專利名稱：發(fā)光二極體基板與發(fā)光二極體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本創(chuàng)作是關(guān)于一種發(fā)光二極體基板，且特別是有關(guān)于一種能改善由濕式蝕刻制作之發(fā)光二極體基板的亮度問題與使用此基板的發(fā)光二極體。
二背景技術(shù)：
發(fā)光二極體是一種由化合物半導(dǎo)體制作而成的發(fā)光組件，其經(jīng)由電子與電洞之結(jié)合，可將電能轉(zhuǎn)換成光的形式釋出。發(fā)光二極體屬于冷發(fā)光，因此具有耗電量低、無預(yù)暖燈時間、組件壽命長、反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，再加上其體積小、耐沖擊、適合量產(chǎn)，容易配合應(yīng)用上的需求而可制成極小型式或數(shù)組式組件。為了使發(fā)光二極體在未來有更大的應(yīng)用空間和前景，如何提高發(fā)光二極體的發(fā)光 亮度是目前各界著重的研究之一。目前有一種利用濕式蝕刻搭配罩幕層(mask layer)的方式，制作出具有多個突起結(jié)構(gòu)的基板作為發(fā)光二極體基板。這種發(fā)光二極體基板能有效地提升發(fā)光二極體的發(fā)光效率。然而，濕式蝕刻所形成的突起結(jié)構(gòu)表面留有部分晶面，容易產(chǎn)生影響磊晶質(zhì)量的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。
三、發(fā)明內(nèi)容本創(chuàng)作提供一種發(fā)光二極體基板，能防止影響磊晶質(zhì)量的異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生并提高發(fā)光二極體的發(fā)光效率。本創(chuàng)作提供一種發(fā)光二極體，具有上述發(fā)光二極體基板。本創(chuàng)作提出一種發(fā)光二極體基板，其一面具有多個由濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)，且每一突起結(jié)構(gòu)的表面為一缺陷表面，這個缺陷表面是由表面處理造成的。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，上述之缺陷表面是由干式蝕刻形成的。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，上述之缺陷表面是由機(jī)械加工形成的。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，上述之缺陷表面是由離子布值形成的。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，具有上述突起結(jié)構(gòu)的面之底部包括c面、a面、r面或m面。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，上述突起結(jié)構(gòu)包括角錐結(jié)構(gòu)、脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、圓錐結(jié)構(gòu)、角柱結(jié)構(gòu)或多邊形結(jié)構(gòu)。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，上述突起結(jié)構(gòu)的圖案周期(Pitch)在O. 1μηι 10μηι2間。在本創(chuàng)作之一實(shí)施例中，上述缺陷表面具有約O. Inm 50nm的高低差。本創(chuàng)作另提出一種發(fā)光二極體，包括上述發(fā)光二極體基板、配置在所述發(fā)光二極體基板上的一第一半導(dǎo)體層、配置在所述第一半導(dǎo)體層上的一發(fā)光層、配置在所述發(fā)光層上的一第二半導(dǎo)體層、接觸所述第一半導(dǎo)體層的一第一歐姆電極、以及接觸所述第二半導(dǎo)體層的一第二歐姆電極。在本創(chuàng)作之另一實(shí)施例中，上述第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層與第二半導(dǎo)體層包括III-V族系半導(dǎo)體，如氮化鎵系半導(dǎo)體。在本創(chuàng)作之另一實(shí)施例中，上述第一與第二歐姆電極是含自鎳、鉛、鈷、鐵、鈦、銅、銠、金、釕、鎢、鋯、鑰、鉭、銀及此等之氧化物、氮化物所構(gòu)成之群中所選出的至少一種合金或多層膜。在本創(chuàng)作之另一實(shí)施例中，上述第一與第二歐姆電極是含自銠、銥、銀、鋁所構(gòu)成之群中所選出的一種合金或多層膜。基于上述，本創(chuàng)作因?yàn)樵诎l(fā)光二極體基板的突起結(jié)構(gòu)的表面為缺陷表面，所以能藉此防止影響磊晶質(zhì)量之異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在突起結(jié)構(gòu)的表面，以便提高發(fā)光二極體的亮度與發(fā)光效率。為讓本創(chuàng)作之上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附圖式 作詳細(xì)說明如下。
四
圖I是依照本創(chuàng)作之一實(shí)施例之一種發(fā)光二極體基板的剖面示意圖。圖2是圖I之部分I的局部放大示意圖。圖3是依照本創(chuàng)作之另一實(shí)施例之一種發(fā)光二極體基板的剖面示意圖。圖4是依照本創(chuàng)作之一實(shí)施例之一種發(fā)光二極體的示意圖。主要組件符號說明100、300 :發(fā)光二極體基板102,302 :突起結(jié)構(gòu)104 :缺陷表面400 :第一半導(dǎo)體層402 :發(fā)光層404 :第二半導(dǎo)體層406:第一歐姆電極408:第二歐姆電極
五具體實(shí)施方式
圖I是依照本創(chuàng)作之一實(shí)施例之一種發(fā)光二極體基板的剖面示意圖，圖2是圖I之部分I的局部放大示意圖。請參照圖I與圖2，實(shí)施例中的發(fā)光二極體基板100的一面具有多個由濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)102，且每一突起結(jié)構(gòu)102的表面為一缺陷表面104，這個缺陷表面104是由表面處理造成的。突起結(jié)構(gòu)102可以是角錐結(jié)構(gòu)、圓錐結(jié)構(gòu)、脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、角柱結(jié)構(gòu)或多邊形結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，由濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)102基本上是使用如硫酸和磷酸的混合溶液進(jìn)行蝕刻得到的結(jié)構(gòu)，且根據(jù)發(fā)光二極體基板100的軸向所形成的突起結(jié)構(gòu)102會有差異；舉例來說，在圖I中的發(fā)光二極體基板100如為C軸向的藍(lán)寶石基材，則所得到的突起結(jié)構(gòu)為角椎結(jié)構(gòu)，且具有突起結(jié)構(gòu)102的那一面的底部為c面。前述角椎結(jié)構(gòu)可以是三角錐、六角錐等形狀。上述突起結(jié)構(gòu)102的圖案周期(pitch)例如在O. Ιμπι ΙΟμπι之間，會有較佳的發(fā)光效率。所謂的“圖案周期”是指每一個突起結(jié)構(gòu)102之間的距離。此外，如果發(fā)光二極體基板是非c軸向的藍(lán)寶石基材，如a軸向、r軸向或m軸向的藍(lán)寶石基材均可應(yīng)用于本創(chuàng)作中。如圖3所示，如果發(fā)光二極體基板300是R軸向的藍(lán)寶石基材，經(jīng)過濕式蝕刻后的突起結(jié)構(gòu)302為脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)，具有突起結(jié)構(gòu)302的那面的底部就是r面。然而，經(jīng)過濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)102 (或圖3之302)的表面因?yàn)槿杂写嬖谔囟ň妫詷O可能在后續(xù)磊晶時產(chǎn)生影響磊晶質(zhì)量之異質(zhì)結(jié)構(gòu)。因此需要藉由表面處理使其成為缺陷表面104,以便大幅減小突起結(jié)構(gòu)102的表面之特定晶面，進(jìn)而預(yù)防后續(xù)嘉晶時產(chǎn)生影響磊晶質(zhì)量之異質(zhì)結(jié)構(gòu)。這樣的表面處理可以采取機(jī)械加工、干式蝕刻或離子布值等制程，從而使突起結(jié)構(gòu)102的表面成為缺陷表面104，且從微觀來看，缺陷表面104具有約O. Inm 50nm的高低差。所謂的“高低差”是指每一突起結(jié)構(gòu)102之缺陷表面104在基本上為同一平面的區(qū)域內(nèi)最低點(diǎn)與最高點(diǎn)的差距。所述干式蝕刻譬如感應(yīng)耦合電漿(ICP)、反應(yīng)式離子蝕刻(RIE)或ICP-RIE。所述機(jī)械加工譬如硬拋、軟拋、精拋等拋光制程。圖4是依照本創(chuàng)作之另一實(shí)施例之一種發(fā)光二極體的示意圖。請參照圖4，本實(shí)施例的發(fā)光二極體包括第一實(shí)施例之發(fā)光二極體基板100 (詳見圖I)、配置在發(fā)光二極體基板100上的一第一半導(dǎo)體層400、配置在第一半導(dǎo)體層400上的一發(fā)光層402、配置在發(fā)光層402上的一第二半導(dǎo)體層404、接觸第一半導(dǎo)體層400的一第一歐姆電極406、以及接觸第二半導(dǎo)體層404的一第二歐姆電極408。由于發(fā)光二極體基板100上的突起結(jié)構(gòu)102表面為缺陷表面(詳見圖2的104)，所以能防止影響亮度之異質(zhì)結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生。上述發(fā)光二極體基板100也可換成圖3的發(fā)光二極體基板300。在本實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體層400、發(fā)光層402與第二半導(dǎo)體層404可為III-V族系半導(dǎo)體，如氮化鎵系半導(dǎo)體。至于第一與第二歐姆電極406和408例如各自選自包含鎳、鉛、鈷、鐵、鈦、銅、銠、金、釕、鎢、鋯、鑰、鉭、銀及此等之氧化物、氮化物所構(gòu)成之群中所選出的至少一種合金或多層膜。另外，第一與第二歐姆電極406和408也可以各自選自包含錯、銥、銀、鋁所構(gòu)成之群中所選出的一種合金或多層膜。綜上所述，本創(chuàng)作因?yàn)閷l(fā)光二極體基板的突起結(jié)構(gòu)的表面設(shè)計(jì)成缺陷表面，所以能藉此防止影響磊晶質(zhì)量之異質(zhì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生在未經(jīng)表面處理的突起結(jié)構(gòu)的表面，以便同時提高發(fā)光二極體的亮度與發(fā)光效率。雖然本創(chuàng)作已以實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本創(chuàng)作，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，在不脫離本創(chuàng)作之精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許之更動與潤飾，故本創(chuàng)作之保護(hù)范圍當(dāng)視后附之申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極體基板，其一面具有多個由濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)，其改良在于每一突起結(jié)構(gòu)的表面為一缺陷表面，該缺陷表面是經(jīng)表面處理造成的。
2.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中該缺陷表面是由干式蝕刻形成的。
3.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中該缺陷表面是由機(jī)械加工形成的。
4.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中該缺陷表面是由離子布值形成的。
5.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中具有該些突起結(jié)構(gòu)的該面底部包括c面、a面、r面或m面中至少之一。
6.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中該些突起結(jié)構(gòu)包括角錐結(jié)構(gòu)、圓錐結(jié)構(gòu)、 脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、角柱結(jié)構(gòu)或多邊形結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中該些突起結(jié)構(gòu)的圖案周期在O.I μ m 10 μ m之間。
8.如權(quán)利要求I所述之發(fā)光二極體基板，其中該缺陷表面具有O.Inm 50nm的高低差。
9.一種發(fā)光二極體，包括 一發(fā)光二極體基板，其一面具有多個由濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)，且每一突起結(jié)構(gòu)的表面為缺陷表面，這個缺陷表面是由表面處理造成的； 一第一半導(dǎo)體層，配置在該發(fā)光二極體基板上； 一發(fā)光層，配置在該第一半導(dǎo)體層上； 一第二半導(dǎo)體層，配置在該發(fā)光層上； 一第一歐姆電極，接觸該第一半導(dǎo)體層；以及 一第二歐姆電極，接觸該第二半導(dǎo)體層。
10.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該缺陷表面是由干式蝕刻形成的。
11.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該缺陷表面是由機(jī)械加工形成的。
12.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該缺陷表面是由離子布值形成的。
13.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中具有該些突起結(jié)構(gòu)的該面底部包括c面、a面、r面或m面。
14.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該些突起結(jié)構(gòu)包括角錐結(jié)構(gòu)、脊?fàn)罱Y(jié)構(gòu)、圓錐結(jié)構(gòu)、角柱結(jié)構(gòu)或多邊形結(jié)構(gòu)。
15.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該些突起結(jié)構(gòu)的圖案周期在O.I μπ! 10 μ m之間。
16.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該缺陷表面具有O.Inm 50nm的高低差。
17.如權(quán)利要求9所述之發(fā)光二極體，其中該第一半導(dǎo)體層、該發(fā)光層與該第二半導(dǎo)體層包括III-V族系半導(dǎo)體。
18.如權(quán)利要求17所述之發(fā)光二極體，其中該III-V族系半導(dǎo)體為氮化鎵系半導(dǎo)體。
專利摘要一種發(fā)光二極體基板與發(fā)光二極體，其中的發(fā)光二極管基體的一面具有多個由濕式蝕刻形成的突起結(jié)構(gòu)，且每一突起結(jié)構(gòu)的表面是缺陷表面，這個缺陷表面是由表面處理造成的。
文檔編號H01L33/22GK202601713SQ20122002908
公開日2012年12月12日 申請日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者吳耀銓, 林博文, 彭俊彥, 牛振義, 王寶明, 徐文慶 申請人:昆山中辰矽晶有限公司