CN115588898A - 发光结构及其装置 - Google Patents

Abstract

本揭露提出一种发光结构及其装置，发光结构包括第一半导体叠层、发光层、氧化层、第二半导体叠层、第一绝缘介电层以及透明导电层。发光层设置于第一半导体叠层的第一厚度结构之上。氧化层设置于发光层之上，且氧化层具有第一孔洞，第一孔洞具有第一孔径。第二半导体叠层设置于氧化层之上，且第二半导体叠层透过第一孔洞与发光层电性连接。第一绝缘介电层设置于第二半导体叠层之上，且第一绝缘介电层具有第二孔洞，第二孔洞具有第二孔径。透明导电层设置于第一绝缘介电层之上，且透明导电层透过第二孔洞与第二半导体叠层电性连接。本揭露改变发光结构中的电流路径，进而产生小角度光型。

Description

发光结构及其装置

技术领域

本揭露为关于一种发光结构，特别是关于一种能够改变发光结构内电流路径，进而产生小角度光型的发光结构。

背景技术

激光二极管是一种能够发出强光的微小晶粒，依据激光二极管的发光方式，可以分为边射型激光(edge emitting laser，EEL)、面射型激光(surface emitting laser，SEL)、FP激光(Fabry-Perot laser)以及垂直共振腔面射型激光(vertical cavitysurface emitting laser，VCSEL)。

现今，因为氧化型VCSEL具有高输出功率以及良好的产生激光的门槛(lasingthreshold)，故常用于三维感测。然而，氧化型VCSEL的发光效果常受限于孔径大小。并且，孔径大小也常伴随产生多模激光，多模激光的远场随电场与温度变化非常明显，因此不适用于三维感测。据此，需要一种能够解决如何产生小角度以及高输出的VCSEL。

发明内容

本揭露的目的在于提供一种发光结构，以改变发光结构内电流路径以及反射率，进而产生小角度光型同时保持激光的高强度。

本揭露提出一种发光结构，包括基板、第一半导体叠层、发光层、氧化层、第二半导体叠层、第一绝缘介电层以及透明导电层。第一半导体叠层设置于基板上，且第一半导体叠层具有第一厚度结构以及第二厚度结构，且第一厚度结构的厚度大于第二厚度结构的厚度。发光层设置于第一半导体叠层的第一厚度结构之上。氧化层设置于发光层之上，且氧化层具有第一孔洞，第一孔洞具有第一孔径。第二半导体叠层设置于氧化层之上，且第二半导体叠层透过第一孔洞与发光层电性连接。第一绝缘介电层设置于第二半导体叠层之上，且第一绝缘介电层具有第二孔洞，第二孔洞具有第二孔径。透明导电层设置于第一绝缘介电层之上，且透明导电层透过第二孔洞与第二半导体叠层电性连接。

在一些实施方式中，第一孔径大于第二孔径。

在一些实施方式中，垂直投影于基板时，第一孔洞的几何中心与第二孔洞的几何中心相重叠。

在一些实施方式中，第一孔径介于约8微米至约13微米之间。

在一些实施方式中，第二孔径介于约5微米至约10微米之间。

在一些实施方式中，发光层发射出第一光路径及第二光路径。第一光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第二孔洞及透明导电层射出，且第一光路径具有第一反射率。第二光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第一绝缘介电层及透明导电层射出，且第二光路径具有第二反射率。并且，第一反射率大于第二反射率。

在一些实施方式中，发光层发射出第一光路径及第二光路径。第一光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第二孔洞及透明导电层射出，且第一光路径具有第一反射率为约99.5％。第二光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第一绝缘介电层及透明导电层射出，且第二光路径具有第二反射率为约98％。

在一些实施方式中，发光层发出波长为λ的光，则第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ×n，其中n为奇数，而透明导电层的厚度为约0.5λ×m，其中m为整数。

在一些实施方式中，发光层发出波长为λ的光，则第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ，透明导电层的厚度为约0.5λ。

在一些实施方式中，发光结构还包含第二绝缘介电层。第二绝缘介电层覆盖透明导电层的上表面、透明导电层的侧壁、第一绝缘介电层的侧壁、第二半导体叠层的侧壁、氧化层的侧壁、发光层的侧壁、第一半导体叠层的第一厚度结构的侧壁以及第一半导体叠层的第二厚度结构的上表面。并且，于俯视下，第二绝缘介电层具有环状孔洞，位于透明导电层之上，且垂直投影于基板时，环状孔洞环绕第一孔洞以及第二孔洞。

在一些实施方式中，发光层发出波长为λ的光，则第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ×n，透明导电层的厚度为约0.25λ×n，第二绝缘介电层于透明导电层之上的厚度为约0.25λ×n，其中n为奇数。

在一些实施方式中，发光层发出波长为λ的光，则第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ，透明导电层的厚度为约0.25λ，第二绝缘介电层于透明导电层之上的厚度为约0.75λ。

在一些实施方式中，发光结构还包含第一导电层以及第二导电层。第一导电层设置于基板之下。第二导电层覆盖第二绝缘介电层的侧壁及部分上表面，并透过环状孔洞与透明导电层电性连接。

在一些实施方式中，第二导电层具有第三孔洞，且垂直投影于基板时，第三孔洞的几何中心相重叠于第一孔洞的几何中心及第二孔洞的几何中心。

在一些实施方式中，第三孔洞的第三孔径大于第一孔径及第二孔径。

在一些实施方式中，第三孔洞的第三孔径介于约10微米至约20微米。

在一些实施方式中，发光层发射出第三光路径及第四光路径。第三光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第二孔洞、透明导电层、第二绝缘介电层及第三孔洞射出，且第三光路径具有第三反射率。第四光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第一绝缘介电层、透明导电层、第二绝缘介电层及第三孔洞射出，且第四光路径具有第四反射率。并且，第三反射率大于第四反射率。

在一些实施方式中，发光层发射出第三光路径及第四光路径。第三光路径自发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第二孔洞、透明导电层、第二绝缘介电层及第三孔洞射出，且第三光路径具有第三反射率为约99.778％。第四光路径自该发光层经第一孔洞、第二半导体叠层、第一绝缘介电层、透明导电层、第二绝缘介电层及第三孔洞射出，且第四光路径具有第四反射率为约97.043％。

本揭露另提出一种发光装置，包含前述的发光结构。

附图说明

以下将结合附图阅读，根据以下详细描述可以最好地理解本揭露的各方面。应理解，根据行业中的惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚起见，各种特征的尺寸可以任意地增加或减小。

图1为绘示根据本揭露的一些实施方式的发光结构的剖面示意图；

图2为绘示根据本揭露的一些实施方式中，当发光结构仅具有基板、第一半导体叠层、发光层、氧化层、第二半导体叠层、第一绝缘介电层以及透明导电层时，发光结构的发光路径示意图；

图3为绘示根据本揭露的一些实施方式的发光结构的整体发光路径示意图；

图4至图9为绘示根据本揭露的一些实施方式的制造发光结构于各步骤的剖面示意图；

图10为绘示根据本揭露的一些实施方式的发光结构中各个孔洞的孔径比较图。

【符号说明】

100:发光结构

110:基板

120:第一半导体叠层

122:第一厚度结构

124:第二厚度结构

130:发光层

140:氧化层

142:第一孔洞

150:第二半导体叠层

160:第一绝缘介电层

162:第二孔洞

170:透明导电层

180:第二绝缘介电层

182:环状孔洞

190a:第一导电层

190b:第二导电层

L1:第一光路径

L2:第二光路径

L3:第三光路径

L4:第四光路径

H:第三孔洞

具体实施方式

以下揭露提供了用于实现所提供主题的不同特征的许多不同实施例或示例。以下描述原件、数值、操作、材料、配置等类似物的特定示例以简化本揭露。当然，这些仅仅是示例，而无意于进行限制。其他原件、数值、操作、材料、配置等类似物亦须考虑。例如，在下面的描述中，在第二特征上方形成第一特征可以包括其中第一特征和第二特征以直接接触形成的实施例，并且还可以包括其中可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征不直接接触的实施例。另外，本揭露可以在各个示例中重复参考数字和/或文字。此重复本身并不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。

此外，为了便于描述，本揭露中可以使用诸如“在...下面”、“在...下方”、“低于”、“在...上面”、“高于”等在空间上相对的术语来描述一个元件或特征与如图所示的另一个或多个元件或特征。除了在图中描述的方位之外，空间相对术语还意图涵盖装置在使用或操作中的不同方位。此装置可以以其他方式定向(旋转90度或以其他方向)，并且在此使用的空间相对描述语可以同样地被相应地解释。

通常，本揭露的发光结构可利用于任何具备照明或发光功能的相关装置中。本揭露在半导体叠层以及绝缘介电层上形成透明导电层，同时因为绝缘介电层具有孔洞，故透明导电层透过孔洞与半导体叠层电性连接。如此，绝缘介电层及透明导电层能够调整结构中的电流，并改变电流路径以及反射率，以进一步形成小角度光型或高斯光型。同时，这样的结构仍能够维持垂直共振腔面射型激光(vertical cavity surface emitting laser，VCSEL)的激光强度。

于本揭露的一些实施方式中，提供一种能够产生小角度高斯光型的发光结构100。请参阅图1，图1为绘示根据本揭露的一些实施方式的发光结构的剖面示意图。发光结构100包括基板110、第一半导体叠层120、发光层130、氧化层140、第二半导体叠层150、第一绝缘介电层160、透明导电层170、第二绝缘介电层180、第一导电层190a以及第二导电层190b。

在一些实施方式中，如图1所示，第一半导体叠层120设置于基板110上，且第一半导体叠层120具有第一厚度结构122以及第二厚度结构124，且第一厚度结构122的厚度大于第二厚度结构124的厚度。基板110可以包含任何合适的基板。在一实施方式中，基板110可以为透明基板或不透明基板。在一些实施例中，基板110的材质包括，但不限于复合半导体材料(如GaAs、InP、GaSb)、玻璃基板、蓝宝石基板、硅基板、印刷电路板、金属基板、陶瓷基板、压克力基板或其组合。在一实施例中，基板110的材料包括，但不限于二氧化硅(SiliconDioxide，SiO₂)、氮化硅(Silicon Nitride，Si₃N₄)、二氧化钛(TiO₂)、五氧化二钽(Ta₂O₅)、金、铝、铜、镍或其组合。

在一实施方式中，第一半导体叠层120可为N型分散式布拉格反射器(distributedBragg reflector，简称DBR)。在一些实施例中，第一半导体叠层120可为多个N型III-V族半导体层堆叠后所形成的N型DBR。于本揭露的一些实施例中，III-V族半导体层可包含，但不限于砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、磷化镓(GaP)、砷化铟(InAs)等二元磊晶材料，或磷化镓砷(GaAsP)、砷化铝镓(AlGaAs)、磷化铟镓(InGaP)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铝铟镓(AlGaInN)、磷镓化铝铟(AlInGaP)、磷砷化铟镓(InGaAsP)等三元或四元磊晶材料。因此，N型III-V族半导体层可以为上述III-V族半导体层经硅或碲掺杂后而形成。

请继续参阅图1，在一些实施方式中，发光层130设置于第一半导体叠层120的第一厚度结构122之上。在一实施方式中，发光层130可包含，但不限于多层量子井(multiplequantum well，MQW)、单一量子井(single-quantum well，SQW)、同质接面(homojunction)、异质接面(heterojunction)或其它类似的结构。

请继续参阅图1，在一些实施方式中，氧化层140设置于发光层130之上，且氧化层140具有第一孔洞142，第一孔洞142具有第一孔径。在一实施方式中，氧化层140是由氧化材料所构成，据此限制电流的路径，使得进入发光层130的电流能够局限在第一孔洞142中，氧化层140的材料可包括，但不限于Al_xO_y,SiO₂等绝缘材料。氧化层140中的第一孔洞142具体上作为电流经过的窗口。并且，在一实施方式中第一孔洞142的第一孔径介于约8微米至约13微米之间。在一些实施例中，第一孔径可为8微米、8.4微米、8.8微米、9.2微米、9.6微米、10微米、10.4微米、10.8微米、11.2微米、11.6微米、12微米、12.4微米、12.8微米、13微米或者这些值中任意两者之间的任何值。

请同样参阅图1，在一些实施方式中，第二半导体叠层150设置于氧化层140之上，且第二半导体叠层150透过第一孔洞142与发光层130电性连接。在一实施方式中，第二半导体叠层150可为P型DBR。在一些实施例中，第二半导体叠层150可为多个P型III-V族半导体层堆叠后所形成的P型DBR。于本揭露的一些实施例中，III-V族半导体层可包含，但不限于砷化镓、氮化镓、磷化镓、砷化铟、氮化铝、氮化铟、磷化铟等二元磊晶材料，或磷化镓砷、砷化铝镓、磷化铟镓、氮化铟镓、氮化铝镓、氮化铝铟镓、磷镓化铝铟、磷砷化铟镓等三元或四元磊晶材料。因此，P型III-V族半导体层可以为上述III-V族半导体层经例如碳、铍、镁、锌等掺杂后而形成。

具体来说，氧化层140是设置于发光层130的顶表面之上，并且嵌设于第二半导体叠层150之中。如此，第二半导体叠层150才能通过氧化层140的第一孔洞142与发光层130电性连接。

请同样参阅图1，在一些实施方式中，第一绝缘介电层160设置于第二半导体叠层150之上，且第一绝缘介电层160具有第二孔洞162，第二孔洞162具有第二孔径。在一实施方式中，第一绝缘介电层160是通过薄膜成长所形成。相较于传统通过离子布植(ionimplantation)所形成的绝缘区，通过薄膜成长所形成的第一绝缘介电层160能够更精准地控制绝缘区的厚度及分布区域，并能避免损坏到下方的第二半导体叠层150。在一些实施例中，第一绝缘介电层160所使用的材料可包括，但不限于，SiO₂、SiN、SiON、SiBCN、SiOCN、AlxOy环氧树脂(epoxy resin)、或其他合适的介电材料、或其它合适的绝缘材料。

在一些实施例中，第一绝缘介电层160第二孔洞162的第二孔径介于约5微米至约10微米之间。在一实施例中，第二孔径可为5微米、5.4微米、5.8微米、6.2微米、6.6微米、7微米、7.4微米、7.8微米、8.2微米、8.6微米、9微米、9.4微米、9.8微米、10微米或者这些值中任意两者之间的任何值。

在一实施方式中，第二孔洞162的第二孔径会小于第一孔洞142的第一孔径。具体来说，例如，但不限于，当第一孔径为8微米时，第二孔径则为5微米；当第一孔径为9微米时，第二孔径则为6微米，以此类推。在一实施方式中，当垂直投影于基板110时，第一孔洞142的几何中心与第二孔洞162的几何中心相重叠。须说明，当第一孔洞142及第二孔洞162为圆形时，前述几何中心即是第一孔洞142及第二孔洞162的圆心。但不限于此，第一孔洞142及第二孔洞162亦可是矩形、三角形、多边形等非圆形的形状，若是非圆形时，则第一孔洞142及第二孔洞162的几何中心为重心。

接着，仍请继续参阅图1，在一些实施方式中，透明导电层170设置于第一绝缘介电层160之上，且透明导电层170透过第二孔洞162与第二半导体叠层150电性连接。在一实施方式中，透明导电层170的材料包括，但不限于，透光导电材料包含氧化铟锡(Indium tinoxide，ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化铝锌(AZO)或具有透光导电效果的材料。具体来说，透明导电层170利用ITO等材质能够调整电流的特性，进一步将电流集中至第一绝缘介电层160的第二孔洞162，进而使出光光型更能产生高斯光型。

具体来说，第一绝缘介电层160是设置在第二半导体叠层150的顶表面之上，并且嵌设于透明导电层170中。换句话说，透明导电层170填满了第一绝缘介电层160的第二孔洞162，并透过第二孔洞162与第二半导体叠层150电性连接。据此，透明导电层170能够导通电流，并且第一绝缘介电层160能产生电性绝缘区，因此当电流在发光结构100中流通时，透明导电层170以及第一绝缘介电层160能够将电流高度集中于第二孔洞162的范围中。

于此，须先说明的是，在各层厚度适当的情形下，发光结构100可以仅具有基板110、第一半导体叠层120、发光层130、氧化层140、第二半导体叠层150、第一绝缘介电层160以及透明导电层170时，同时亦能够产生优秀的发光效果。关于前述情形，各层的厚度将于下方描述。在一些实施方式中，请参阅图2，图2为绘示根据本揭露的一些实施方式中，当发光结构仅具有基板、第一半导体叠层、发光层、氧化层、第二半导体叠层、第一绝缘介电层以及透明导电层时，发光结构的发光路径示意图。在一些实施方式中，发光层130发射出第一光路径L1及第二光路径L2。第一光路径L1自发光层130经第一孔洞142、第二半导体叠层150、第二孔洞162及透明导电层170射出，且第一光路径L1具有第一反射率。第二光路径L2自发光层130经第一孔洞142、第二半导体叠层150、第一绝缘介电层160及透明导电层170射出，且第二光路径L2具有第二反射率。并且，第一反射率大于第二反射率。具体而言，第一反射率为约99.5％，而第二反射率为约98％。

在一实施方式中，为了能够具备第一光路径L1及第二光路径L2足够的反射率差，当发光层130发出的第一光路径L1及第二光路径L2，且其发光波长为λ时，第一绝缘介电层160的厚度为约0.25λ×n，其中n为奇数，而透明导电层170的厚度为约0.5λ×m，其中m为整数。在一些实施例中，第一绝缘介电层160的厚度为约0.25λ，透明导电层170的厚度为约0.5λ。

请继续参阅图1，第二绝缘介电层180覆盖透明导电层170的部分上表面、透明导电层170的侧壁、第一绝缘介电层160的侧壁、第二半导体叠层150的侧壁、氧化层140的侧壁、发光层130的侧壁、第一半导体叠层120的第一厚度结构122的侧壁以及第一半导体叠层120的第二厚度结构124的上表面。并且，于俯视下，第二绝缘介电层180具有环状孔洞182，位于透明导电层170之上，且垂直投影于基板110时，环状孔洞182环绕第一孔洞142以及第二孔洞162。具体来说，第一孔洞142以及第二孔洞162于俯视下，是被第二绝缘介电层180所遮挡住的。据此，当设置第二绝缘介电层180后，第二绝缘介电层180能进一步调整前述第一光路径L1及第二光路径L2的反射率。

在一实施方式中，第二绝缘介电层180的材料可与第一绝缘介电层160相同或不同。在一实施方式中，第二绝缘介电层180的材料可包括，但不限于，SiO₂、SiN、SiON、SiBCN、SiOCN、环氧树脂(epoxy resin)、或其他合适的介电材料、或其它合适的绝缘材料。

仍请参阅图1，第一导电层190a设置于基板110之下。第二导电层190b覆盖第二绝缘介电层180的侧壁及部分上表面，并透过环状孔洞182与透明导电层170电性连接。具体来说，环状孔洞182以及第二导电层190b提供了透明导电层170与外部电源电性连接的通路。

在一些实施方式中，第二导电层190b具有第三孔洞H，且垂直投影于基板110时，第三孔洞H的几何中心相重叠于第一孔洞142的几何中心及第二孔洞162的几何中心。须说明，与先前描述相同的，当第一孔洞142、第二孔洞162以及第三孔洞H为圆形时，前述几何中心即是第一孔洞142、第二孔洞162以及第三孔洞H的圆心。但不限于此，第一孔洞142、第二孔洞162以及第三孔洞H亦可是矩形、三角形、多边形等非圆形的形状，若是非圆形时，则第一孔洞142、第二孔洞162以及第三孔洞H的几何中心为重心。在一实施方式中，第三孔洞H的第三孔径介于约10微米至约20微米。在一些实施例中，第三孔径可为10微米、11微米、12微米、13微米、14微米、15微米、16微米、17微米、18微米、19微米、20微或者这些值中任意两者之间的任何值。

在一些实施方式中，第三孔洞H的第三孔径大于第一孔径及第二孔径。具体来说，在一实施方式中，当第三孔洞H的第三孔径为10微米时，第一孔径为8微米，第二孔径则为5微米；当第三孔洞H的第三孔径为11微米时，第一孔径为9微米，第二孔径则为6微米，以此类推。

在一实施方式中，第一导电层190a的材料包括，但不限于，透光导电材料包含氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铝锌或具有透光导电效果的材料；或包含不透光的金属材料，举例来说，不透光的金属材料包含锗(Ge)金(Au)、钛(Ti)、铝(Al)、镍(Ni)或与其类似的不透光的金属材料。

在一实施方式中，第二导电层190b的材料包括，但不限于，透光导电材料包含氧化铟锡、氧化铟锌、氧化铝锌或具有透光导电效果的材料；或包含不透光的金属材料，举例来说，不透光的金属材料包含金、钛、铝、镍(Ni)、铂(Pt)、钯(Pd)或与其类似的不透光的金属材料。

于此，请参阅图3，图3为绘示根据本揭露的一些实施方式的发光结构的整体发光路径示意图。与图2不同的是，激光光束进一步穿过了第二绝缘介电层180。在一些实施方式中，发光层130发射出第三光路径L3及第四光路径L4。第三光路径L3自发光层130经第一孔洞142、第二半导体叠层150、第二孔洞162、透明导电层170、第二绝缘介电层180及第三孔洞H射出，且第三光路径L3具有第三反射率。第四光路径L4自发光层130经第一孔洞142、第二半导体叠层150、第一绝缘介电层160、透明导电层170、第二绝缘介电层180及第三孔洞H射出，且第四光路径L4具有第四反射率。并且，第三反射率大于第四反射率。具体来说，第三光路径L3具有第三反射率为约99.778％，第四光路径L4具有第四反射率为约97.043％。

在一实施方式中，当发光层130发出的第三光路径L3及第四光路径L4，且其发光波长为λ时，则第一绝缘介电层160的厚度为约0.25λ×n，透明导电层170的厚度为约0.25λ×n，第二绝缘介电层180于透明导电层之上的厚度为约0.25λ×n，其中n为奇数。在一些实施例中，发光层130发出波长为λ的光，则第一绝缘介电层160的厚度为约0.25λ，透明导电层170的厚度为约0.25λ，第二绝缘介电层180于透明导电层170之上的厚度为约0.75λ。

目前为止，已可明暸本揭露透过设置第一绝缘介电层160以及透明导电层170，透明导电层170能够导通电流，并且第一绝缘介电层160能产生电性绝缘区。因此，当电流在发光结构100中流通时，透明导电层170以及第一绝缘介电层160能够将电流高度集中于第二孔洞162的范围中，进而使第二孔洞162边缘的高阶模态不易被增益。并且因为第二孔洞162的第二孔径小于第一孔洞142的第一孔径，使得激光能有两种不同反射率的路径，进一步产生具有高斯光型的激光光束。

请参阅图4至图10，图4至图10为绘示根据本揭露的一些实施方式的制造发光结构于各步骤的剖面示意图。以下将叙述本揭露的发光结构的制造流程。为了便于描述，下文使用相同的符号标注相同的元件，并不再对重复的进行赘述。

首先，如图4所示，在一实施方式中，基板110作为磊晶生长的生长基板，由下而上依序沉积或堆叠第一半导体叠层120、发光层130以及第二半导体叠层150。继而，再形成第一绝缘介电层160及第二孔洞162。

接着，如图5所示，在图4所形成的结构上形成一透明导电层170。然而，因为VCSEL结构中，所有膜层的厚度都需要非常精准的控制，否则会出现出光效果不如预期的情形。因此，本揭露透过薄膜成长的制程，形成如前述内容中所揭示的元件厚度(0.25λ、0.5λ、0.75λ等等)，同时达到预期的出光效果。

如图6所示，图6包含了蚀刻部分透明导电层170、部分第一绝缘介电层160、部分第二半导体叠层150、部分发光层130以及部分第一半导体叠层120。在此步骤中，先设置遮罩或抗蚀刻材料(未示出)于部分的透明导电层170的上表面之上，并向下蚀刻，直到一部分的第一半导体叠层120亦被蚀刻，再移除遮罩或抗蚀刻材料。如此，将形成第一半导体叠层120的第一厚度结构122及第二厚度结构124，因此第一厚度结构122的第一厚度会大于第二厚度结构124的第二厚度。在此步骤中，包含了能应用于大深度的蚀刻制程，在一些实施例中，蚀刻制程包括，但不限于，干式蚀刻(如电浆蚀刻)、湿式蚀刻(如化学蚀刻)或其他合适的制程及/或其组合来蚀刻。在一实施例中，本揭露使用电浆蚀刻暴露第一半导体叠层120的第二厚度结构124的上表面。继而进行氧化制程，以形成氧化层140及第一孔洞142。

接着，请参阅图7，在图6所形成的发光结构上形成第二绝缘介电层180，并进行蚀刻制程，以形成环状孔洞182。其中，为了简明叙述必要技术，预先设置抗蚀层的步骤并未绘制于图8中。环状孔洞182暴露了透明导电层170的部分上表面，意即，第二绝缘介电层180覆盖了透明导电层170的部分上表面、透明导电层170的侧壁、第一绝缘介电层160的侧壁、第二半导体叠层150的侧壁、氧化层140的侧壁、发光层130的侧壁、第一半导体叠层120的第一厚度结构122的侧壁以及第一半导体叠层120的第二厚度结构124的上表面。在一实施方式中，形成第二绝缘介电层180的方式包括，但不限于，化学气相沉积、物理气相沉积、电浆辅助化学气相沉积、原子层沉积、或其他合适的制程及/或其组合来沉积。在一实施方式中，形成环状孔洞182的蚀刻方式包括，但不限于，湿式蚀刻、干式蚀刻、化学蚀刻、物理蚀刻、选择性蚀刻或其他合适的制程及/或其组合来蚀刻。

最后，如图8以及图9所示，形成第二导电层190b于图8所示的结构上，并形成第一导电层190a于基板110之下。在一实施方式中，形成第一导电层190a以及第二导电层190b的形成方式包括，但不限于，化学气相沉积、物理气相沉积、电浆辅助化学气相沉积、原子层沉积、电镀、化镀或其他合适的制程及/或其组合来沉积。

综合以上图4至图10，即完成本揭露一些实施方式中的发光结构。其特点在于，利用第一绝缘介电层160以及透明导电层170能够有效改变电流路径，使电流集中并使第二孔洞162边缘产生的高阶模态不易被增益，进而得到高斯光型的小角度光型。

请参阅图10，图10为绘示根据本揭露的一些实施方式的发光结构中各个孔洞的孔径比较图。由图10可以知道，在一些实施方式中，第二导电层190b中第三孔洞H的第三孔径大于氧化层140中第一孔洞142的第一孔径，并且第三孔径与第一孔径皆大于第一绝缘介电层160中第二孔洞162的第二孔径。另外，由图10亦可知道，在一些实施方式中，当垂直投影于基板110时，第二绝缘介电层180的环状孔洞182会围绕在第一孔洞142以及第二孔洞162的外围。综合以上，当发光层130出光时，激光会有两种不同反射率的出光路径(反射率差约为2.7％)，以此达到具有高斯光型的小角度光型。

综上所述，本揭露透过透明导电层170以及第一绝缘介电层160，有效调整电流路径。同时，通过第一孔洞142、第二孔洞162以及位于他们之上的部分第二绝缘介电层180，使得出光能有两种不同的反射率。如此，便能产生本揭露所述，当电流在发光结构100中流通时，透明导电层170以及第一绝缘介电层160能够将电流高度集中于第二孔洞162的范围中，进而使第二半导体叠层150边缘的光型不易被增益。并且因为第二孔洞162的第二孔径小于第一孔洞142的第一孔径，使得激光能有两种不同反射率的路径，进一步产生具有高斯光型的小角度激光光束。同时，仍能够维持VCSEL的激光光强度。

前述揭露概述了几个实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本揭露的各个方面。本领域技术人员将理解，他们可以容易地将本揭露用作设计或修改其他制程和结构的基础，以实现与本揭露介绍的实施例相同的目的和/或实现相同的益处。本领域技术人员还应该理解，虽然本揭露已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本揭露，任何熟悉此技艺者，在不脱离本揭露的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本揭露的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (19)

1.一种发光结构，其特征在于，包括：

一基板；

一第一半导体叠层，设置于该基板之上，其中该第一半导体叠层具有一第一厚度结构以及一第二厚度结构，且该第一厚度结构的一厚度大于该第二厚度结构的一厚度；

一发光层，设置于该第一半导体叠层的该第一厚度结构之上；

一氧化层，设置于该发光层之上，其中该氧化层具有一第一孔洞，且该第一孔洞具有一第一孔径；

一第二半导体叠层，设置于该氧化层之上，且该第二半导体叠层透过该第一孔洞与该发光层电性连接；

一第一绝缘介电层，设置于该第二半导体叠层之上，其中该第一绝缘介电层具有一第二孔洞，且该第二孔洞具有一第二孔径；以及

一透明导电层，设置于该第一绝缘介电层之上，且该透明导电层透过该第二孔洞与该第二半导体叠层电性连接。

2.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该第一孔径大于该第二孔径。

3.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，垂直投影于该基板时，该第一孔洞的几何中心与该第二孔洞的几何中心相重叠。

4.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该第一孔径介于约8微米至约13微米之间。

5.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该第二孔径介于约5微米至约10微米之间。

6.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该发光层发射出一第一光路径及一第二光路径；

该第一光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第二孔洞及该透明导电层射出，且该第一光路径具有一第一反射率；以及

该第二光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第一绝缘介电层及该透明导电层射出，且该第二光路径具有一第二反射率；

其中该第一反射率大于该第二反射率。

7.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该发光层发射出一第一光路径及一第二光路径；

该第一光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第二孔洞及该透明导电层射出，且该第一光路径具有一第一反射率为约99.5％；以及

该第二光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第一绝缘介电层及该透明导电层射出，且该第二光路径具有一第二反射率为约98％。

8.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该发光层发出波长为λ的光，则该第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ×n，其中n为奇数，而该透明导电层的厚度为约0.5λ×m，其中m为整数。

9.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，该发光层发出波长为λ的光，则该第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ，该透明导电层的厚度为约0.5λ。

10.根据权利要求1所述的发光结构，其特征在于，还包括一第二绝缘介电层，覆盖该透明导电层的上表面、该透明导电层的侧壁、该第一绝缘介电层的侧壁、该第二半导体叠层的侧壁、该氧化层的侧壁、该发光层的侧壁、该第一半导体叠层的该第一厚度结构的侧壁以及该第一半导体叠层的该第二厚度结构的上表面；

其中于俯视下，该第二绝缘介电层具有一环状孔洞，位于该透明导电层之上，且垂直投影于该基板时，该环状孔洞环绕该第一孔洞以及该第二孔洞。

11.根据权利要求10所述的发光结构，其特征在于，该发光层发出波长为λ的光，则该第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ×n，该透明导电层的厚度为约0.25λ×n，该第二绝缘介电层于该透明导电层之上的厚度为约0.25λ×n，其中n为奇数。

12.根据权利要求10所述的发光结构，其特征在于，该发光层发出波长为λ的光，则该第一绝缘介电层的厚度为约0.25λ，该透明导电层的厚度为约0.25λ，该第二绝缘介电层于该透明导电层之上的厚度为约0.75λ。

13.根据权利要求10所述的发光结构，其特征在于，还包括：

一第一导电层，设置于该基板之下；以及

一第二导电层，覆盖该第二绝缘介电层的侧壁及部分上表面，并透过该环状孔洞与该透明导电层电性连接。

14.根据权利要求13所述的发光结构，其特征在于，该第二导电层具有一第三孔洞，且垂直投影于该基板时，该第三孔洞的几何中心相重叠于该第一孔洞的几何中心及该第二孔洞的几何中心。

15.根据权利要求14所述的发光结构，其特征在于，该第三孔洞的一第三孔径大于该第一孔径及该第二孔径。

16.根据权利要求14所述的发光结构，其特征在于，该第三孔洞的一第三孔径介于约10微米至约20微米。

17.根据权利要求14所述的发光结构，其特征在于，该发光层发射出一第三光路径及一第四光路径；

该第三光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第二孔洞、该透明导电层、该第二绝缘介电层及该第三孔洞射出，且该第三光路径具有一第三反射率；以及

该第四光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第一绝缘介电层、该透明导电层、该第二绝缘介电层及该第三孔洞射出，且该第四光路径具有一第四反射率；

其中该第三反射率大于该第四反射率。

18.根据权利要求14所述的发光结构，其特征在于，该发光层发射出一第三光路径及一第四光路径；

该第三光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第二孔洞、该透明导电层、该第二绝缘介电层及该第三孔洞射出，且该第三光路径具有一第三反射率为约99.778％；以及

该第四光路径自该发光层经该第一孔洞、该第二半导体叠层、该第一绝缘介电层、该透明导电层、该第二绝缘介电层及该第三孔洞射出，且该第四光路径具有一第四反射率为约97.043％。

19.一种发光装置，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求18中任一项所述的发光结构。

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