CN1758453A

CN1758453A - 高发光效率的发光元件

Info

Publication number: CN1758453A
Application number: CNA2004100852629A
Authority: CN
Inventors: 欧震; 林鼎洋; 赖世国
Original assignee: Epistar Corp
Current assignee: Epistar Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2004-10-08
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2024-10-08
Also published as: CN100438090C

Abstract

一种高发光效率的发光元件，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；形成于该第二氮化物半导体叠层上的一氧化物透明导电层，该氧化物透明导电层与该第二氮化物半导体叠层表面的内六角锥形孔穴的内侧表面形成低电阻欧姆接触，以降低发光元件的操作电压，提高发光元件的发光效率。

Description

高发光效率的发光元件

技术领域

本发明涉及一种发光元件，特别是涉及一种高发光效率的发光元件。

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。目前技术人员重要课题为提高发光二极管的亮度。

在传统氮化物发光二极管中，其表面利用一薄金属层(一般为Ni/Au系列材料)作为透明导电层，然而因金属多具有遮旋光性，发光二极管所产生的光部分被该薄金属层吸收，使得光线穿透率降低，为使其仍保有一定的穿透率，通常该薄金属层的厚度多需限制在几十至几百埃内。尽管如此，该薄金属层的在可见光波段范围，穿透率仍仅约在60％～70％左右，故使发光二极管的发光效率偏低。

在美国专利第6,078,064号(其与本案具有相同受让人)揭露一种发光二极管构造，该发光二极管表面存在一透明氧化物导电层且形成于一高浓度p型接触层上，因透明氧化物导电层通常具有较高的穿透率(～90％以上)，且因透光率好，可具较厚的厚度，故电流扩展效果亦较佳，因此能改善发光二极管的发光特性，提升其发光效率亮度。惟该透明氧化物导电层需与高浓度p型接触层(p型载流子浓度需大于5×10¹⁸/cm³以上)，才能形成较好的欧姆接触。

在台湾专利第144,415号(其与本案具有相同受让人)揭露另一种反向穿隧层的技术，利用一n+反向接触层可使得一氧化物透明电极层与一半导体发光叠层间，利用穿隧的机制来达到良好的欧姆接触的目的，以达到提升发光二极管的发光效率，并降低操作电压。

此外，Y.C.Lin等人在论文″InGaN/GaN light emitting diodes with Ni/Au，Ni/ITO and ITO p-type contacts″(Solid-State Electronics Vol.47第849-853页)中也揭露在氮化物二极管的p型接触层上，先置入一薄金属层，再置上透明氧化物导电层，如此可有效降低p型接触层与透明氧化物导电层间的接触电阻。惟薄金属层仍会有降低整体穿透率的作用，故仍会使得发光二极管的发光效率受到限制。

本案发明人于进一步思考如何提高此等先前技艺发光二极管的亮度、降低此类接触层与透明氧化物导电层间的接触电阻问题，并简化工艺的覆杂性时，获得一发明灵感，认为若提供一高发光效率的发光元件，使其发光元件表面处，具有多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造，再于其表面直接形成一氧化物透明导电层，并该氧化物透明导电层与该元件表面的内六角锥形孔穴的内侧表面直接形成低电阻的欧姆接触，如此即可克服传统氧化物透明导电层与p型氮化物叠层表面的高电阻问题，且不需加入前述技艺中的高浓度p型接触层、反向穿隧接触层、或是薄金属层。再者，藉由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，同时达到提高发光元件的发光效率、降低操作电压、并简化工艺流程等多项目的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高发光效率的发光元件，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；以及形成于该第二氮化物半导体叠层上的一氧化物透明导电层，其中该氧化物透明导电层延伸并填入该第二氮化物半导体叠层表面的内六角锥形孔穴内，且与第二氮化物半导体叠层表面的内六角锥形孔穴内侧表面形成欧姆接触。

前述之第一氮化物半导体叠层可为N型或P型，第二氮化物半导体叠层与第一氮化物半导体叠层电性相反，一般而言，若该第二氮化物半导体叠层为P型，该P型氮化物半导体叠层相对于该氮化物发光层的表面处为一平行基板方向的一平面结构，该氧化物透明导电层无法直接与该P型氮化物表层形成良好的欧姆接触，故易造成元件的操作电压偏高。

但若藉由在该P型氮化物半导体叠层相对于该氮化物发光层的表面处，先形成多个内六角锥形孔穴构造，再将该氧化物透明导电层形成于其上，其中该氧化物透明导电层与该P型氮化物半导体叠层表面的内六角锥形孔穴的内侧表面形成接触；由于P型氮化物半导体叠层平行于基板方向的表面与该内六角锥形孔穴的内侧表面具有不同之表面能态，此表面能态的不同是由于晶格方向不同，其表面原子的电位能亦不同所致。若氧化物透明导电层直接形成于P型氮化物半导体叠层平行于基板方向的表面上，大致上氧化物透明导电层与P型氮化物半导体叠层的界面会有较高的位能障，其为导致欧姆接触不良、元件操作偏压偏高的主因。但在该内六角锥形孔穴的内侧表面与氧化物透明导电层接触时，因其表面能态不同，故其与氧化物透明导电层界面上所形成位能障极低，因此能形成良好的欧姆接触、降低元件的操作电压。

当外加操作电流时，电流可先藉由氧化物透明导电层作一扩散，再经由该氧化物透明导电层与内六角锥形孔穴的内侧面接触的低电阻处，流入P型氮化物半导体叠层内并流经发光层而产生发光。

又由于表层的内六角锥形孔穴构造本身即有减低全反射效应并降低光线被P型叠层吸收的作用，提高元件光摘出效率，再加上氧化物透明导电层又较传统薄金属透明导电层具有更佳的穿透率，因此可大幅提升元件发光效率。

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发光效率的发光元件；

图2为一示意图，显示本发明中多个内六角锥形孔穴构造的P型氮化物半导体叠层表层的示意图；

图3显示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；

图4显示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；

图5显示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；

图6显示本发明具有内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管、无内六角锥孔穴构造配合薄金属透明导电层的发光二极管以及无内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管，其发光强度与操作电流的特性比较；

图7显示本发明具有内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管、无内六角锥孔穴构造配合薄金属透明导电层的传统发光二极管以及无内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管的正向电流与电压特性比较；

图8为一示意图，显示依本发明优选实施例的一种高发光效率的发光元件；

图9为一示意图，显示依本发明优选实施例的一种高发光效率的发光元件。

简单符号说明

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

1411 内侧面

15 氧化物透明导电层

16 N型欧姆电极

17 P型欧姆电极

121 N型电极接触区域

122 无电极接触区域

123 粗化表面构造

18 氧化物透明导电层

具体实施方式

请参阅图1，依本发明一优选实施例一种高发光效率的发光元件1，包括一蓝宝石基板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括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括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与内六角锥形孔穴构造141上的一氧化物透明导电层15，该氧化物透明导电层材料与该内六角锥形孔穴构造141的内侧面1411形成接触；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；以及形成于氧化物透明导电层15上的一P型电极17。图2为具有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。

前述之氧化物透明导电层15与该内六角锥形孔穴构造的内侧面1411形成的接触电阻小于该氧化物透明导电层15与该P型氮化物半导体叠层的上表面140所形成的接触电阻。

前述的内六角锥形孔穴构造，与氮化物材料的晶格物理特性有关，其形状及角度主要取决于氮化物材料的晶格特性。以成长在C面的蓝宝石基板上为例，其相邻锥形面间的夹角大致上为120o，而锥形面是由{10-11}晶面群或是{11-22}晶面群所构成。

该内六角锥形孔穴构造可藉由以下制造方法的至少一种或一种以上的组合而形成：

1、该内六角锥形孔穴构造可藉由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，来改变其外延成核形态，而于P型半导体叠层或表层中形成之。

2、该内六角锥形孔穴构造又可藉由在其内六角锥形孔穴起始层以一外延温度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之。

3、该内六角锥形孔穴构造可藉由在其内六角锥形孔穴起始层以一富氮气氛进形外延成长，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之。

4、该内六角锥形孔穴构造可藉由完成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之。

5、该内六角锥形孔穴构造可藉由以外延成长方式先行形成一较小的内六角锥形孔穴，再于外延成长完成后，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，影响发光二极管的电气特性。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。

于本发明中内六角锥形孔穴构造的变化对发光二极管亮度的影响，可由图3至图5做一说明。

于本发明中内六角锥形孔穴密度可介于1×10⁷/cm²至1×10¹¹/cm²之间；内六角锥形孔穴密度的优选范围请参阅图3，其为依本发明所制得的高发光效率的发光元件，其亮度与内六角锥形孔穴密度的关系图。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。

于本发明中内六角锥形孔穴顶端对角线大小可介于10nm至1um之间；内六角锥形孔穴顶端对角线大小的优选范围请参阅图4，其为依本发明所制得的高发光效率的发光元件，其亮度与内六角锥形孔穴顶端对角线大小的关系图。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。

于本发明中内六角锥形孔穴深度可介于10nm至1um之间；内六角锥形孔穴深度的优选范围请参阅图5，其为依本发明所制得的高发光效率的发光元件，其亮度与内六角锥形孔穴深度的关系图。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。

然而，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，较易造成发光二极管的电气特性不良。

此外，前述的氧化物透明导电层厚度需足够，以确保能维持该氧化物透明导电层在内六角锥形孔穴的内侧与外侧交界处，不致形成不连续或断裂现象，否则极易造成电流无法有效经由该氧化物透明导电层与内六角锥形孔穴的内侧面接触电阻较低处进入半导体材料中，而造成操作电压偏高。

参见下表，以一氮化物发光二极管其表面具有向下延伸的内六角锥孔穴，该内六角锥孔穴平均深度为150nm，当分别将70nm与220nm的氧化物透明导电层形成于其上时，会发现70nm厚的发光二极管具有较高的操作电压，20mA时约在3.6V，而220nm厚的发光二极管的20mA操作电压仅约3.3V，由此可知当氧化物透明导电层大致上具有足够的厚度时，能够有效降低元件的操作电压。

内六角锥孔穴平均深度	氧化物透明导电层厚度	发光二极管操作电压(@20mA)
内六角锥孔穴平均深度	氧化物透明导电层厚度	发光二极管操作电压(@20mA)	150nm	70nm	3.6V
150nm	220nm	3.6V	150nm	70nm	3.6V

前述的氧化物透明导电层15于波长范围300～700nm间具有一50％以上的穿透率。该氧化物透明导电层可藉由电子束蒸镀法(Ebeam evaporater)、离子溅射法(Sputter)或是热蒸镀法(Thermal coater)，或是结合两种以上的方式而制成。

于进行前述的氧化物透明导电层工艺时，以能填满该内六角锥形孔穴为佳，如此能增加低电阻接触区域的面积，有效降低元件的操作电压。

再者，由于镀上氧化物透明导电层后，该氧化物透明材料会填入内六角锥形孔穴而易将其填满或填平，故大致上在氧化物透明导电层表面不再具有内六角锥形孔穴特征。换言之，欲使原内六角锥形孔穴结构发挥最佳的光摘出效果，需在内六角锥形孔穴下侧材料与上侧材料的折射率差异极大化为最佳，故在材料折射率的组合设计上，前述之氧化物透明导电层的折射率需介于氮化物材料与后续封装材料的折射率之间，此外，以该氧化物透明导电层的折射率与该氮化物材料的折射率的绝对差值，大于该氧化物透明导电层的折射率与后续封装材料的折射率的绝对差值者为佳。

图6为本发明具有内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管(LED-A)与无内六角锥孔穴构造配合薄金属透明导电层的传统发光二极管(LED-B)以及无内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管(LED-C)，其发光强度与操作电流的特性比较。由图中可看出在无内六角锥孔穴构造配合薄金属透明导电层的传统发光二极管LED-B中，由于薄金属透明导电层的穿透率不佳，故其发光特性不甚理想，亮度偏低。而以氧化物透明导电层取代传统薄金属透明导电层的发光二极管LED-C，由于其良好的穿透率，其确能改善发光效能，提高发光效率。而利用本发明技艺的发光二极管LED-A，利用内六角孔穴构造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，故确能大幅提高整体发光效率与亮度。

图7为本发明具有内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管(LED-A)与无内六角锥孔穴构造配合薄金属透明导电层的传统发光二极管(LED-B)以及无内六角锥孔穴构造配合氧化物导电层的发光二极管(LED-C)的正向电流与电压特性比较。由图中可看出，传统发光二极管LED-B具有一较低的操作电压；而使用无内六角锥孔穴构造配合氧化物透明导电层的发光二极管LED-C，由于接口无法形成良好的欧姆接触，故其操作电压相当高，在20mA时会达到5V以上。反观依本发明技艺的方式，以内六角锥孔穴构造配合氧化物透明导电层的发光二极管LED-A，其操作电压可降低至与传统薄金属透明导电层发光二极管LED-B相近的范围，显然有其显著的进步性。

请参阅图8，依本发明另一优选实施例高发光效率的发光元件2，其与前述的高发光效率发光元件1不同处在于该N型半导体叠层12的第二表面包括一N型电极接触区域121及一无电极接触区域122，该N型电极16形成于该N型电极接触区域121上，其中该无电极接触区域122还包括一高光摘出效率表面，该高光摘出效率表面可经蚀刻处理或外延成长形成一粗化表面或多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造，在本实施例中以一粗化表面构造123表示之，藉由该无电极接触区域的表面还包括该粗化表面构造，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。

请参阅图9，依本发明又一优选实施例为一种高光摘出效率发光元件3，其与前述高光摘出效率发光元件2不同处在于该N型半导体叠层12的第二表面上的无电极接触区域122上，除了包括该粗化表面构造的高光摘出效率表面123，还包括形成于该无电极接触区域122上与粗化表面构造的高光摘出效率表面123上的一第二氧化物透明导电层18，该第二氧化物透明导电层18亦与N型电极16形成接触，如此该第二氧化物透明导电层亦可增加电流扩散效果；此外，该第二氧化物透明导电层的折射率若介于氮化物材料与后续封装材料的折射率之间，其又可增加封装后的光摘出效率。

上述实施例中，于该N型半导体叠层12的第二表面上的N型电极接触区域121上与N型电极16间，亦可包括一氧化物透明导电层。

上述实施例中，亦可直接以氧化物透明导电层作为N型电极。

上述实施例中，于N型电极接触区域121上，亦可包括多个向下延伸的内六角锥形孔穴构造。

上述实施例中，蓝宝石基板可具有0°～10°的一任意偏角，而该蓝宝石基板亦可由SiC、GaAs、CaN、AlN、GaP、Si、ZnO、MgO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。

上述实施例中，氮化物缓冲层可包括选自于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括选自于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括选自于GaN、InGaN及AlInGaN所构成材料群组中的一种材料；P型氮化物半导体叠层可包括选自于AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所构成材料群组中的一种材料；该氧化物透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、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等优选实施例，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，在不脱离本发明权利要求的精神下，当可做任何改变。

Claims

1、一种高发光效率的发光元件，至少包括：

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；以及

形成于该第二氮化物半导体叠层上的一氧化物透明导电层，该氧化物透明导电层延伸并填入该第二氮化物半导体叠层表面的多个向下延伸之内六角锥形孔穴内，且与该内六角锥形孔穴内侧表面大致上形成欧姆接触。

2、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，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所述的一种高发光效率的发光元件，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。

4、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，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所述的一种高发光效率的发光元件，其中，于该基板及该第一半导体叠层之间还包括一缓冲层。

6、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该氧化物透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、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。

7、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中该氧化物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。

8、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中该氧化物透明导电层的厚度介于50nm至1um。

9、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该基板为一C面(0001)为主面的蓝宝石基板。该内六角锥孔穴相邻锥形面间的夹角大致上为120°，而锥形面由{10-11}晶面群或{11-22}晶面群所构成。

10、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该蓝宝石基板，为一(0001)或(11-20)为主面的基板，且具有0°～10°的一任意偏角。

11、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该基板包括选自于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。

12、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层包括选自于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。

13、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层至少包括一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括一p型氮化物半导体层。

14、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层至少包括一p型氮化物半导体层，且该第二氮化物半导体叠层至少包括一n型氮化物半导体层。

15、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该氮化物发光层包括选自于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。

16、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，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。

17、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第二氮化物半导体叠层包括选自于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所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该缓冲层包括选自于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。

19、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，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成长的方式形成。

20、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，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。

21、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，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成长方式再配合湿蚀刻方式所形成。

22、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该内六角锥形孔穴的底部距该基板的距离，不小于该氮化物发光层上表面距该基板的距离。

23、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该氧化物透明导电层与多个向下延伸的内六角锥形孔穴内侧表面形成的接触电阻，大致上低于该氧化物透明导电层与该第二氮化物半导体叠层平行基板的表面的接触电阻。

24、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该氧化物透明导电层的折射率介于氮化物材料与封装材料的折射率之间。

25、如权利要求1所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层远离该基板处包括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。

26、如权利要求25所述的一种高发光效率的发光元件，其中，还包括于该第一氮化物半导体叠层第二表面上形成一第二氧化物透明导电层。

27、如权利要求26所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第二氧化物透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、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。

28、如权利要求26所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第二氧化物透明导电层的折射率介于氮化物材料与封装材料的折射率之间。

29、如权利要求25所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第一氮化物半导体叠层第二表面为一高光摘出效率表面。

30、如权利要求29所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该高光摘出效率表面包括一向下延伸的内六角锥形孔穴构造。

31、如权利要求30所述的一种高发光效率的发光元件，其中，还包括于该具有向下延伸的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二氧化物透明导电层。

32、如权利要求31所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该氧化物透明导电层延伸并填入该第一氮化物半导体叠层表面的内六角锥形孔穴内。

33、如权利要求30所述的一种高发光效率的发光元件，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。

34、如权利要求30所述的一种高发光效率的发光元件，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。

35、如权利要求30所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该内六角锥孔穴构造的深度介于10nm至1μm之间。

36、如权利要求30所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该内六角锥孔穴结构以湿蚀刻方式形成。

37、如权利要求31所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第二氧化物透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、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。

38、如权利要求29所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该高光摘出效率表面包括一粗化构造。

39、如权利要求38所述的一种高发光效率的发光元件，其中，还包括于该具有粗化构造的第一氮化物半导体叠层第二表面上形成一第二氧化物透明导电层。

40、如权利要求39所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第二氧化物透明导电层包括选自于氧化铟锡、氧化镉锡、氧化锑锡、氧化铟锌、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。

41、如权利要求38所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该粗化结构以湿蚀刻方式形成。

42、如权利要求31所述的一种高发光效率的发光元件，其中，该第二氧化物透明导电层的折射率介于氮化物材料与封装材料的折射率之间。