CN108630718A - 发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发光元件，该发光元件包含一基板，其包含一第一侧以及一相反于第一侧的第二侧；多个互相分离的半导体叠层位于基板的第一侧上，各半导体叠层包含一出光区域以及一与出光区域连接的电极垫接触区域；多个电极垫分别位于些电极垫接触区域上；以及一阻挡层位于该些半导体叠层中之一与基板之间。

Description

发光元件
技术领域
本发明涉及一种发光元件，尤其是涉及一种包含阻挡层的发光元件。
背景技术
发光二极管被广泛地用于固态照明光源。相较于传统的白炽灯泡和荧光灯，发光二极管具有耗电量低以及寿命长等优点，因此发光二极管已逐渐取代传统光源，并且应用于各种领域，如交通号志、背光模块、路灯照明、医疗设备等。
发明内容
本发明提供一种发光元件。发光元件包含一基板，其包含一第一侧以及一相反于第一侧的第二侧；多个互相分离的半导体叠层位于基板的第一侧上，各半导体叠层包含一出光区域以及一与出光区域连接的电极垫接触区域；多个电极垫分别位于多个电极垫接触区域上；一阻挡层位于多个半导体叠层中之一与基板之间。
本发明提供一种发光元件。发光元件包括一基板，其包含一第一侧以及一相反于第一侧的第二侧；一位于基板的第一侧上的一第一半导体叠层，第一半导体叠层包含一第一出光区域，第一半导体叠层可发出一第一光源，且大部分的第一光源主要自第一出光区域逃逸；以及一位于基板的第一侧上的第二半导体叠层，第二半导体叠层第一半导体叠层分离，第二半导体叠层包含一第二出光区域，第二半导体叠层可发出一第二光源，且大部分的第二光源主要自第二出光区域逃逸；在第一半导体叠层发出第一光源时，自第二出光区域逃逸的第一光源的强度与自第一出光区域逃逸的第一光源的强度比小于0.1。
本发明提供一种发光元件。发光元件包括一基板，其包含一第一侧以及一相反于第一侧的第二侧；一位于基板的第一侧上的第一半导体叠层，第一半导体叠层包含一第一出光区域，第一半导体叠层可发出一第一光源，且大部分的第一光源主要自第一出光区域逃逸；以及一位于基板的第一侧上的第二半导体叠层，第二半导体叠层与第一半导体叠层分离，第二半导体叠层包含一第二出光区域，第二半导体叠层可发出一第二光源，且大部分的第二光源主要自第二出光区域逃逸；在第一半导体叠层以及第二半导体叠层同时分别发出第一光源以及第二光源时，自第一出光区域逃逸的第一光源的强度与自第二出光区域逃逸的第二光源的强度比不小于0.8且不大于1.2。
附图说明
图1A为本发明的第一实施例的发光元件的俯视图；
图1B为本发明的第一实施例的发光元件沿着如图1A的A-A’线的剖视图；
图1C为本发明的第一实施例的发光元件沿着如图1A的B-B’线的剖视图；
图1D为本发明的第一实施例的发光元件沿着如图1A的C-C’线的剖视图；
图2A至图6B为如图1A至图1D所示的发光元件在不同制作工艺阶段的示意图；
图7A为使图1A所示的部分发光元件发光的近场强度光谱示意图；
图7B为图7A沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图7C为如图1A所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图；
图7D为图7C沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图7E为如图1A所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图；
图7F为图7E沿着B-B’线的相对强度与对应距离的关系图；
图7G为如图1A所示的发光元件以及发光元件的周围的近场相对强度光谱示意图；
图7H为图7G沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图8为本发明的第二实施例的发光元件的俯视图；
图9A为如图8所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图；
图9B为图9A沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图9C为如图8所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图；
图9D为图9C沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图9E为如图8所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图；
图9F为图9E沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图9G为如图8所示的发光元件以及发光元件的周围的近场相对强度光谱示意图；
图9H为图9G沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图；
图10为本发明的第三实施例的发光元件的俯视图；以及
图11为本发明的第四实施例的发光元件的剖视图。
符号说明：
10 基板 101 第一侧
102 第二侧 103 第一侧壁
104 第二侧壁 105 第三侧壁
106 第四侧壁 20 连接层
30 接触层 31 第一透明导电氧化层
32 第二透明导电氧化层 40 反射镜
401 子反射区域 50 阻挡层
501 镂空区域 60 第一电极
601 电极垫 602 第一延伸电极
603 第二延伸电极 70 第二电极
80 半导体叠层 80a 第一半导体叠层
80b 第二半导体叠层 G1 间距
θ 夹角 θ1 夹角
801 出光区域
802 电极垫接触区域 801a 第一出光区域
802a 第一电极垫接触区域 803a 第一连接区
801b 第二出光区域 802b 第二电极垫接触区域
803b 第二连接区 D1 第一距离
D2 第二距离 81 发光叠层
82 第一半导体接触层 83 第二半导体接触层
811 第一半导体层 812 第二半导体层
813 活性层 814 第三半导体层
815 第四半导体层 90 成长基板
W1 第一宽度 W2 第二宽度
a、b、c、d、e 区域 P1、P3 第一波峰值
P2、P4 第二波峰值 80 半导体叠层
100 隧穿结构 101 第一隧穿层
102 第二隧穿层 D4 总距离
D3 长度
具体实施方式
以下实施例将伴随着附图说明本发明的概念，在附图或说明中，相似或相同的部分是使用相同的标号，并且在附图中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是，图中未绘示或说明书未描述的元件，可以是熟悉此技术的人士所知的形式。
在本说明书中，除了特别指出说明，相同的元件符号于不同的附图中，具有与本发明任何一处说明的相同或是大致上相同的结构、材料、材料组成和/或制造方法。
在本发明中，如果没有特别的说明，通式AlGaAs代表AlxGa(1-x)As，其中0≤x≤1；通式AlInP代表AlxIn(1-x)P，其中0≤x≤1；通式AlGaInP代表(AlyGa(1-y))1-xInxP，其中0≤x≤1，0≤y≤1；通式AlGaN代表AlxGa(1-x)N，其中0≤x≤1；通式AlAsSb代表AlAs(1-x)Sbx，其中0≤x≤1；通式InGaP代表InxGa1-xP，其中0≤x≤1；通式InGaAsP代表InxGa1-xAs1-yPy，其中0≤x≤1，0≤y≤1；通式InGaAsN代表InxGa1-xAs1-yNy,，其中0≤x≤1，0≤y≤1；通式AlGaAsP代表AlxGa1-xAs1-yPy，其中0≤x≤1，0≤y≤1；通式InGaAs代表InxGa1-xAs，其中0≤x≤1；通式AlGaN代表AlxGa1–xN，其中0≤x≤1；通式InGaN代表InxGa1–xN，其中0≤x≤1。调整元素的含量可以达到不同的目的，例如但不限于，匹配成长基板的晶格常数、调整能阶或是调整主发光波长。
图1A为本发明的第一实施例的发光元件的俯视图。图1B为本发明的第一实施例的发光元件沿着如图1A的A-A’线的剖视图。图1C为本发明的第一实施例的发光元件沿着如图1A的B-B’线的剖视图。图1D为本发明的第一实施例的发光元件沿着如图1A的C-C’线的剖视图。发光元件包含一基板10、连接层20、接触层30、反射镜40、N组半导体叠层8、阻挡层50、N个第一电极60以及第二电极70。基板10包含一第一侧101以及一相反于第一侧101的第二侧。连接层20位于基板10的第一侧101上。接触层30位于连接层20上。反射镜40位于连接层20以及接触层30之间。N组半导体叠层80彼此分离且位于接触层30上。阻挡层50位于N组半导体叠层80以及接触层30之间。N个第一电极60分别位于N组半导体叠层8之上。第二电极70位于基板10的第二侧102上。在本实施例中，N等于2，即发光元件包含一第一半导体叠层80a以及一第二半导体叠层80b，第二半导体叠层80b和第一半导体叠层80a分离。在本实施例中，第二半导体叠层80b和第一半导体叠层80a的形状大致上相等，但不限于此，例如也可为镜像对称或相配。
如图1A所示，基板10还包含一第一侧壁103、一相对于第一侧壁103的第二侧壁104以及位于第一侧壁103和第二侧壁104之间的第三侧壁105以及第四侧壁106，且于本实施例中，相较于第一侧壁103和第二侧壁104的长度，第三侧壁的长度较长，但不限于此。相较于第一侧壁103和第二侧壁104的长度，第四侧壁106的长度较长，但不限于此。各第一电极60包含一电极垫601、第一延伸电极602以及多个第二延伸电极603。相较于第二侧壁104，各电极垫601较靠近第一侧壁103。第一延伸电极602自电极垫601朝向远离电极垫601的方向或往第二侧壁104延伸。电极垫601可与一导体接合以连接外部电源，导体可例如为引线。第二延伸电极603分别自第一延伸电极602朝向第三侧壁105以及第四侧壁106延伸。在一实施例中，各第二延伸电极603与第一延伸电极602之间有一夹角θ，夹角θ为80～100度，以具有较均匀的电流扩散。在本实施例中，夹角θ等于90±5度。第一半导体叠层80a包含一第一出光区域801a、与第一出光区域801a分离的第一电极垫接触区域802a以及一连接第一出光区域801a与第一电极垫接触区域802a的第一连接区803a。第一电极垫接触区域802a的宽度大于第一连接区803a的宽度。具体地，第一电极垫接触区域802a的宽度以及第一连接区803a的宽度的差异大于40微米(μm)，更佳地，大于60μm，又更佳地，大于90μm。第二半导体叠层80b包含一第二出光区域801b、与第二出光区域801b分离的第二电极垫接触区域802b以及一连接第二出光区域801b与第二电极垫接触区域802b的第二连接区803b。第二电极垫接触区域802b的宽度大于第二连接区803b的宽度。具体地，第二电极垫接触区域802b的宽度以及第二连接区803b的宽度的差异大于40微米(μm)，更佳地，大于60μm，又更佳地，大于90μm。具体地，宽度测量的方式为垂直第一延伸电极602的方向。第一出光区域801a和第二出光区域801b为发光元件的主要出光区域。第一半导体叠层80a和第二半导体叠层80b之间的间距，具体的，第一出光区域801a和第二出光区域801b之间的间距G1不大于20微米(μm)，更佳的，不大于10μm。两个电极垫601分别位于第一电极垫接触区域802a以及第二电极垫接触区域802b之上。各电极垫601的面积小于对应的电极垫接触区域802a、802b的面积。具体地，电极垫接触区域802a、802b的侧壁和对应的电极垫601的侧壁之间的距离不小于3μm。位于第一半导体叠层80a上的第一延伸电极602自位于第一电极垫接触区域802a上的电极垫601沿着第一半导体叠层80a的第一连接区803a延伸至第一半导体叠层80a的第一出光区域801a。位于第二半导体叠层80b上的第一延伸电极602自位于第二电极垫接触区域802b上的电极垫601沿着第二半导体叠层80b的第二连接区803b延伸至第二半导体叠层80b的第二出光区域801b。在本实施例中，第一连接区803a与第二连接区803b各具有一长度，即第一出光区域801a与第一电极垫接触区域802a之间的第一距离D1以及第二出光区域801b与第二电极垫接触区域802b之间的第二距离D2。第一距离D1和/或第二距离D不小于2第三侧壁105的长度的3％，且不大于第三侧壁105的长度的25％。在本实施例中，第一距离D1与第二距离D2大致上相等。在另一实施例中，第二距离D2和第一距离D1可不相等。
如图1B所示，各组半导体叠层80a、80b包含一发光叠层81、一第一半导体接触层82以及一第二半导体接触层83。第一半导体接触层82位于发光叠层81以及接触层30之间。具体地，依发光叠层81的堆叠方向观之，第一半导体接触层82的形状与发光叠层81的形状相同。第二半导体接触层83位于发光叠层81以及第一电极60之间。具体地，第二半导体接触层83仅位于出光区域801a、801b的上方。具体的，如图1B至图1D所示，第二半导体接触层83仅位于第二延伸电极603以及发光叠层81之间和位于各出光区域801a、801b上的第一延伸电极602以及发光叠层81之间。更具体的，位于第一连接区803a上的第一延伸电极602以及发光叠层81之间和第一电极垫接触区域802a以及对应的电极垫601之间并未设有第二半导体接触层83，位于第二连接区803b上的第一延伸电极602以及发光叠层81之间和第二电极垫接触区域802b以及对应的电极垫601之间并未设有第二半导体接触层83。通过此结构设计，可使电流自电极垫601流入后不会直接进入电极垫接触区域(即，第一电极垫接触区域802a和第二电极垫接触区域802b)，而会通过各第一延伸电极602流至多个第二延伸电极603，且自位于多个第二延伸电极603之下和位于第一出光区域801a以及第二出光区域801b的第一延伸电极602之下的第二半导体接触层83进入发光叠层81，故，可集中电流于各出光区域(即第一出光区域801a和第二出光区域801b)中，进而提高发光效率。此外，由于第一出光区域801a与第一电极垫接触区域802a之间相距一第一距离D1，即第一连接区803a的长度，以及第二出光区域801b与第二电极垫接触区域802b之间相距一第二距离D2，即第二连接区803b的长度，故当第一半导体叠层80a的发光叠层81发光时和/或第二半导体叠层80b的发光叠层81发光时，本实施例的结构可避免或降低出光区域的光从电极垫接触区域的侧壁进入而导致第一电极垫接触区域802a和/或第二电极垫接触区域802b的外围有漏光的状况，且当在第一电极垫接触区域802a和/或第二电极垫接触区域802b的电极垫601与一导体接合后，也可降低或避免导体反光的状况。
如图1B所示，发光叠层81包含第一半导体层811、第二半导体层812以及位于第一半导体层811和第二半导体层812之间的活性层813。活性层813的结构如:单异质结构(single heterostructure；SH)、双异质结构(double heterostructure；DH)、双侧双异质结构(double-side double heterostructure；DDH)、或多层量子阱(multi-quantum well；MQW)结构。在本实施例中，活性层813为多层量子阱结构，其包含多个交叠的阱层和阻障层，其中阻障层的能阶大于阱层的能阶。第一半导体层811和第二半导体层812具有不同的导电型态。在本实施例中，第一半导体层811为用于提供电子的n型，且第二半导体层812为用于提供空穴的p型。第一半导体层811的能阶和第二半导体层812的能阶都高于活性层813的能阶，用于限制电子或空穴的在活性层813内。在本实施例中，第一半导体叠层80a的活性层813发射出具有第一峰值波长λ1的第一光源，且大部分的第一光源主要自对应的第一出光区域801a逃逸。第二半导体叠层80b的活性层813发射出具有第二峰值波长λ2的第二光源，且大部分的第二光源主要自对应的第二出光区域801b逃逸。在一实施例中，自第一出光区域801a逃逸的第一光源以及自第二出光区域801b逃逸的第二光源都为可见的红光，且第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2大致相等。具体的，第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2为580纳米(nm)～730nm，且较佳地，为600nm～670nm，且第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2之间的差异小于10nm。在另一实施例中，自第一出光区域801a逃逸的第一光源以及自第二出光区域801b逃逸的第二光源都为不可见的远红外光，且第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2大致相等。具体的，第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2为730纳米(nm)～1600nm，且较佳地，为800nm～1000nm，且第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2之间的差异小于10nm。在另一实施例中，第一峰值波长λ1和第二峰值波长λ2不同，例如，自第一出光区域801a逃逸的第一光源为可见的红光，第一峰值波长λ1为580纳米(nm)～700nm，且较佳地，为600nm～670nm，自第二区域逃逸的第二光源为不可见光，第二峰值波长λ2为730纳米(nm)～1600nm，且较佳地，为800nm～1000nm。第一半导体层811和第二半导体层812包含III-V族半导体材料，例如砷化铝镓(AlGaAs)，磷化铝铟(AlInP)或磷化铝镓铟(AlGaInP)。本发明的多组半导体叠层80可独立控制而分别发出光源。具体的，当位于第一半导体叠层80a上的第一电极60与第二电极70同时外接一电源，而位于第二半导体叠层80b上第一电极60并未外接电源时，第一半导体叠层80a的活性层813可发出第一光源，而第二半导体叠层80b的活性层813不会发出第二光源。或者，可同时将第一半导体叠层80a上的第一电极60、第二半导体叠层80b上的第一电极60以及第二电极70外接一电源，则第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b的活性层813可同时发出第一光源以及第二光源。
如图1B至图1D所示，反射镜40对应第一出光区域801a以及第二出光区域801b的位置，即，反射镜40与第一出光区域801a以及第二出光区域801b于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)重叠且依发光叠层81的堆叠方向观之，反射镜40的形状大致上与第一出光区域801a以及第二出光区域801b的形状相同。具体的，如图1C所示，反射镜40具有多个彼此分离的子反射区域401，在本实施例中，反射镜40具有两个子反射区域401分别位于第一出光区域801a以及第二出光区域801b的正下方。如图1C所示，第一出光区域801a以及第二出光区域801b各自具有一第一宽度W1，各子反射区域401具有一第二宽度W2，其小于第一宽度W1。具体的，第一宽度W1以及第二宽度W2的差异不小于1μm，且更佳的，不大于15μm，有更佳的，为2～10μm。在本实施例中，第一出光区域801a的第一宽度W1大致上等于第二出光区域801b的第一宽度W1，例如约为90μm。在本实施例中，各子反射区域401的第二宽度W2彼此相同。在另一实施例中，第一出光区域801a的第一宽度W1不等于第二出光区域801b的第一宽度W1，且两个子反射区域401的第二宽度W2也彼此不同，且位于第一出光区域801a正下方的子反射区域401的第二宽度W2小于第一出光区域801a的第一宽度W1，位于第二出光区域801b正下方的子反射区域401的第二宽度W2小于第二出光区域801b的第一宽度W1。由于反射镜40仅位于第一出光区域801a以及第二出光区域801b的正下方，当独立控制其中一组半导体叠层80发光时，例如独立控制第一半导体叠层80a使其发光叠层81发出第一光源时，可避免或降低第一光源自第二出光区域801b逃逸的状况。此外，由于子反射区域401的第二宽度W2小于对应的出光区域的第一宽度W1，在第一半导体叠层80a的发光叠层81以及第二半导体叠层80b的发光叠层81同时发出第一光源以及第二光源的情况下，可降低或避免第一半导体叠层80a的侧壁以及第二半导体叠层80b的侧壁发生漏光的情况，且同时可降低或避免光源被过宽的子反射区域401反射而自接触层30的侧壁漏出导致漏光的情况。在本实施例中，如图1C所示，第一出光区域801a的侧壁为一斜面，第二出光区域801b的侧壁为一斜面，且侧壁与阻挡层50之间有一夹角θ1，夹角θ1为40～75度，较佳的，夹角θ1为45～70度。具体地，第一出光区域801a和第二出光区域801b之间的间距G1为第一出光区域801a的侧壁的顶部与第二出光区域801b侧壁的顶部之间的距离。
如图1B至图1D所示，发光元件还包含一镂空区域501，其贯穿阻挡层50，且依发光叠层81的堆叠方向观之，镂空区域501的形状大致上与反射镜40的形状相等，换言之，即阻挡层50的形状大致上与反射镜40的形状互补，具体的，反射镜40与阻挡层50于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)上不重叠。阻挡层50具有一外侧壁，其较第一半导体叠层80a的外侧壁以及第二半导体叠层80b的外侧壁更接近基板10的第一侧壁103、第二侧壁104以及第三侧壁105以及第四侧壁106。第一出光区域801a的侧壁以及第一电极垫接触区域802a的侧壁于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)上分别与阻挡层50重叠；第二出光区域801b的侧壁以及第二电极垫接触区域802b的侧壁于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)上分别与阻挡层50重叠；换言之，如图1B所示，第一出光区域801a和第二出光区域801b靠近第二侧壁104的位置，部分的阻挡层50未被第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b覆盖而裸露，即，部分的阻挡层50于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)未与第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b重叠，此外，阻挡层50位于接触层30靠近第二侧壁104的区域以及发光叠层81之间，因此可避免或降低光源自接触层30的外侧壁漏出的情况。在本实施例中，阻挡层50的外侧壁与第一侧壁103、第二侧壁104以及第三侧壁105以及第四侧壁106大致上共平面。阻挡层50的材料包含绝缘材料，绝缘材料例如为苯并环丁烯(BCB)、环烯烃聚合物(COC)、氟碳聚合物(Fluorocarbon Polymer)、氮化硅(SiNx)、氟化钙(CaF2)、氧化硅(SiOx)或氟化镁(MgF2)。部分接触层30位于镂空区域501内并与第一半导体接触层82直接接触。由于本发明的发光元件在各组半导体叠层和基板10之间设有阻挡层50，因此在制造本发明的发光元件过程中，在移除部分的半导体叠层以形成N组分离的半导体叠层80的步骤中，可以避免过蚀刻的问题，而使被移除的地方不会有残留的半导体材料。由此，当独立控制其中一发光叠层81发光时，可避免或降低所发出的光源经半导体叠层之间残留的半导体材料而自邻近的出光区域逃逸的状况，例如独立控制第一半导体叠层80a的发光叠层81发出第一光源时，可避免或降低第一光源自第二出光区域801b逃逸的状况，且同时可降低或避免接触层30的侧壁发生漏光的情况。
第二电极70于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)上与各组半导体叠层80的第一电极60重叠。具体的，第二电极70于垂直方向都与各组半导体叠层80的第一电极60的电极垫601以及第一延伸电极602以及第二延伸电极603重叠。且第二电极70于垂直方向(即发光叠层81的堆叠方向)上与第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b重叠。
第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b各自还包含一介于第二半导体接触层83和第一半导体层811之间的第三半导体层814。相较于第一半导体层811，第三半导体层814具有较低的能阶以及较厚的厚度，用于散布电流使电流均匀扩及发光叠层81。一实施例中，第三半导体层814的厚度，即由第三半导体层814与第二半导体接触层83直接接触的表面的位置至与其相对的第三半导体层814的另一面的最短距离不小于2000nm，且较佳的，为2000～7000nm，以利散布电流。在一实施例中，第三半导体层814包含一未被第一电极60覆盖的裸露部分，此裸露部分经粗化后包含凹凸结构，用于降低第三半导体层814和周遭环境之间的全反射。裸露部分的粗糙度为1～5μm，较佳的，为1～3μm。在一实施例中，第三半导体层814包含磷化铝镓铟(AlGaInP)或砷化铝镓(AlGaAs)。在本实施例中，第三半导体层814为n型半导体。
各组半导体叠层80a、80b还包含一介于第一半导体接触层82和第二半导体层812之间的第四半导体层815。相较于第二半导体层812，第四半导体层815具有较小的能阶以及较厚的厚度。第四半导体层815用于散布电流使电流均匀扩及发光叠层81。在一实施例中，第四半导体层815的厚度小于第三半导体层814的厚度，较佳的，第四半导体层815的厚度为1000～4000nm。在一实施例中，第四半导体层815包含磷化铝镓铟(AlGaInP)或砷化铝镓(AlGaAs)。在本实施例中，第四半导体层815为p型半导体。
图2A至图6B为如图1A至图1D所示的发光元件在不同制作工艺阶段的示意图。图2A为形成阻挡层50之后的俯视图；图2B为沿着图2A的A-A’线的剖视图。本发明的发光元件的制造方法包含提供一成长基板90；形成半导体叠层于成长基板90上，半导体叠层依序包含第二半导体接触层83、第三半导体层814、发光叠层81、第四半导体层815以及第一半导体接触层82，其中形成半导体叠层的方法可利用外延成长的方式；形成一阻挡层50于第一半导体接触层82上且图案化阻挡层50，使阻挡层50包含镂空区域501。图3A为形成接触层30以及反射镜40之后的俯视图；图3B为沿着图3A的A-A’线的剖视图。本发明的发光元件的制造方法还包含形成接触层30以覆盖阻挡层50，部分的接触层30位于镂空区域501内以直接接触第一半导体接触层82；以及于多个镂空区域501的正上方形成包含多个子反射区域401的反射镜40，其中接触层30介于反射镜40与阻挡层50之间。图4为连接基板10之后的剖视图。本发明的发光元件的制造方法还包含用连接层20连接基板10与接触层30；以及移除成长基板90。图5A为图案化第二半导体接触层83之后的俯视图；图5B为形成第一电极60之后的俯视图；图5C为沿着图5B的A-A’线的剖视图。如图5A所示，本发明的发光元件的制造方法还包含图案化第二半导体接触层83；以及如图5B所示形成第一电极60于图案化的第二半导体接触层83上，其中，如图5C所示，电极垫601以及部分的第一延伸电极602下方的第二半导体接触层83已移除，且多个第二延伸电极603以及其余的第一延伸电极602包覆图案化的第二半导体接触层83。图6A为移除部分半导体叠层之后的俯视图；图6B为沿着图6A的A-A’线的剖视图。如图6A所示，本发明的发光元件的制造方法还包含以任何方式，例如化学蚀刻或激光切割等，本实施例是以干蚀刻方式，移除部分的半导体叠层以形成多组彼此分离的半导体叠层80a、80b，如图1A所示的分离的第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b，其中由于阻挡层50位于半导体叠层下，在蚀刻过程中会限制蚀刻的范围以避免过蚀，因此可将阻挡层50上欲移除的半导体叠层区域完全移除干净，而不会有残留的半导体材料在第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b之间，进而可使第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b完全分离且不会破坏到位于下方的接触层30。在此步骤之后，部分的阻挡层50不会被第一半导体叠层80a以及第二半导体叠层80b覆盖而裸露。本发明的发光元件的制造方法更包含粗化第三半导体层814的未被第一电极60覆盖的裸露部分，用于形成如图1B所示的凹凸结构。
图7A为使图1A所示的发光元件在40±5毫安培的电流下发光，并测量得到近场强度光谱图，图7B为将图7A依据A-A’的切线位置得到近场强度的量化值并与最强的强度比较得到的相对强度与对应距离的关系图。关系图可用任何适合的仪器取得，本实施例是使用半自动发光分布测量仪，可用来测量发光元件的近场(near field)的光分布(lightingdistribution。在图7A中，相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图7B为图7A沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图7A至图7B中，发光元件的两个发光叠层81是同时发出第一光源以及第二光源的，即，发光元件的两个第一电极60以及第二电极70同时外接一电源。图7B中的区域a为图7A中第三侧壁105至第一出光区域801a之间的部分区域，由于在第三侧壁105至第一出光区域801a之间的区域中未有活性层813，所以区域a的相对强度为0。区域b的位置大致代表图7A中第一出光区域801a的位置，区域b中有一个具有最大相对强度的第一波峰值P1以及具有一个最小相对强度的第二波峰值P2，最小相对强度的第二波峰值P2的定义为2/3倍的第一波峰值P1(即2/3×P1)至第一波峰值P1之间最低的波峰值。例如，区域b中，第一波峰值P1为3792，而在2/3×3792至3792之间，最低的波峰值为3616，即为第二波峰值P2。区域b中，位于两个波峰值P1、P2之间且相对强度低于500的位置大致代表第一出光区域801a上的第一延伸电极602的位置。区域c的位置大致代表图1A中第一出光区域801a和第二出光区域801b之间的位置。区域d的位置大致代表图7A中第二出光区域801b的位置，区域d中有一个具有最大相对强度的第一波峰值P3以及具有一个最小相对强度的第二波峰值P4，最小相对强度的第二波峰值P4的定义为2/3倍的第一波峰值P3(即2/3×P3)至第一波峰值P3之间最低的波峰值。例如，区域d中，第一波峰值P3为3792，而在2/3×3792至3792之间，最低的波峰值为3680，即为第二波峰值P4。区域d中，位于两个波峰值P3、P4之间相对强度低于500的位置大致代表第二出光区域801b上的第一延伸电极602的位置。区域e为图1A中第四侧壁106至第二出光区域801b之间的部分区域，由于在第四侧壁106至第二出光区域801b之间的区域中并未有活性层813，所以区域e的相对强度为0。在本发明中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度和自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度的比不小于0.8且不大于1.2，较佳的，不小于0.85且不大于1.15。例如，在本实施例中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度为3792，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的二光源的最大相对强度为3792，前者与后者的相对强度比为1。此外，于本发明中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度和自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最小相对强度的比不小于0.8且不大于1.2，较佳的，不小于0.85且不大于1.15，反之亦然，即，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度和自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最小相对强度的比不小于0.8且不大于1.2，较佳的，不小于0.85且不大于1.15。例如，在本实施例中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度为3792，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最小相对强度为3680，前者与后者的相对强度比为1.03。在本实施例中，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度为3792，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最小相对强度为3616，前者与后者的相对强度比为1.05。在另一实施例中，平均第一出光区域801a的第一波峰值P1、第二波峰值P2、第二出光区域801b的第一波峰值P3以及第一波峰值P4得到一平均值A，四个波峰值中的最大波峰值和平均值A的比为1～1.2，更佳的，为1～1.1。例如，在本实施例中，平均值A(即(3792+3792+3680+3616)/4)为3720，所有波峰值中的最大波峰值为3792，3792/3720为1.02。由此可知，本发明的发光元件包含分离的多组半导体叠层80，且各组半导体叠层80的发光叠层81于发光时，彼此具有良好的均匀性。
图7C为图1A所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图，相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图7D为图7C沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图7C至图7D中，将如图1A所示的发光元件的第一半导体叠层80a上的第一电极60以及第二电极70同时外接一电源，但第二半导体叠层80b上的第一电极60并未外接一电源，即，独立控制第一半导体叠层80a的发光叠层81发出第一光源，且不驱动第二半导体叠层80b的发光叠层81。如图7D所示，区域a为图7C中第三侧壁105至第一出光区域801a之间的区域，由于在第三侧壁105至第一出光区域801a之间的区域中并未有活性层813，所以区域a的相对强度为0。区域b的位置大致代表图7C中第一出光区域801a的位置，区域c的位置大致代表图1A中第一出光区域801a和第二出光区域801b之间以及部分的第二出光区域801b的位置。由图7D可知，当独立控制第一半导体叠层80a的发光叠层81发出第一光源时，第二半导体叠层80b的第二出光区域801b几乎没有光源逃逸出。即，在独立控制第一半导体叠层80a发出第一光源时，第二出光区域801b逃逸出的第一光源的最大相对强度和第一出光区域801a逃逸出的第一光源的最大相对强度(即第一波峰值P1)的比小于0.1，更佳的，小于0.08，又更佳的，小于0.05。在本实施例中，第二出光区域801b逃逸出的第一光源的最大相对强度为0，第一出光区域801a逃逸出的第一光源的第一波峰值P1为3792，前者与后者的比等于0。图7E为如图1A所示的另一部分发光元件的近场相对强度光谱示意图。相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图7F为图7E沿着B-B’线的相对强度与对应距离的关系图。在图7F至图7E中，将如图1A所示的发光元件的第二半导体叠层80b上的第一电极60以及第二电极70同时外接一电源，但第一半导体叠层80a上的第一电极60并未外接一电源，即，独立控制第二半导体叠层80b的发光叠层81发光，且不驱动第一半导体叠层80a的发光叠层81。如图7F所示，区域a为部分的第一出光区域801a以及第一出光区域801a和第二出光区域801b之间的位置。区域b的位置大致代表图7E中第二出光区域801b的位置。区域c的位置大致代表发光元件的第四侧壁106至第二出光区域801b之间的部分区域，由于并未有活性层813，所以区域c的相对强度为0。由图7F可知，当独立控制第二半导体叠层80b的发光叠层81发光时，第一半导体叠层80a的第一出光区域801a几乎没有光源逃逸出。即，在独立控制第二半导体叠层80b发出第二光源时，第一出光区域801a逃逸出的第二光源的最大相对强度与第二出光区域801b逃逸出的第二光源的最大相对强度(即第一波峰值P3)的比小于0.1，更佳的，小于0.08，又更佳的，小于0.05。在本实施例中，第一出光区域801a逃逸出的第二光源的最大相对强度为0，第一波峰值P3为3792，前者与后者的比等于0。由此可知，本发明的发光元件包含分离的多组半导体叠层80，且各组半导体叠层80的发光叠层81独立发光时，可避免或降低影响到邻近的半导体叠层而使邻近的半导体叠层有光逃逸出的现象。
图7G为图1A所示的整个发光元件以及发光元件周围的近场相对强度光谱示意图。相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图7H为图7G沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图7G中，发光元件的两个发光叠层81是同时发光的，即，发光元件的两个第一电极60以及第二电极70同时外接一电源。在本实施例中，第一出光区域801a的第一宽度W1以及第二出光区域801b的第一宽度W1各约为95微米，第一出光区域801a以及第二出光区域801b之间的距离约为10微米，第一出光区域801a以及第二出光区域801b的第一宽度W1与第一出光区域801a以及第二出光区域801b之间的间距G1的总距离(D4)约为200微米。相应的，图7H中，区域a为对应图7G中第一出光区域801a、第二出光区域801b以及第一出光区域801a以及第二出光区域801b之间的位置，因区域a的对应距离约为104微米，故可得知图7H在X轴(对应距离)方向上对应图7G的距离比例约为0.52倍(即104微米/200微米＝0.52)。此外，本实施例的发光元件的第一侧壁103的长度D3为270微米，因此，第三侧壁105对应至图7H的X轴约为239微米的位置(即c线的位置)，第四侧壁106对应至图7H大约在X轴约为380微米的位置(即d线的位置)。由图7H可得知，在第三侧壁105和/或第四侧壁106所逃逸出的光源的相对强度和第一出光区域801a和第二出光区域801b逃逸出的光源的最大相对强度的比小于0.1，更佳的，小于0.08，又更佳的，小于0.05。在本实施例中，在第三侧壁105和/或第四侧壁106所逃逸出的光源的相对强度为0，自第二出光区域801b和第一出光区域801a逃逸出的光源的最大强度为3792(P1)，前者与后者的比等于0。由此可知，本发明的发光元件包含分离的多组半导体叠层80，且各组半导体叠层80的发光叠层81同时发光时，发光元件的基板10的侧壁外围并没有漏光的状况。
图8为本发明的第二实施例的发光元件的俯视图。本发明的第二实施例的发光元件包含与第一实施例大致上相同的结构，主要不同的地方在于，第一电极60的形状不同。在本实施例中，各组半导体叠层80a、80b上的第一延伸电极602自对应的电极垫601分别沿着对应的连接区803a、803b延伸至对应的出光区域801a、801b。各第二延伸电极603分别自对应的第一延伸电极602朝向第三侧壁105以及第四侧壁106延伸，并接着朝向基板10的第二侧壁104延伸。
图9A为使图8所示的发光元件在40±5毫安培的电流下发光，并测量得到近场相对强度光谱图。图9B为将图9A依据A-A’的切线位置得到近场相对强度的量化值并与最强的相对强度比较的相对强度与对应距离的关系图。在图9A中，相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图9B为图9A沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图9A至图9B中，发光元件的两个发光叠层81是同时发光的，即，发光元件的两个第一电极60以及第二电极70同时外接一电源。图9B中的区域a为图8中第三侧壁105至第一出光区域801a之间的部分区域，由于在第三侧壁105至第一出光区域801a之间的区域中并未有活性层813，所以区域a的相对强度为0。区域b的位置大致代表图8第一出光区域801a的位置，区域b中有一个具有最大相对强度的第一波峰值P1以及具有一个最小相对强度的第二波峰值P2，最小相对强度的第二波峰值P2的定义为2/3倍的第一波峰值P1(即2/3×P1)至第一波峰值P1之间最低的波峰值。例如，区域b中，第一波峰值P1为3776，而在2/3×3776至3776之间，最低的波峰值为3456，即为第二波峰值P2。区域b中，有两个相对强度低于500的波谷大致代表第一出光区域801a上的两个第二延伸电极603的位置。区域c的位置大致代表图9A中第一出光区域801a和第二出光区域801b之间的位置。区域d的位置大致代表图9A中第二出光区域801b的位置，区域d中有一个具有最大相对强度的第一波峰值P3以及具有一个最小相对强度的第二波峰值P4，最小相对强度的第二波峰值P4的定义为2/3倍的第一波峰值P3(即2/3×P3)至第一波峰值P3之间最低的波峰值。例如，区域d中，第一波峰值P3为3840，而在2/3×3840至3840之间，最低的波峰值为3424，即为第二波峰值P4。区域d中，有两个相对强度低于500的波谷大致代表第二出光区域801b上的两个第二延伸电极603的位置。区域e为图9A中第四侧壁106至第二出光区域801b之间的部分区域，由于在第四侧壁106至第二出光区域801b之间的区域中并未有活性层813，所以区域e的相对强度为0。在本发明中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度和自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度的比不小于0.8且不大于1.2，较佳的，不小于0.85且不大于1.15。例如，在本实施例中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度为3776，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度为3840，前者与后者的相对强度比为0.98。此外，在本发明中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度和自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最小相对强度的比不小于0.8且不大于1.2，较佳的，不小于0.85且不大于1.15，反之亦然，即，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度和自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最小相对强度的比不小于0.8且不大于1.2，较佳的，不小于0.85且不大于1.15。例如，在本实施例中，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度为3776，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最小相对强度为3424，前者与后者的相对强度比为1.1。在本实施例中，自第二半导体叠层80b的第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度为3840，自第一半导体叠层80a的第一出光区域801a逃逸的第一光源的最小相对强度为3456，前者与后者的相对强度比为1.11。在另一实施例中，平均第一半导体叠层80a第一波峰值P1、第二波峰值P2、第二半导体叠层80b第一波峰值P3以及第一波峰值P4得到一平均值A，四个波峰值中的最大波峰值和平均值A的比为1～1.2，更佳的，为1～1.1。例如，在本实施例中，平均值A(即(3456+3840+3424+3776)/4)为3624，所有波峰值中的最大波峰值为3840，3840/3624为1.06。由此可知，本发明的发光元件包含分离的多组半导体叠层80，且各组半导体叠层80的发光叠层81同时发光时，彼此具有良好的均匀性。
图9C为图8所示的部分发光元件的近场相对强度光谱示意图，相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图9D为图9C沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图9C至图9D中，将如图8所示的发光元件的第一半导体叠层80a上的第一电极60以及第二电极70同时外接一电源，但第二半导体叠层80b上的第一电极60并未外接一电源，即，独立控制第一半导体叠层80a的发光叠层81发光，且不驱动第二半导体叠层80b的发光叠层81。如图9D所示，区域a为图9C中第三侧壁105至第一出光区域801a之间的部分区域，由于在第三侧壁105至第一出光区域801a之间的区域并未有活性层813，所以区域a的相对强度为0。区域b的位置大致代表图9C中第一出光区域801a的位置，区域c的位置大致代表图7C中第一出光区域801a和第二出光区域801b之间以及部分的第二出光区域801b的位置。由图9D可知，当独立控制第一半导体叠层80a的发光叠层81发光时，第二半导体叠层80b的第二出光区域801b几乎没有光源逃逸出。即，在独立控制第一半导体叠层80a发出第一光源时，自第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度与自第一出光区域801a逃逸的第一光源的最大相对强度(即第一波峰值P1)的比小于0.1，更佳的，小于0.08，又更佳的，小于0.05。在本实施例中，自第二出光区域801b逃逸的光源的最大相对强度为0，第一波峰值P1为3808，前者与后者的比等于0。图9E为如图8所示的另一部分发光元件的近场相对强度光谱示意图。相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图9F为图9E沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图9E至图9F中，将如图8所示的发光元件的第二半导体叠层80b上的第一电极60以及第二电极70同时外接一电源，但第一半导体叠层80a上的第一电极60并未外接一电源，即，独立控制第二半导体叠层80b的发光叠层81发光，且不驱动第一半导体叠层80a的发光叠层81。如图9F所示，区域a为部分的第一出光区域801a以及第一出光区域801a和第二出光区域801b之间的位置。区域b的位置大致代表图9E中第二出光区域801b的位置。区域c的位置大致代表发光元件的第四侧壁106至第二出光区域801b之间的部分区域，由于此区域中并未有活性层813，所以区域c的相对强度为0。由图9F可知，当独立控制第二半导体叠层80b的发光叠层81发光时，第一半导体叠层80a的第一出光区域801a几乎没有光源逃逸出。即，在独立控制第二半导体叠层80b发出第二光源时，自第一出光区域801a逃逸的第二光源的最大相对强度和自第二出光区域801b逃逸的第二光源的最大相对强度(即第一波峰值P3)的比小于0.1，更佳的，小于0.08，又更佳的，小于0.05。在本实施例中，自第一出光区域801a逃逸的光的最大相对强度为0，第一波峰值P3为3856，前者与后者的比等于0。由此可知，本发明的发光元件包含分离的多组半导体叠层80，且各组半导体叠层80的发光叠层81独立发光时，可避免或降低影响到邻近的半导体叠层而使邻近的半导体叠层有光逃逸出的现象。
图9G为图8所示的整个发光元件以及发光元件周围的近场相对强度光谱示意图。相较于未画斜线部分的区域的亮度，斜线部分的区域为亮度较低的区域。图9H为图9G沿着A-A’线的相对强度与对应距离的关系图。在图9G中，发光元件的两个发光叠层81是同时发光的，即，发光元件的两个第一电极60以及第二电极70同时外接一电源。在本实施例中，第一出光区域801a的第一宽度W1以及第二出光区域801b的第一宽度W1各约为95微米，第一出光区域801a以及第二出光区域801b之间的距离约为10微米，第一出光区域801a以及第二出光区域801b的第一宽度W1与第一出光区域801a以及第二出光区域801b之间的间距G1的总距离(D4)约为200微米。相应的，图9H中，区域a为对应图9G中第一出光区域801a至第二出光区域801b的位置，因区域a的对应距离约为107微米，故可得知图9H在X轴(对应距离)方向上对应图9G的距离比例约为0.54倍，(即107微米/200微米＝0.54)。此外，本实施例的发光元件的第一侧壁103的长度D3为270微米，因此，第三侧壁105对应至图9H的X轴约为244微米的位置(即c线的位置)，第四侧壁106对应至图9H大约在X轴约为389微米的位置(即d线的位置)。由图9H可得知，自第三侧壁105和/或第四侧壁106所逃逸的光源的相对强度和自第一出光区域801a与第二出光区域801b逃逸的光源的最大相对强度的比小于0.1，更佳的，小于0.08，又更佳的，小于0.05。在本实施例中，自第三侧壁105和/或第四侧壁106所逃逸的光源的相对强度为0，自第二出光区域801b和第一出光区域801a逃逸的光源的最大强度为3840(P3)，前者与后者的比等于0。由此可知，本发明的发光元件包含分离的多组半导体叠层80，且各组半导体叠层80的发光叠层81同时发光时，发光元件的基板10的侧壁外围并没有漏光的状况。
图10为本发明的第三实施例的发光元件的俯视图。本发明的第三实施例的发光元件包含与第一实施例大致上相同的结构，主要不同的地方如下所述。在本实施例中，发光元件包含5组分离的半导体叠层80。且各组半导体叠层80的形状彼此不同。各组半导体叠层80不包含如图1A所示的连接区803a、803b，即各组半导体叠层80的电极垫接触区域802与出光区域801直接连接。此外，依发光叠层81的堆叠方向观之，第二半导体接触层83的形状大致上与第一延伸电极602以及多个第二延伸电极603的形状相同。
图11为本发明的第四实施例的发光元件，本发明的第四实施例的发光元件的俯视图大致上与图10相同，图11为如图10沿着A-A’线的剖视图。本发明的第四实施例的发光元件包含与第三实施例大致上相同的结构，主要不同的地方如下所述。在本实施例中，多组半导体叠层80之中，由基板10朝向第一电极60的方向观之，至少一组半导体叠层80包含多个发光叠层81与隧穿结构100，且隧穿结构100位于两相邻的发光叠层81之间。隧穿结构100包含一第一隧穿层101以及一第二隧穿层102，第一隧穿层101以及第二隧穿层102是互相堆叠位于两相邻的发光叠层81之间。第一隧穿层101和第二隧穿层102具有不同的导电型态。在本实施例中，第一隧穿层101是p型半导体，第二隧穿层102是n型半导体。n型掺杂物是碲(Te)或硅(Si)。p型掺杂物是碳(C)、镁(Mg)或锌(Zn)。在一实施例中，n型掺杂物为Te，p型掺杂物为C。第一隧穿层101与第二隧穿层102具有一掺杂浓度，掺杂浓度例如高于1×1018cm-3，且较佳地，不小于5×1018cm-3，更佳地，为5×1018cm-3～1×1022cm-3。隧穿结构100将进入的电子转换成空穴或将进入的空穴转换成电子。两相邻的发光叠层81通过隧穿结构100以串联的方式形成电连接。即，两相邻的发光叠层81形成pn-pn或np-np结构。第一隧穿层101和第二隧穿层102包含III-V族半导体材料，例如InGaP或AlGaAs。较佳地，第一隧穿层101的能阶和第二隧穿层102的能阶大于活性层813中阱层的能阶。第一隧穿层101的厚度不小于5nm，且较佳地，不大于100nm。在一实施例中，第二隧穿层102的厚度大于第一隧穿层101的厚度，较佳地，第二隧穿层102的厚度不小于10nm，更佳地，不大于100nm。第一隧穿层101的厚度和第二隧穿层102的厚度之间的差异大于20nm，较佳地，为30～50nm。在本实施例中，其中两组半导体叠层80各包含两个互相堆叠的发光叠层与包含一个隧穿结构100位于两个发光叠层81之间。在本实施例中，每组半导体叠层80中的两个发光叠层81的结构和图1B所述的结构相同，即都包含第一半导体层811、在第一半导体层811上的第二半导体层812以及位于第一半导体层811和第二半导体层812之间的活性层813，且第一半导体接触层82位于靠近基板10的发光叠层81以及接触层30之间，第二半导体接触层83位于远离基板10的发光叠层81以及第一电极60之间。在一实施例中，在其中一组具有两个发光叠层81的半导体叠层80中，两个互相堆叠的发光叠层81分别具有活性层813并可分别发射出具有峰值波长λ的光源，且两个活性层813各自发射出的光源同时自半导体叠层80的同一出光区域逃逸。在一实施例中，在其中一组半导体叠层80中，由两个活性层813发射并自同一出光区域逃逸的光源都为可见的红光，且两个峰值波长λ大致相等，用于增加发光元件的亮度。在一实施例中，在一组半导体叠层80中两个活性层813发射出的光源都为可见光，两个峰值波长λ为580纳米(nm)～700nm，且较佳地，为600nm～670nm，且两个峰值波长之间的差异小于10nm。在另一实施例中，在一组半导体叠层80中两个活性层813发射出的光源都为不可见光，两个峰值波长λ为750纳米(nm)～1500nm，且较佳地，为800nm～1000nm。在本实施例中，在一组半导体叠层80中两个的活性层813各自发射出的光源具有不同的峰值波长λ，例如，靠近基板10的活性层813发射出的光源为不可见光，其峰值波长λ为750纳米(nm)～1500nm，且较佳地，为800nm～1000nm，远离基板10的活性层813发射出的光源为可见光，其峰值波长λ为580纳米(nm)～700nm，且较佳地，为600nm～670nm，且所述具有不同峰值波长λ的光源同时自同一半导体叠层80的出光区域逃逸。
在另一实施例中，至少一组半导体叠层80包含多个互相堆叠的发光叠层81，且发光元件并未包含第四实施例描述的隧穿结构100位于两相邻的发光叠层81之间，即，在本实施例中，两相邻的发光叠层81形成pn-np或np-pn结构。此外，在独立控制其中一远离基板10的发光叠层81发光时，可利用任何方式让靠近基板10的发光叠层81不发光，例如，在靠近基板的发光叠层81的侧壁形成一金属层，使靠近基板的发光叠层81形成短路，进而只让远离基板10的发光叠层81发出一光源，且光源自对应的半导体叠层80的出光区域逃逸。
在一实施例中，本发明的发光元件多个第一电极60和第二电极70位于基板10的同一侧，多个第一电极60和第二电极70可通过倒装的方式与一包含外部电路的载板电连接。
在本实施例中，成长基板90提供一上表面，其用于外延成长外延结构。成长基板90具有一足够的厚度以支撑之后成长在成长基板90上的层或是结构。较佳地，成长基板90的厚度不小于100微米，且较佳地，不超过250微米。成长基板90是单晶且包含半导体材料，例如，包含一个三五族半导体材料或是四族半导体材料。在一实施例中，成长基板90包含一具有一n型或p型的三五族半导体材料。在本实施例中，三五族半导体材料包含n型的砷化镓(GaAs)，n型掺杂物为硅(Si)。
当多个第一电极60和第二电极70位于基板10的相反两侧时，基板10是导电的，用于在第一电极60以及第二电极70之间传导一电流。基板10具有一足够的厚度，用于支撑在其上的层或是结构。例如，大于100微米。基板10包含导电材料，其包含硅(Si)、锗(Ge)、铜(Cu)、钼(Mo)、钨钼(MoW)、氮化铝(AlN)、氧化锌(ZnO)或铜钨(CuW)。较佳地，基板10包含硅或铜钨(CuW)。
第一电极60以及第二电极70用于与一外接电源连接且传导一在两者之间的电流。第一电极60以及第二电极70的材料包含透明导电材料或是金属材料。透明导电材料包含透明导电氧化物，金属材料包含金(Au)、铂(Pt)、锗金镍(GeAuNi)、钛(Ti)、铍金(BeAu)、锗金(GeAu)、铝(Al)、锌金(ZnAu)或镍。
连接层20包含透明导电氧化物、金属材料、绝缘氧化物或高分子材料。透明导电氧化物包含氧化铟锡(ITO)、氧化铟(InO)、氧化锡(SnO)、氧化镉锡(CTO)、氧化锑锡(ATO)、氧化铝锌(AZO)、氧化锌锡(ZTO)、氧化镓锌(GZO)、氧化铟钨(IWO)、氧化锌(ZnO)或氧化铟锌(IZO)。金属材料包含铟、锡、金、钛、镍、铂、钨或其等的合金。绝缘氧化物包含氧化铝(AlOx)、氧化硅(SiOx)或氮氧化硅(SiOxNy)。高分子材料包含环氧树脂(epoxy)、聚酰亚胺(polyimide)、八氟环丁烷(perfluorocyclobutane)、苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)或硅氧树脂(silicone)。连接层20具有一400～5000nm的厚度。
接触层30包含一第一透明导电氧化层31以及一第二透明导电氧化层32，第一透明导电氧化层31覆盖阻挡层50以及与第一半导体接触层82直接接触用于降低第二电极70以及发光叠层81之间的串联电阻。第二透明导电氧化层32位于连接层20以及第一透明导电氧化层31之间，第二透明导电氧化层32的材料与第一透明导电氧化层31的材料不同，甚或形成方法也可不同。第二透明导电氧化层32可具有增进横向(亦即与各层堆叠方向相垂直的方向)电流扩散的功能或做为一透光层的功能。第二透明导电氧化层32可选择一折射率值较发光叠层81为低的材料，以增进透光效果。第二透明导电氧化层32的厚度可较第一透明导电氧化层31的厚度更厚，例如由阻挡层50往第二透明导电氧化层32的方向看，第一透明导电氧化层31的厚度约为或为第二透明导电氧化层32的厚度约为或为而可增进横向电流扩散。在本发明的其他实施例中，也可不形成第二透明导电氧化层32，而是将第一透明导电氧化层31的厚度加厚以取代第二透明导电氧化层32。第一透明导电氧化层31与第二透明导电氧化层32分别包含一材料选自氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)、氧化铝锌(Aluminum Zinc Oxide,AZO)、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌(ZnO)、氧化锌锡、及氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)所构成的群组。在本实施例中，第一透明导电氧化层31的材料为氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)，第二透明导电氧化层32的材料为氧化铟锌(Indium Zinc Oxide,IZO)。第一透明导电氧化层31为使用电子束枪(E-gun)所形成，而第二透明导电氧化层32为使用溅镀(Sputtering)所形成。其中用溅镀(Sputtering)所形成的透明导电氧化层的密度较使用电子束枪(E-gun)所形成者高，亦即第二透明导电氧化层32较第一透明导电氧化层31致密，密度较高，有助于上述的横向电流扩散。
反射镜40可对发光叠层81所发出的光有大于85％的反射率，较佳的，反射镜40包含一为的厚度。反射层81可包含一金属材料，例如金(Au)或银(Ag)。
在一实施例中，发光元件还包含一钝化层，其覆盖各组半导体叠层80的侧壁以及各组半导体叠层80的部分上表面。钝化层作为一保护层，用于保护半导体叠层使其免于例如为湿气或机械破坏的环境损害。
外延的方法包含，金属有机化学气相沉积(metal-organic chemical vapordeposition，MOCVD)、氢化物气相外延法(hydride vapor phase epitaxy，HVPE)、分子束外延(molecular beam epitaxy，MBE)或液相外延法(liquid-phase epitaxy，LPE)。
根据本发明的又一实施例，前述实施例中的结构可以结合或是改变。举例说明，图11所示的发光元件的其中一半导体叠层可包含如图1B所示的第三半导体层814，第三半导体叠层814可位于远离基板10的发光叠层81以及第二半导体接触层83之间。图1B所示的第一半导体叠层80a可包含如图11所示的多个互相堆叠的发光叠层81。
需注意的是，本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。任何人对本发明所作显而易见的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。不同实施例中相同或相似的构件，或者不同实施例中具相同标号的构件都具有相同的物理或化学特性。此外，本发明中上述的实施例在适当的情况下，是可互相组合或替换，而非仅限于所描述的特定实施例。在一实施例中详细描述的特定构件与其他构件的连接关系也可以应用于其他实施例中，且均落于如后的本发明的权利保护范围的范畴中。

Claims (10)

1.一种发光元件，其特征在于，包含︰
基板，其包含第一侧以及相反于该第一侧的第二侧；
多个互相分离的半导体叠层，位于该基板的第一侧上，各半导体叠层包含一光区域以及与该出光区域连接的电极垫接触区域；
多个电极垫，分别位于该些电极垫接触区域上；以及
阻挡层，位于该些半导体叠层中之一与该基板之间。
2.如权利要求1所述的发光元件，该多个半导体叠层分别发出一光源，且该些光源的峰值波长不同。
3.如权利要求1所述的发光元件，其中该些半导体叠层中之一包含两层活性层，该些活性层分别发出一光源，且该些光源的峰值波长不同。
4.如权利要求1所述的发光元件，还包含反射镜，位于该基板以及该些半导体叠层中之一之间，且该反射镜与该阻挡层于垂直方向不重叠。
5.如权利要求4所述的发光元件，其中在一该发光元件的剖视图中，该些出光区域中之一包含一第一宽度，该反射镜包含多个分离的子反射区域，其中该些子反射区域中之一包含一小于该第一宽度的第二宽度。
6.如权利要求1所述的发光元件，其中该多个半导体叠层中，两相邻半导体叠层之间的间距不大于20微米(μm)。
7.一种发光元件，其特征在于，包括:
基板，其包含第一侧以及相反于该第一侧的第二侧；
位于该基板的第一侧上的第一半导体叠层，该第一半导体叠层包含第一出光区域，该第一半导体叠层可发出一第一光源，且大部分的该第一光源主要自该第一出光区域逃逸；以及
位于该基板的第一侧上的第二半导体叠层，该第二半导体叠层该第一半导体叠层分离，该第二半导体叠层包含第二出光区域，该第二半导体叠层可发出一第二光源，且大部分的该第二光源主要自该第二出光区域逃逸；
在该第一半导体叠层发出该第一光源时，自该第二出光区域逃逸的该第一光源的强度与自该第一出光区域逃逸的该第一光源的强度比小于0.1。
8.如权利要求7所述的发光元件，其中第一半导体叠层和第二半导体叠层之间的间距小于20微米(μm)。
9.一种发光元件，其特征在于，包括:
基板，其包含第一侧以及相反于该第一侧的第二侧；
位于该基板的第一侧上的第一半导体叠层，该第一半导体叠层包含第一出光区域，该第一半导体叠层可发出一第一光源，且大部分的该第一光源主要自该第一出光区域逃逸；以及
位于该基板的第一侧上的第二半导体叠层，该第二半导体叠层与该第一半导体叠层分离，该第二半导体叠层包含第二出光区域，该第二半导体叠层可发出一第二光源，且大部分的该第二光源主要自该第二出光区域逃逸；
在该第一半导体叠层以及该第二半导体叠层同时分别发出该第一光源以及第二光源时，该第一出光区域逃逸的该第一光源的强度与该第二出光区域逃逸的该第二光源的强度比不小于0.8且不大于1.2。
10.如权利要求9项所述的发光元件，其中该第一半导体叠层和该第二半导体叠层之间的间距小于20微米(μm)。
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