型摻雜半導(dǎo)體層、該發(fā)光層、該第二型摻雜半導(dǎo)體層，以及該接觸層為單晶的晶體形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:該接觸層包括多個自該第二型摻雜半導(dǎo)體層向上凸伸的島狀結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:該接觸層包括一層形成于該第二型摻雜半導(dǎo)體層上的層體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其特征在于:該接觸層還包括多個自該層體往遠離該第二型摻雜半導(dǎo)體層的方向凸伸的島狀結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的發(fā)光元件，其特征在于:所述島狀結(jié)構(gòu)的平均徑寬為3Onm-300nm,平均高度為IOnm-20nm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或7所述的發(fā)光元件，其特征在于:兩個相鄰的島狀結(jié)構(gòu)的間距大于 lOOnm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:該接觸層的化學(xué)式為InyGahOxNh,其中，O < y < 1，0 < X 蘭 I。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于:該發(fā)光元件還包含一層遮覆該接觸層的透明導(dǎo)電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光元件，其特征在于:該透明導(dǎo)電層是選自銦錫氧化物、摻鋁氧化鋅、銦鋅氧化物，及前述的一組合。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光元件，其特征在于:該透明導(dǎo)電層的晶格系統(tǒng)為立方晶系。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的發(fā)光元件，其特征在于:該透明導(dǎo)電層為多晶或非晶的固體形式。
15.一種發(fā)光元件的制作方法，其特征在于，包含: 一個磊晶步驟，以有機金屬化學(xué)氣相沉積法的方式依序在一個基材上形成一層六方晶系的第一型摻雜半導(dǎo)體層、一層六方晶系的發(fā)光層、一層六方晶系的第二型摻雜半導(dǎo)體層，及一層斜方晶系的接觸層；及 一個電極設(shè)置步驟，形成一個可傳送來自外界的電能至該發(fā)光層的電極單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于:該接觸層的化學(xué)式為InyGa 卜 y OxNh,其中，O <y<l?0<x = I。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于:該磊晶步驟導(dǎo)入作為鎵源的三甲基鎵、作為銦源的三甲基銦、作為氧源的含氧化物，及作為載體的氮氣成長該接觸層。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于:該磊晶步驟中的含氧化物選自水、氧、二氧化碳、一氧化碳，及前述的一組合為材料所構(gòu)成。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的發(fā)光元件的制作方法，其特征在于:該發(fā)光元件的制作方法還包含一個透明導(dǎo)電層形成步驟，利用物理氣相沉積法于該接觸層表面形成一個以金屬氧化物或金屬薄膜為主要材料所構(gòu)`成的透明導(dǎo)電層。
【文檔編號】H01L33/00GK103456858SQ201210259330
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月28日
【發(fā)明者】吳俊德, 李玉柱 申請人:新世紀光電股份有限公司