CN101335314A - 具有不规则且高低起伏多层量子井的发光元件外延结构 - Google Patents

Abstract

一种发光元件的外延结构，包括：一个第一半导体导电层形成于基板之上；一个主动层，以多层量子井(MQW)形成于第一半导体导电层之上；以及一个第二半导体导电层，形成于主动层之上；其中将至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于第一半导体导电层与主动层之间，从而形成具有多个不规则且高低起伏的多层量子井。

Description

具有不规则且高低起伏多层量子井的发光元件外延结构

技术领域

本发明涉及一种发光元件的外延结构，尤其涉及一种在发光元件中使用具有多个不规则且高低起伏的多层量子井(uneven MQW)所形成的外延结构。

背景技术

由于发光元件(Light-Emitting Device；LED)的光是由内部的主动层发出并且是向任意方向发射光束，故LED发光效率(Efficiency)是由下列方程式表示

Eeff＝Ei(internal)*Ee(external)

其中Ei是指由内部的主动层发出的发光效率，而Ee是指外部光摘出的发光效率。

公知技术中，为了改善LED发光效率，多半集中在改善外部光摘出的发光效率，从而提高LED的发光效率。例如美国公开号US20050082562A1(请参照图1A)、美国公开号US20050277218A1(请参照图1B)、美国公开号US20040104672(请参照图1C)、美国公告号US6900473(请参照图1D)及US67777871。前述各个已有技术中，均是在LED的表面改良，通过形成LED外部的不规则表面(例如以蚀刻技术)，避免LED的光在芯片内部全反射，因此可提高外部光摘出的发光效率Ee。依现有的技术，Ee的提高已达约80％，此结果已接近至物理极限。

此外，由于内部的主动层发出的发光效率Ei，一般均只能达到40％左右，而依据前述的方程式，改善内部的主动层发出的发光效率Ei也一样可以有效提高LED整体发光效率Eeff。为此，本发明是将LED的主动层形成具有多个不规则且高低起伏的多层量子井结构(uneven MQW)的，使不规则的MQW体面积较传统平坦的MQW体面积为大，从而改善内部的主动层发出的发光效率Ei，使得整体的LED的发光效率Eeff增加。

发明内容

鉴于发明背景中所述的问题，本发明提供一种具有多个不规则且高低起伏的多层量子井结构(uneven MQW)的外延结构及其制造方法，通过不规则的MQW体面积较传统平坦的MQW体面积大的现象，来具体提高内部的主动层发出的发光效率Ei，使得整体的LED的发光效率E_eff增加。

本发明的主要目的是提供一种具有多个不规则且高低起伏的多层量子井结构(uneven MQW)的外延结构，从而提高LED发光效率。

本发明的另一目的是提供一种具有多个不规则且高低起伏的多层量子井结构(uneven MQW)的外延结构，从而使光苞形状更佳。

据此，本发明提供一种发光元件的外延结构，包括：一个第一半导体导电层形成于基板之上；一个主动层，以多层量子井(MQW)形成于第一半导体导电层之上；以及一个第二半导体导电层，形成于主动层之上；其中将至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于第一半导体导电层与主动层之间，从而，使形成的多层量子井具有多个不规则且高低起伏形状。

本发明再提供一种发光元件，包括一个第一电极形成于基板的第一面上；一个第一半导体导电层，形成该基板的第二面上；一个主动层，以多层量子井(MQW)形成于第一半导体导电层之上，其中将至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于该第一半导体导电层与该主动层之间，从而，使形成的该多层量子井具有多个不规则且高低起伏的形状；接着，一个第二半导体导电层，形成于主动层之上；然后以一个透明导电层，形成于第二半导体导电层之上；最后，再以一个第二电极，形成于透明导电层之上。

本发明另提供一种具有多层量子井的外延结构，包括：一个半导体导电层形成于基板之上；然后将一个多层量子井(MQW)形成于半导体导电层之上，其中将至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于半导体导电层与多层量子井之间，从而，使形成的多层量子井具有多个不规则且高低起伏的形状。

本发明再提供一种发光元件的外延方法，包括：提供一个基板；接着形成一个第一半导体导电层于基板之上；再接着形成一个主动层于第一半导体导电层之上，其中主动层为一多层量子井(MQW)结构，且以至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于第一半导体导电层与多层量子井之间，从而，使形成的多层量子井具有多个不规则且高低起伏之形状；最后，形成一第二半导体导电层于主动层之上。

附图说明

图1A～1D是已有技术的示意图；

图2是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的外延结构剖面图；

图3是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的发光元件的外延结构剖面图；

图4是本发明的发光元件的剖视图；

图5是本发明的发光元件的另一实施例的剖视图；

图6是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的SEM图；

图7是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的AFM图；

图8是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的SEM图；

主要元件标记说明

10：基底

20：第一半导体导电层

30：多个不规则且高低起伏的多层量子井

40：第二半导体导电层

50：透明导电层

60、70：电极

具体实施方式

本发明在此所探讨的方向为一种使发光元件的外延结构及其方法。为了能彻底地了解本发明，将在下列的描述中提出详尽的外延结构及其步骤。显然地，本发明的施行并未限定此外延结构的所属领域的技术人员所熟习的特殊细节，然而，对于本发明的较佳实施例，则会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本发明还可以广泛地施行在其它的实施例中，且本发明的范围不受限定，其以权利要求为准。

在下列的说明中，将先简单说明本发明的具有多个不规则且高低起伏表面的多层量子井外延结构以及具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的形成的发光元件的外延结构；最后，再将形成本发明的高亮度发光元件的结构及方法详细说明。此外，在本发明中，用于成长氮化物半导体的方法可以为一种类气相生长方法，例如MOVPE(有机金属气相外延)、HVPE(氢化气相外延)、MBE(分子束外延)、MOCVD(金属有机化学气相沉积)或是二流程MOCVD，因此，在本发明对于使用何种设备或方式来成长氮化物半导体并不加以限制，凡只要具有本发明的外延结构者，均为本发明的权利范围。

首先，请参照图2，是本发明的具有多个不规则且高低起伏表面的多层量子井的外延结构剖面示意图。如图2所示，此外延结构包括基底10，例如一个蓝宝石(C面、M面、R面或A面)所形成的基底10，先将其置入在MOVPE的反应容器中，之后，再于此基底10上形成一个半导体导电层20，例如一个由III-V族材料所形成的化合物半导体导电层(III-Vcompound semiconductor layer)，特别是一种以氮化物为主的氮化物半导体导电层，例如：GaN。接着，于MOVPE的反应容器随意添加由一种或多种异质材料所形成的多个微粒，将这些异质材料所形成的多个微粒随意分布在氮化物半导体导电层20之上。在此要强调，本发明对此添加的异质材料的种类及数量并不加以限制，其只要是不同于氮化物半导体导电层20的材料均可作为本发明所称的异质材料。例如，当氮化物半导体导电层20为GaN材料时，此异质材料可以是周期表的第III族包括：硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)；或是周期表的第V族包括：氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)；或是周期表的第II族包括：铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)或是周期表的第VI族包括：氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钡(Po)或是III-V族化合物、II-VI族化合物或是II-V族化合物(例如：Mg₃N₂)或是氮化硅(SiN_x)等。

再接着，进行多层量子井(MQW)的成长，由于在多层量子井成长前，氮化物半导体导电层20上的部分位置已被添加的异质材料所覆盖，因此在后续成长多层量子井时，这些被异质材料所覆盖的地方就会阻绝多层量子井的成长或减慢多层量子井的成长速率；在此情形下所成长出的多层量子井，很明显地会在异质材料处自然形成凹陷状，故会形成不规则形状31，此不规则形状31近似在海滩上所形成的一片沙丘，而各沙丘均具有各自的高度及宽度，且各个沙丘间并不一定会连接在一起，请参照图6的SEM图。而在本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井30的外延结构中，此多层量子井30的横断面(即底∶高)约为3∶1～1∶10，其粗糙度值约为Ra＝0.5～50纳米之间，而较佳的粗糙度值约为Ra＝30～40纳米之间，请参照图7的AFM图。

此外，上述的基底10除以蓝宝石C表面、M表面、R表面或是A表面为主面之外，其亦可以是尖晶石(MgAl2O4)般的绝缘性基材、SiC(含有6H、4H、3C)、GaAs、AlN、GaN、GaP、Si、ZnO、MgO、LAO、LGO、玻璃材料或是GaN等。而氮化物半导体导电层20的材料选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN；而多个不规则且高低起伏的多层量子井30的材料也可以是选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及In AlGaN。

接下来，请参照图3，是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井所形成的发光元件的外延结构剖面示意图。如图3所示，此外延结构包括一个基底10、一个形成于基板10的上的第一半导体导电层20以及一个形成在第一半导体导电层20之的上的主动层30，此主动层30是由具有多个不规则且高低起伏的多层量子井所形成；特别要强调的是，本发明中形成具有多个不规则且高低起伏的多层量子井所形成的主动层30，与上述图2中的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的外延结构相同，也就是说，先将多个异质材料所形成的多个微粒随意散布于第一半导体导电层20上，从而成长出具有多个不规则且高低起伏的多层量子井30。因此，在本发明的第一半导体导电层20与具有多个不规则且高低起伏的多层量子井30所形成的主动层间有至少一种异质材料存在(但未显示于图式中)。最后，再于主动层30上形成一个第二半导体导电层40。很明显地，要形成一个发光元件的基本结构中，要在主动层的上下两侧边形成一个n型的半导体导电层及p型的半导体导电层，使得n型半导体导电层及p型半导体导电层中的电子及电动能够在施加适当的偏压后，能够被驱动至主动层中产生复合(recombination)后发出光线。因此，本发明的发光元件的外延结构中，并不限定其第一半导体导电层20或是第二半导体导电层40为n型半导体导电层及p型半导体导电层，其只要能形成发光元件的基本结构皆可，例如，当第二半导体导电层40为n型半导体导电层时，则第一半导体导电层20就必须是p型半导体导电层。同时，本发明所揭露的发光元件的外延结构均可作为发光二极管(LED)、激光器(LASER)或是面射型激光器(VCSEL)等元件的基本外延结构。

同样的，在本发明图3的实施例中，其基底10除以蓝宝石C表面、M表面、R表面或是A表面为主面之外，其亦可以是尖晶石(MgAl2O4)般的绝缘性基材、SiC(含有6H、4H、3C)、GaAs、AlN、GaP、Si、ZnO、MgO、LAO、LGO玻璃材料或是GaN等。而第一氮化物半导体导电层20及第二氮化物半导体导电层40的材料均可选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN；而多个不规则且高低起伏的多层量子井30的材料也可以是选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN。此外，而在本实施例中的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井30的横断面(即底∶高)约为3∶1～1∶10，而其粗糙度的较佳值约为Ra＝0.5～50纳米之间，而较佳的粗糙度值约为Ra＝30～40纳米之间。

在此要强调，本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的发光元件的外延结构，其可随着多层量子井所形成的主动层30的化合物材料以及形成化合物的成份比重而发出不同的光，这些发出的光包括紫外光、可见光以及红外光。例如，当形成的主动层30的化合物材料中加入磷(P)或砷(As)化物或磷砷化物的成份时，就可形成红光或黄光或红外光；当形成的主动层30的化合物材料中加入氮(N)的成份时，就可形成蓝光或绿光或紫外光。

请继续参照图4，是本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的发光元件的剖面示意图。在本实施例中，将详细说明形成本发明的发光元件的结构及方法。在下述过程中，发光元件的结构均与上述实施例相同，故不再重复叙述。

首先，将一基底10放置在MOVPE的反应容器中，并通以氢气，且使基底10的温度上升1050℃，以进行基底10的洁净处理；接着，将反应容器温度维持在1050℃，并将加有TMG的原料气体、氨气、以及加有硅烷气体的杂质气体通入反应容器，以使第一氮化物半导体导电层20长成在基底10之上，当此第一氮化物半导体导电层20为n-GaN半导体导电层时，其掺入Si浓度为2×10¹⁶/cm³～8×10²¹/cm³，而n-GaN半导体导电层的成长厚度约为1.5～3μm。在此要强调，形成第一氮化物半导体导电层20也可以是其它氮化物材料所形成的半导体导电层，例如，当第一氮化物半导体导电层20为InAlGaN材料时，可由In_xAl_yGa_1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y≤1)所构成，其组成虽无一定的限定，但为获致结晶缺陷较少的氮化物半导体层，其y值系在0.15～0.2为佳。此外，第一氮化物半导体导电层20的厚度也无一定限制，但为形成n电极层，故其膜厚最好在1μm以上。此外，为不使氮化物半导体的结晶性恶化，其n型杂质浓度最好以高浓度掺入较佳，其范围为1×10¹⁷/cm³～5×10²¹/cm³。

再接着，反应容器温度维持在1050℃，并在反应容器随意通入由至少一种异质材料所形成的多个微粒，使这些添加的异质材料所形成的微粒随意分布在第一氮化物半导体导电层20之上；这些添加的异质材料将为不同于第一氮化物半导体导电层20的材料，例如，当氮化物半导体导电层20为GaN材料时，此异质材料可以是周期表的第III族包括：硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、铊(Tl)；或是周期表的第V族包括：氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)；或是周期表的第II族包括：铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、镭(Ra)或是周期表的第VI族包括：氧(O)、硫(S)、硒(Se)、碲(Te)、钡(Po)或是III-V族化合物、II-VI族化合物或是II-V族化合物(例如：Mg₃N₂)或是氮化硅(SiN_x)或是氮化锌(Zn3N2)等。

在添加异质材料并使其随意分布在第一氮化物半导体导电层20上之后，先成长出膜厚为100～200埃且未掺杂质的氮化物半导体导电层，以形成一个障壁层(barrier layer)，接着将温度设在800℃附近，并通入TMG、TMI及氨气至反应容器，据以成长出厚度为20～30埃且未掺杂质的氮化物半导体导电层，例如，由In_0.4Ga_0.6N所形成的井层。之后，再以障壁+井层+障壁+井层+....+障壁的顺序来相互堆积成多层量子井结构，例如：成长出5层的障壁层及4层的井层，因此成长出膜厚为1120埃的多层量子井构造所构成的主动层30，如图8的SEM图所示。此外，主动层30虽是由障壁层开始堆积，然其堆积顺序亦可由井层开始而终于井层，或是由井层开始而终于壁层，或是由障壁层开始而终于井层，其堆积顺序并无一定限制。井层的厚度为100埃以下，而最好在70埃以下，更佳者调整在50埃以下。另外，障壁层的厚度须为300埃以下，而最好在250埃以下，而更好调整在200埃以下。

在上述的多层量子井构造所构成的主动层30进行成长之前，第一氮化物半导体导电层20上的部分位置已被添加的异质材料所覆盖，因此在后续成长多层量子井时，这些被异质材料所覆盖的地方就会阻绝多层量子井的成长或减慢多层量子井的成长速率；在此情形下所成长出的多层量子井，很明显地会在异质材料处自然形成凹陷状，故会形成不规则表面31，此不规则表面31近似在海滩上所形成的一片沙丘，而各沙丘均具有各自的高度及宽度，且各个沙丘间并不一定会连接在一起，请参照图7的SEM图。而在本发明的具有多个不规则且高低起伏表面的多层量子井30的外延结构中，此多层量子井30的横断面(即底∶高)约为3∶1～1∶10，而其粗糙度的较佳值约为Ra＝0.5～50纳米之间，而较佳的粗糙度值约为Ra＝30～40纳米之间，请参照图8的AFM图。

再接着，将反应容器温度再设为1050℃，并通入TMG、氨气以及Cp2Mg，以成长出p-型氮化合物所形成的第二氮化物半导体导电层40，此第二氮化物半导体导电层40的掺浓度为1～3×10²⁰/cm³的二价杂质，例如：Mg，而第二氮化物半导体导电层40的厚度为600～1000埃之间。在本实施例中，此第二氮化物半导体导电层40可由GaN或是In_xAlyGa_1-x-yN(0≤x，0≤y，x+y≤1)所构成，其组成虽无一定的限定，但为获致结晶缺陷较少的氮化物半导体层，以及使其易于p型电极间有良好的欧姆接触，其以GaN者为佳。

在形成第二氮化物半导体导电层40后，将反应容器温度下降到室温，然后自反应容器中将磊芯片取出，并在第二氮化物半导体导电层40表面上形成某一特定形状的光罩图样，再接着于反应性离子蚀刻(RIE)装置中进行蚀刻。于蚀刻之后，再于整个第二氮化物半导体导电层40上形成透明导电层50，此透明导电层50厚度为100～500埃，其材料可以是氮化钛(TiN)、NiO/Au、Ta/Au、TiWN、Ni/Au合金或是氧化铟锡(ITO)、氧化铬锡、氧化锑锡、氧化锌铝及氧化锌锡等；然后，在透明导电层50上形成一厚度为0.2～0.5μm的第二电极60。由于本实施例的第二氮化物半导体导电层40为p型氮化物半导体导电层，故此第二电极60的材料可以由Au/Ge/Ni合金所形成。最后，于基底10上形成第一电极70，而此第一电极70的材料也可以是由Au/Ge/Ni合金或是W/Al合金所形成。经过上述方法及步骤后，即形成一个具体的LED元件，由于发光元件的电极的工艺为公知技术，故本发明在此不进一步叙述。

要进一步强调，本发明的LED元件的实施例使用氮化物形成的主动层30，故本实施例可以形成蓝光或绿光或紫外光的LED元件。此外，本发明的具有多个不规则且高低起伏的多层量子井的发光元件，也可随着多层量子井所形成的主动层30的化合物材料以及形成化合物的成份比重而发出不同的光，例如，当形成的主动层30的化合物材料中加入磷(P)或砷化物或磷砷化物的成份时，就可形成红光或黄光或红外光；

此外，就公知LED元件的构造而言，其亦可在完成发光元件的外延结构后，使用由蚀刻工艺，直接将发光元件的外延层中的部分第二氮化物半导体导电层40、主动层30及第一氮化物半导体导电层20移除，然后在分别形成透明层50、电极60及电极70，如图5所示。由于形成第5图所示的发光元件过程与前述第4图的发光元件相似，其差异处亦为此技术领域者所熟知，故不再重复说明。

显然地，依照上面实施例中的描述，本发明可能有许多的修正与差异。因此需要在其附加的权利要求的范围内加以理解，除了上述详细的描述外，本发明还可以广泛地在其它的实施例中施行。上述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用以限定本发明的权利要求；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效更动或改进，均应包含在权利要求内。

Claims (33)

1.一种发光元件的外延结构，其特征在于包括：

基板；

第一半导体导电层，形成于该基板之上；

主动层，以多个不规则且高低起伏形状的的多层量子井形成于该第一半导体导电层之上；以及

第二半导体导电层，形成于该主动层之上；

其中至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于该第一半导体导电层与该主动层之间，从而，形成该具有多个不规则且高低起伏的形状的多层量子井。

2.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该多层量子井的每一不规则且高低起伏形状的横截面的宽高比介于3∶1～1∶10之间。

3.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该基板的材料选自于下列的族群：蓝宝石、GaN、SiC、GaAs、AlN、GaP、Si、ZnO、MgO以及玻璃材料。

4.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该第一半导体导电层为N-Type的半导体层。

5.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该第一半导体导电层的材料选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN。

6.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该多层量子井的材料选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN。

7.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该第二半导体导电层为P-Type的半导体层。

8.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该第二半导体导电层的材料选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN。

9.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒含有不同于第一半导体导电层的异质材料。

10.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒可自下列族群中选出：II族、III族、V族、VI族、III-V族化合物、II-V族化合物及II-VI族化合物。

11.根据权利要求1所述的外延结构，其特征在于该多层量子井的每一不规则且高低起伏形状的表面粗糙度Ra介于0.5～50纳米之间。

12.根据权利要求11所述的外延结构，其特征在于该多层量子井的每一不规则且高低起伏形状的表面粗糙度Ra的较佳值为30～40纳米。

13.一种发光元件，其特征在于包括：

第一电极；

基板，形成于该第一电极之上；

第一半导体导电层，形成于该基板之上；

主动层，以具有多个不规则且高低起伏的形状的多层量子井形成于该第一半导体导电层之上；

第二半导体导电层，形成于该主动层之上；

透明导电层，形成于该第二半导体导电层之上；以及

第二电极，形成于该透明导电层之上；

其中至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于该第一半导体导电层与该主动层之间，从而，形成该具有多个不规则且高低起伏的形状的多层量子井。

14.根据权利要求13所述的发光元件，其特征在于该多层量子井的材料系选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN。

15.根据权利要求13所述的发光元件，其特征在于该透明导电层的材料选自于下列的族群：Ni/Au、NiO/Au、Ta/Au、TiWN、TiN、氧化铟锡、氧化铬锡、氧化锑锡、氧化锌铝及氧化锌锡。

16.根据权利要求13所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒含有不同于第一半导体导电层的异质材料。

17.根据权利要求16所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒可自下列族群中选出：II族、III族、V族、VI族、III-V族化合物、II-V族化合物及II-VI族化合物。

18.根据权利要求13所述的外延结构，其特征在于该具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井由氮化物材料所形成。

19.根据权利要求13所述的外延结构，其特征在于该具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井由磷化物或砷化物或磷砷化物材料所形成。

20.一种具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井外延结构，包括：半导体导电层形成于基板之上并且再将多层量子井形成于该半导体导电层之上以形成多层量子井的外延结构，其特征在于

至少一种异质材料所形成的多个微粒散布于该半导体导电层与该多层量子井之间，从而，形成具有多个不规则且高低起伏的形状的多层量子井。

21.根据权利要求20所述的外延结构，其特征在于该多层量子井的材料选自于下列的族群：AlN、GaN、InN、AlGaN、InGaN以及InAlGaN。

22.根据权利要求20所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒含有不同于半导体导电层的异质材料。

23.根据权利要求22项所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒可自下列族群中选出：II族、III族、V族、VI族、III-V族化合物、II-V族化合物及II-VI族化合物。

24.根据权利要求20所述的外延结构，其特征在于该具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井由氮化物材料所形成。

25.根据权利要求20所述的外延结构，其特征在于该具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井由磷化物或砷化物或磷砷化物材料所形成。

26.一种发光元件的外延方法，其特征在于包括：

提供基板；

形成第一半导体导电层于该基板之上；

添加至少一种异质材料所形成的多个微粒并散布于该第一半导体导电层之上；

形成主动层于该第一半导体导电层之上，该主动层为具有多个不规则且高低起伏的形状的多层量子井结构；以及

形成第二半导体导电层于该主动层之上。

27.根据权利要求26所述的外延方法，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒含有不同于第一半导体导电层的异质材料。

28.根据权利要求26所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒可自下列族群中选出：II族、III族、V族、VI族、III-V族化合物、II-V族化合物及II-VI族化合物。

29.一种具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井的外延方法，其特征在于包括：

提供基板；

形成半导体导电层于该基板之上；

添加至少一种异质材料所形成的多个微粒于该半导体导电层之上；以及

形成具有多个不规则且高低起伏形状的多层量子井结构于该半导体导电层之上，通过上述多个异质材料形成该具有多个不规则且高低起伏的形状的多层量子井。

30.根据权利要求29所述的外延方法，其特征在于该多层量子井的每一不规则且高低起伏形状的横截面的宽高比介于3∶1～1∶10之间。

31.根据权利要求29所述的外延方法，其特征在于该多层量子井的每一不规则且高低起伏形状的表面粗糙度Ra介于0.5～50纳米之间。

32.根据权利要求29所述的外延方法，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒含有不同于第一半导体导电层的异质材料。

33.根据权利要求29所述的外延结构，其特征在于该异质材料所形成的多个微粒可自下列族群中选出：II族、III族、V族、VI族、III-V族化合物、II-V族化合物及II-VI族化合物。

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