CN1728410A

CN1728410A - 高光摘出效率发光元件

Info

Publication number: CN1728410A
Application number: CNA2004100589949A
Authority: CN
Inventors: 欧震; 林鼎洋; 张家荣; 赖世国
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2024-07-29
Also published as: CN100585883C

Abstract

一种高光摘出效率发光元件，其中存在一基板；形成于该基板上的一第一氮化物半导体叠层；形成于该第一氮化物半导体叠层上的一氮化物发光层；形成于该氮化物发光层上的一第二氮化物半导体叠层，其中，该第二氮化物半导体叠层相对于该氮化物发光层的表面处，具有一内六角锥形孔穴构造，借助该内六角锥形孔穴构造以提高发光元件的光摘出效率。

Description

高光摘出效率发光元件

技术领域

本发明关于一种发光元件，尤其关于一种高光摘出效率发光元件。

背景技术

发光二极管的应用颇为广泛，例如，可应用于光学显示装置、交通标志、数据储存装置、通讯装置、照明装置、以及医疗装置。

在传统的由发光二极管中，通常包含有一基板；形成于该基板上的一第一电性半导体叠层；形成于该第一电性半导体叠层上的一发光层；形成于该发光层上的一第二电性半导体叠层；形成于该第二电性半导体叠层上的一透明导电层。但由于发光二极管发出的光为射向各个方向，并非单一对焦于某处的光束，由Snell定律的关系可知，光只有在临界角内才可以完全射出，超过此临界角外的光线则会被反射而可能被吸收。换言之，当发光二极管所发出的光由高折射率的材料进入折射率低的介质中时，由发光二极管发光层内部所产生的光线，需在2θ的圆锥形才可顺利射出到发光二极管外部。然而，在传统发光二极管中，其顶层表面通常为一平面构造，因此，其全反射的临界角度相当小，使得其表面多会产生严重的全反射，而被反射的光线可能又多数被半导体材料本身再次吸收，故导致外部光摘取效率降低。此外，又由于该发光层上方的第二电性半导体叠层通常需具有一定的厚度，易造成光线的吸收，故此亦会减低发光二极管的整体出光效率。因此，如何减少发光二极管表层的全反射、提高外部光摘出效率，实为一重要课题。

传统上克服上述临界角限制问题的方法包含在发光二极管最上层制作形成微透镜结构(microlens)，来使得光通过表面的全反射临界角变大、降低全反射效应，使大部分的光皆能被射出，以达到提高发光二极管的亮度的目的。另一种方法则是利用光子晶体技术，来克服全反射效应，提高外部光萃取效率。然而现有技术多需繁琐的后工艺处理，使得发光二极管的制作复杂度与成本提高，加上前述现有技术中其发光层上侧仍需一定厚度的半导体叠层作为窗户层或接触层，然而由发光层射向该半导体叠层的光线，仍有部分会被该半导体叠层吸收，故前述的现有技术虽然可解决表面全反射效应的问题，但仍无法有效克服半导体叠层对光线的吸收作用。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高光摘出效率发光元件，其中存在一基板；形成于该基板上的一第一氮化物半导体叠层；形成于该第一氮化物半导体叠层上的一氮化物发光层；形成于该氮化物发光层上的一第二氮化物半导体叠层，其中，该第二氮化物半导体叠层相对于该氮化物发光层的表面处，具有多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造。

本案发明人于思考如何提高外部光摘出效率时获得一发明灵感，认为若提供一高光摘出效率的发光元件，使其发光元件表面处，具有多个内六角锥形孔穴构造，借助该内六角锥形孔穴构造，不仅可增加整体的出光面积，降低全反射效应所造成的出光损失，并且能减少发光层上侧的半导体叠层的吸光效应，大幅提高发光元件的整体光摘出效率。

由于氮化物材料的晶格排列为具有一六角形特征，故很容易借助其晶格特征而于材料中制得六角形孔穴结构。借助在其表层所形成的内六角锥形孔穴构造，不仅增加整体的出光面积，降低发光层产生的光线通过表面时因全反射效应造成的光线损失，并且因其孔穴为由表面向下延伸的构造，当光线入射至内六角锥形孔穴中后就不会再受半导体材料吸收作用的影响而衰减，可顺利减少光线在发光区上侧半导体叠层中的传递距离，降低光线被半导体材料吸收的几率，进而大幅提高发光元件的光摘出效率。

本发明的另一目的在于提供一种高光摘出效率发光元件，其中存在一基板；形成于该基板上的一第一氮化物半导体叠层，其中该第一氮化物半导体叠层远离该基板处包含一第一表面及一第二表面，形成于该第一表面上的一氮化物发光层；形成于该氮化物发光层上的一第二氮化物半导体叠层。该第一氮化物半导体叠层远离该基板处的部分第二表面处包含多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造，借助该内六角锥形孔穴构造亦可减少无电极接触区域的全反射效应，提高发光元件的光摘出效率。

附图说明

图1为一示意图，显示依本发明一优选实施例的一种高光摘出效率发光元件；

图2为一示意图，显示实施例1中高光摘出效率发光元件的具有内六角锥形孔穴构造的表层；

图3为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种高光摘出效率发光元件；

图4为一示意图，显示依本发明又一优选实施例的一种高光摘出效率发光元件；

图5显示依本发明的高光摘出效率发光元件其亮度与内六角锥形孔穴密度的关系；

图6显示依本发明的高光摘出效率发光元件其亮度与内六角锥形孔穴顶端对角线大小的关系；

图7显示依本发明的高光摘出效率发光元件其亮度与内六角锥形孔穴深度的关系；

图8显示依本发明所制得的高光摘出效率发光元件经封装后的寿命测试结果。

附图标记说明

10 蓝宝石基板

11 氮化物缓冲层

12 N型氮化物半导体叠层

13 氮化物多重量子阱发光层

14 P型氮化物半导体叠层

141 内六角锥形孔穴构造

16 N型欧姆电极

17 P型欧姆电极

25 透明氧化导电层

28 反向穿隧层

32 N型氮化物半导体叠层

321 N型电极接触区域

322 无电极接触区域

341 内六角锥形孔穴构造

具体实施方式

实施例1

请参阅图1，依本发明一优选实施例一种高光摘出效率发光元件1，包含一蓝宝石基板10；形成于该蓝宝石基板上的一氮化物缓冲层11；形成于该氮化物缓冲层11上的一N型氮化物半导体叠层12，其中该N型氮化物半导体叠层12远离该氮化物缓冲层处包含一第一表面及一第二表面；形成于该第一表面上的一氮化物多重量子阱发光层13；形成于该氮化物多重量子阱发光层上的一P型氮化物半导体叠层14，该P型氮化物半导体叠层14远离氮化物多重量子阱发光层的表面包含多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造141；形成于该P型氮化物半导体叠层14上的一透明导电层15，其中，该多个内六角锥形孔穴构造141表面亦可被透明导电层15覆盖，该透明导电层15于波长范围300～700nm间具有一50％的穿透率；形成于N型氮化物半导体叠层12的第二表面上的N型电极16；以及形成于透明导电层15上的一P型电极17。图2为多个内六角锥形孔穴构造141的P型氮化物半导体叠层14表层的示意图。

其中，该内六角锥形孔穴构造是于P型半导体叠层中，借助在其内六角锥形孔穴起始层成长时，提供表面活性剂(surfactant)、如Si或Mg，来改变其外延(磊晶)成核形态，而于P型半导体叠层或表层中形成之。藉以控制该表面活性剂通入量与通入的时序，可控制该内六角锥形孔穴的大小与密度，进而改变出光效率。

实施例2

依本发明另一实施例，其与实施例1具有相似的结构，其不同在于：该内六角锥形孔穴构造是于P型半导体叠层中，其内六角锥形孔穴起始层是以一外延温度700℃至950℃的范围成长，使其改变外延成核形态，而于P型半导体叠层或表层中形成内六角锥形孔穴构造。藉以调控该外延温度的变化与升降温速率，可控制该内六角锥形孔穴的大小与密度，进而改变出光效率。

实施例3

依本发明另一实施例，其与实施例1具有相似的结构，其不同在于：该内六角锥形孔穴构造是于P型半导体叠层中，其内六角锥形孔穴起始层是以一富氮气氛进行外延生长，使其改变外延成核形态，而于P型半导体叠层或表层中形成的。借助调变外延气氛中，氮气、氢气与氮反应源的比例，可调整该内六角锥形孔穴的大小与密度，进而改变出光效率。

实施例4

依本发明另一实施例，其与实施例1具有相似的结构，其不同在于：该内六角锥形孔穴构造是于完成P型半导体叠层后，以一化学湿蚀刻的方式(如高温H₃PO₄)蚀刻该P型半导体叠层的表层所形成的。借助控制蚀刻速率与蚀刻溶液的浓度，可调整该内六角锥形孔穴的大小、密度与深度，进而改变出光效率。

实施例5

依本发明另一实施例，其与实施例1具有相似的结构，其不同在于：该内六角锥形孔穴构造的形成，是先以前述实施例中的外延生长方式先行形成一较小的内六角锥形孔穴，再于外延生长完成后，配合化学湿蚀刻的方式将原有的较小内六角锥形孔穴，蚀刻成较大的内六角锥形孔穴，进而改变出光效率。由于以外延方式形成内六角锥形孔穴时，若直接形成较大的孔穴，会在内六角锥形孔穴周边处产生较大的应力，导致外延缺陷的产生而破坏外延品质，影响发光元件的电气特性。但若是先以外延方式形成较小孔穴，再以化学湿蚀刻方式使其孔穴加深与变大，则较不会产生应力，而避免破坏内六角锥形孔穴周边外延层的品质。

此外，内六角锥形孔穴的底部起始处，需控制于发光层上方，若其起始处延伸至发光层区，较易造成发光元件的电气特性不良。

实施例6

请参阅图3，依本发明另一优选实施例为一种高光摘出效率发光元件2，其与第一实施例不同处在于，以一透明氧化导电层25取代透明导电层15，形成于P型氮化物半导体叠层14及透明氧化导电层25之间的一反向穿隧接触层28，该反向穿隧接触层28厚度小于10nm，并其载流子浓度高于5×10¹⁸cm^-3以上。借助形成于其间的高浓度N型反向穿隧接触层，而使该透明氧化导电层与该高浓度N型的反向穿隧接触层之间形成良好的欧姆接触；而当发光二极管操作于顺向偏压时，此N型的反向穿隧接触层与P型氮化物半导体叠层的介面恰处于逆向偏压的作用而形成一空乏区，又因该N型的反向穿隧接触层实质上不厚，故透明氧化导电层内的载流子可借助穿隧效应而进入P型半导体叠层中，并使元件保有低操作偏压的特性。本实施例中的透明氧化导电层亦可以一薄金属导电层取代之。

上述实施例6中的反向穿隧接触层可以一Al_xGa_1-xN/In_yGa_1-yN的超晶格结构(super 1attice)取代，其中0≤x≤1、0≤y≤1，但x，y不同时为0。

实施例7

请参阅图4，依本发明另一优选实施例为一种高光摘出效率发光元件3，其与实施例6不同处在于该N型半导体叠层32的第二表面包含一N型电极接触区域321及一无电极接触区域322，该N型电极16形成于该N型电极接触区域321上，其中该无电极接触区域322表面更包含多个内六角锥形孔穴构造341，借助该无电极接触区域的表面更包含多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造341，可减少N型氮化物半导体叠层与基板间反复反射传递的侧向光线，使得侧向光能有效摘出，以进一步提高发光二极管的发光效率。

实施例7中P型氮化物半导体叠层14表面的多个内六角锥形孔穴构造141可移除，仅以N型半导体叠层上的无电极接触区域表面多个内六角锥形孔穴构造341的型态单独存在。

请参阅图5，其为依本发明所制得的发光元件，其亮度与内六角锥形孔穴密度的关系。由图中可见，随着内六角锥形孔穴密度由1×10⁸/cm²增加至2×10⁹/cm²，亮度由117mcd明显提升至150mcd左右，显示增加内六角锥形孔穴密度的确有助于发光二极管亮度的提升。

请参阅图6，其为依本发明所制得的发光元件，其亮度与内六角锥形孔穴顶端对角线大小的关系。由图中可见，随着内六角锥形孔穴大小由122nm增加至168nm时，亮度可由128mcd提升至173mcd，显示较大六角锥形孔穴亦对于发光二极管亮度的提升，有明显的助益。

请参阅图7，其为依本发明所制得的发光元件，其亮度与内六角锥形孔穴深度的关系。由图中可见，当内六角锥形孔穴的深度由60nm增加至125nm时，亮度可由约130mcd提升至150mcd左右，显示较深的内六角锥形孔穴较有助于亮度的提升。

请参阅图8，其为依本发明所制得的发光元件经5mm Lamp封装后，在室温、30mA电流下点亮的寿命测试结果。由图中显示，依照本发明所制得的发光元件，其具有优良的寿命特性，在500小时测试后仍保有Iv/Iv(0)在1以上的趋势。

上述各实施例中，蓝宝石基板可具有0°～10°的一任意偏角，且其亦可由GaN、AlN、SiC、GaAs、GaP、Si、ZnO、MgO、MgAl₂O₄及玻璃所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料取代之；氮化物缓冲层可包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料群组中的一种材料；N型氮化物半导体叠层可包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料群组中的一种材料；氮化物多重量子阱发光层可包含选自于GaN、InGaN及AlInGaN所构成材料群组中的一种材料；该氮化物多重量子阱发光层可以双异质结构或单量子阱结构取代之；P型氮化物半导体叠层可包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料群组中的一种材料；该反向穿隧层包含选自于InGaN及GaN所构成材料群组中的一种材料；该薄金属导电层包含选自于Al、Ti、Ti/Al、Cr/Al、Ti/Au、Cr/Au、Ni/Au、TiW、TiN、WSi、Au/Ge、Pt、Pd及Rb所构成材料组群中的至少一种材料；该透明氧化导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌铝及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料。

以上所述者，仅为本发明的优选实施例，本发明的范围不限于该些优选实施例，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明权利要求的范围。因此本领域技术人员，在不脱离本发明的权利要求的范围及精神下，应当可做任何改变。

Claims

1.一种高光摘出效率发光元件，至少包含：

一基板；

形成于该基板上的一第一氮化物半导体叠层；

形成于该第一氮化物半导体叠层上的一氮化物发光层；以及

形成于该氮化物发光层上的一第二氮化物半导体叠层，其中，于该第二氮化物半导体叠层相对于该氮化物发光层的表面处，包含多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造。

2.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的顶端对角线大小，介于10nm至1μm之间。

3.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的密度，介于5×10⁷cm^-2至1×10¹⁰cm^-2之间。

4.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的深度，介于10nm至1μm之间。

5.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，于该基板及该第一半导体叠层之间更包含一缓冲层。

6.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中于该第二氮化物半导体叠层之上更包含一透明导电层。

7.如权利要求6所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该氮化物发光层，于该第二氮化物半导体叠层及该透明导电层之间更包含一反向穿隧接触层，该反向穿隧接触层的电性与该第二氮化物半导体叠层的电性相反，该反向穿隧接触层的载流子浓度不小于5×10¹⁸cm^-3。

8.如权利要求6所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，于该第二氮化物半导体叠层及该透明导电层之间更包含一低电阻穿隧接触层，该低电阻穿隧接触层为一超晶格结构。

9.如权利要求6所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该透明导电层是一薄金属导电层。

10.如权利要求9所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该薄金属导电层，包含选自于Al、Ti、Ti/Al、Cr/Al、Ti/Au、Cr/Au、Ni/Au、TiW、TiN、WSi、Au/Ge、Pt、Pd及Rb中的至少一种材料或其它可代替的材料。

11.如权利要求6所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该透明导电层为一透明氧化物导电层。

12.如权利要求11所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该氧化物透明导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌铝及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

13.如权利要求6所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该透明导电层于波长范围于300nm～700nm之间时，具有50％以上的穿透率。

14.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该基板为一蓝宝石基板。

15.如权利要求14所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该蓝宝石基板，为一(0001)或(11-20)方向基板，且具有0°～10°的一任意偏角。

16.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该基板包含选自于GaN、AlN、SiC、GaAs、GaP、Si、ZnO、MgO、MgAl₂O₄及玻璃所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

17.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

18.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层至少包含一n型氮化物半导体层，且该第二氮化物半导体叠层中至少包含或一p型氮化物半导体层。

19.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层至少包含一p型氮化物半导体层，且该第二氮化物半导体叠层至少包含一n型氮化物半导体层。

20.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该氮化物发光层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

21.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该氮化物发光层可为双异质结构、单量子阱结构或多重量子阱结构。

22.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第二氮化物半导体叠层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

23.如权利要求5所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该缓冲层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

24.如权利要求7所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该反向穿隧层包含选自于InGaN及GaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

25.如权利要求8所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该超晶格结构包含选自于Al_xGa_1-xN及In_yGa_1-yN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1，但x，y不同时为0。

26.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第二氮化物半导体叠层表面的内六角孔穴结构以外延生长的方式形成。

27.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第二氮化物半导体叠层表面的内六角锥孔穴结构以湿蚀刻方式形成。

28.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第二氮化物半导体叠层表面的内六角锥孔穴结构以外延生长方式再配合湿蚀刻方式所形成。

29.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥形孔穴的底部距该第一氮化物半导体叠层上表面的距离，不小于该氮化物发光层上表面距第一氮化物半导体叠层上表面的距离。

30.如权利要求1所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层远离该基板处包含一第一表面及一第二表面，该氮化物发光层形成于该第一表面之上。

31.如权利要求30所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层第二表面上更包含一内六角锥形孔穴构造。

32.如权利要求31所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，更包含形成于该具有内六角锥形孔穴构造的第一氮化物半导体叠层第二表面上形成一第一电极。

33.如权利要求31所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，更包含于无内六角锥形孔穴构造的第一氮化物半导体叠层第二表面上形成一第一电极。

34.如权利要求31所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的顶端对角线大小，介于10nm至1μm之间。

35.如权利要求31所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的密度，介于1×10⁷cm^-2至1×10¹¹cm^-2之间。

36.如权利要求31所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的深度，介于10nm至1μm之间。

37.如权利要求31所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴结构以湿蚀刻方式形成。

38.一种高光摘出效率发光元件，至少包含：

一基板；

形成于该基板上的一第一氮化物半导体叠层，其中，该第一氮化物半导体叠层远离该基板处包含一第一表面及一第二表面，该第二表面包含多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造；

形成于该第一表面上的一氮化物发光层；以及

形成于该氮化物发光层上的一第二氮化物半导体叠层。

39.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的顶端对角线大小，介于10nm至1μm之间。

40.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的密度，介于5×10⁷cm^-2至1×10¹⁰cm^-2之间。

41.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的深度，介于10nm至1μm之间。

42.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，于该基板及该第一半导体叠层之间更包含一缓冲层。

43.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中于该第二氮化物半导体叠层之上更包含一透明导电层。

44.如权利要求43所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该氮化物发光层，于该第二氮化物半导体叠层及该透明导电层之间更包含一反向穿隧接触层，该反向穿隧接触层的电性与该第二氮化物半导体叠层的电性相反，该反向穿隧接触层的载流子浓度不小于5×10¹⁸cm^-3。

45.如权利要求43所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，于该第二氮化物半导体叠层及该透明导电层之间更包含一低电阻穿隧接触层，该低电阻穿隧接触层为一超晶格结构。

46.如权利要求43所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该透明导电层是一薄金属导电层。

47.如权利要求46所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该薄金属导电层，包含选自于Al、Ti、Ti/Al、Cr/Al、Ti/Au、Cr/Au、Ni/Au、TiW、TiN、WSi、Au/Ge、Pt、Pd及Rb中的至少一种材料或其它可代替的材料。

48.如权利要求43所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该透明导电层为一透明氧化物导电层。

49.如权利要求48所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该氧化物透明导电层包含选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化锌铝及氧化锌锡所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

50.如权利要求43所述的一种高光摘出效率发光元件，其中该透明导电层于波长范围于300nm～700nm之间时，具有50％以上的穿透率。

51.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该基板为一蓝宝石基板。

52.如权利要求51所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该蓝宝石基板，为一(0001)或(11-20)方向基板，且具有0°～10°的一任意偏角。

53.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该基板包含选自于GaN、AlN、SiC、GaAs、GaP、Si、ZnO、MgO、MgAl₂O₄及玻璃所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

54.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

55.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层至少包含一n型氮化物半导体层，且该第二氮化物半导体叠层中至少包含或一p型氮化物半导体层。

56.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层至少包含一p型氮化物半导体层，且该第二氮化物半导体叠层至少包含一n型氮化物半导体层。

57.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该氮化物发光层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

58.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该氮化物发光层可为双异质结构、单量子阱结构或多重量子阱结构。

59.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该第二氮化物半导体叠层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

60.如权利要求42所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该缓冲层包含选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

61.如权利要求44所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该反向穿隧层包含选自于InGaN及GaN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料。

62.如权利要求45所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该超晶格结构包含选自于Al_xGa_1-xN及In_yGa_1-yN所构成材料组群中的至少一种材料或其它可代替的材料，其中0≤x≤1、0≤y≤1，但x，y不同时为0。

63.如权利要求38所述的一种高光摘出效率发光元件，其中，该电极接触区域表面的内六角锥孔穴结构以湿蚀刻方式形成。