TW200536139A - Manufacturing method for high brightness solid-state light emitting device, and the product - Google Patents

Description

200536139 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種固態發光元件的製造方法及以此 方法所完成的固態發光元件，特別是指一種可均勻發出高 亮度光之固態發光元件的製造方法及以此方法所完成的固 態發光元件。 【先前技術】 固態發光7G件，特別是發光二極體（Light Emitting Diode，LED)的技術近年急速進展，打開了應用發光二極體籲 工〇 作為般光源使用的一扇大門，且由於發光二極體在發光 效率、使用壽命、輸出亮度等各方面亮麗的表現，使得發 光一極體已可以普遍應用於例如交通號誌燈、剎車燈、行 動電話、戶外號遠、等等各個領域，而成為未來照明的主流 〇 15 過去’發光二極體主要研究發展的重點在於如何提昇

内部的量子效應，以提高發光亮度，而在例如應用分子束 蠢晶（Molecular Beam Epitaxy，MBE )、有機金屬化學氣相鲁 、"匕積（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD )等方式提昇磊晶品質之後，幾乎可以使内部量子效應與 20 理論值近似，大幅提昇發光效率。 - 但是，對發光二極體而言，僅有高内部發光效率是不 * 夠的’必須更進一步使得產生的光能夠不被浪費的全部均 勻向外射出，才能符合光源使用的基本需求。 參閱圖1，一般發出紅、黃光的AlGalnP、GaP系列的 5 200536139 發光二極體！包含一基板u、一發光單a i2，及—電 儿13 〇 5亥發光單元12具有一 披覆層121、一主動層Η〕 、一 P型披覆層123，及-視窗層124，該n型披覆層ΐ2ι 、主動層122、Ρ型披覆層123,及視窗層124是以磊晶方 式依序自該基板11向上形成。 邊電極單元13具有一與該ρ型披覆層123電性連結之 Ρ型歐姆電極131，及一與該η型披覆層121電性連結：^ 型歐姆電極132,可使一外加電流自該ρ型歐姆電極ΐ3ι均 勻擴散通過該主動層122,而使該主動層122以光電效 生光。 ^ 為使上述發光二極體1内部產生的光發散至外界的效 率提鬲，一般是以直接粗化方式，在視窗層124表面向下 蝕刻出多數隨機分佈之凹孔15，使得主動層產生的光在經 過視窗層124發散至外界時，減少光被全反射的機會，增 加發光二極體1之外部量子效率，而提昇發散至外界的光 亮均勻度。 由於一般紅、黃光的AlGalnP、GaP系列的發光二極體 1 ’其最上層的磊晶結構（即視窗層124)之厚度較厚，一 般大於50μιη以上，因此，可以直接粗化方式利用電漿或是 化學方式蝕刻出多數隨機分佈的凹孔15，以使發光均勻。 但疋在針對其他例如發出UV光、藍綠光之LED，由於最 上層之磊晶結構厚度極薄，一般僅約〇·4μιη左右，而欲造 成提昇外部量子效率的凹孔深度最少必須大於〇 2μιη以上 200536139 才有效果’所以上述直接在最上層磊晶結構上直接粗化以 使务光均勻的方式並不適用，此外，在後續歐姆製程也會 產生製程不易、產品的阻抗過高等等問題。因此，如何發 展新的製程以提昇固態發光元件的發光均勻度，是學界、 業界新興努力的方向之一。 【發明内容】 因此’本發明之目的，是在提供一種可均勻發出高亮 度光之固態發光元件的製造方法及以此方法所完成的固態 發光元件。 10 於是’本發明之一種高亮度固態發光元件的製造方法 ’包括以下步驟： (a) 在一基板上形成一可以產生光的發光單元，該發 光單兀包含多數以磊晶層疊方式形成的磊晶結構層體。 (b) 在最遠離該基板之一最頂面的磊晶結構層體上以 15 可透光材料形成一透明粗化單元。 (C)在該透明粗化單元上隨機地佈植複數相間隔之遮 覆塊。 …（d )自4透明粗化單元未被該複數遮覆塊遮覆之裸露 區域向下钮刻出平均深度小於該透明粗化單元厚度的凹陷 20 區域。 此外以上述方法所製成之一種高亮度固態發光元件 ’包含-基板、一發光單元，及一透明粗化單元。 光單元形成在該基板上且可以光電效應產生光， 具有複數以蟲晶疊層方式形成的蟲晶結構層體。 200536139 該透明粗化單元形成在該發光單元上，具有複數自該 透明粗化單元相反於該發光單元之—表面向該發光單元方 :凹之凹孔’使该發光單元發出的光經由該透明粗化單 ^至外界時減少被全反射之機率，提高該高亮度固態發光 凡件之外部發光量子效率。 本土月之功效在於應用現行穩定的半導體製程，在任 何固態發光元件之最上層磊晶結構上形成-可使光散射之 透明粗化單元，以使固態發光元件發光亮度均勻。 【實施方式】 有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 、下配口參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚 的明白。 如圖2所示，本發明一種高亮度固態發光元件的製造 方法之第一較佳實施例，是可製造出如圖3所示之發光 :度均勻的向壳度固態發光元件3 (圖中僅以一般可發出藍 光、綠光或UV光之LED為例說明）。 先多閱圖3，以圖2所示本發明一種高亮度固態發光元 件的製造方法之第一較佳實施例所製造出之高亮度發光固 〜元件3包含一基板31、一發光單元32、一透明粗化單元 33，及一電極單元34。 該發光單元32是形成於基板31上並可以光電效應產 生光’具有一形成在基板31上的η型彼覆層321、一形成 在11型披覆層321上的主動層322，及一形成在主動層322 上的Ρ型披覆層323。η型披覆層321、主動層322，及ρ 200536139 型彼覆層323分別依序以磊晶層疊方式形成，由於此部份 結構已為業界所周知，故在此不再多加贅述。 透明粗化單元33是選用一可導電的材料，例如Ni/Au 、ITO、IZO、Ni/ITO、Ni/IZO、Ni/TiN、Ti/TiN、Ti/Ir02， 5 或是此些所舉例之材料的組合鍍膜形成在發光單元32之p ^ 型披覆層323上，並與p型披覆層323形成歐姆接觸。該 透明粗化單元33具有複數自該透明粗化單元33相反於該 發光單元32之表面向該發光單元32方向凹陷之凹孔331。 該透明粗化單元33的厚度遠大於該p型披覆層323之厚度春 10 ，且其厚度非λ/4η的整數倍，λ是發光單元32所發出光的 波長，η是透明粗化單元33的折射係數。該複數凹孔331 的平均深度不小於〇.2/zm，使發光單元32發出的光以相反 於基板31方向通過該透明粗化單元33至外界時減少被全 反射之機率，提高該高亮度固態發光元件3之外部發光量 15 子效率。 該電極單元34具有一 p型歐姆電極341與一 η型歐姆 電極342，ρ型歐姆電極341與透明粗化單元33歐姆接觸· ，：η型歐姆電極342與η型坡覆層321歐姆接觸，而可外加 電流使電流擴散通過發光單元32，進而使發光單元32之主 20 動層322以光電效應產生光。 參閱圖2，以本發明一種高亮度固態發光元件的製造方 、 法之一第一較佳實施例製造如圖3所示之高亮度發光固態 元件3時，是先進行步驟21，以磊晶方式依序自基板31上 生長η型披覆層321、主動層322,及ρ型披覆層3 23形成 9 200536139 發光單元32。該基板31可選用例如單晶藍寶石基板、QaN 基板及/或SiC基板等，而主動層322之結構可以是異質結 構（heterostructure)、複合量子井結構、或是複合量子點結 構（multi-quantum dots，MQDs)等等，而可以光電效應得 5 到最佳的產生光的量子效應。 接著進行步驟22，選用一透明且可導電的材料，例如

Ni/Au、ITO、IZO、Ni/ITO、而IZ〇、Ni/TiN、Ti/Tm、

Ti/Ir〇2 ’或是此些所舉例之材料的組合在p型披覆層上 形成-透明層’該透明層之厚度遠大於卩型披覆層323,且 10 此厚度需& λ/4η的非整數倍，λ是發光單元所發出光的波 長，η是該透明層的折射係數。 然後進行步驟23,在該透明層上—預定位置形成ρ型 臥姆電極34卜進而可藉此透明層與ρ型披覆層形成歐 姆接觸，然後，在該Ρ型歐姆電極341表面以例如光阻等 南刀子材料形$遮蔽塊，以遮覆該ρ型歐姆電極Mi ;且 在適田位置處形成與η型被覆層321歐姆接觸的η型歐 姆電極342。 接者進行步驟24,在透明層上隨機地佈植複數相間隔 且粒徑小於發光單元32所產生光的波長之遮覆塊。該些遮 覆免可乂使用例如聚苯乙烯、聚丙稀、聚乙婦等高分子材 :斤/成的可透光的球狀物，或是例如氧化鋁、二氧化矽 、乳化石夕％化蝴等可透光的氧化物、氮化物所形成的球 狀物，甚至可以使用鑽石球。 凌再進订步驟25，以例如電襞钱刻或是化學濕餘刻 10 200536139 方法，自該透明層未被該複數遮覆塊遮覆之裸露區域向下 姓刻出多數凹孔15，而成一平均深度小於該透明層厚度且 不小於0·2μιη的凹陷區域。 最後進行步驟26，移除該複數遮覆塊及遮蔽塊，即形 成透明粗化單元33,製備出如圖3所示之高亮度固態發光 元件3。 在此要特別加以說明的是，在本例中發光單元32僅以 包含η型披覆層321、主動層322,及ρ型披覆層323等基 本構造為例說明，當然以目前的固態發光元件而言，為使 鍍膜製程或是磊晶製程順利，常會增加使歐姆接觸製程更 為順利的超晶層結構（superlattice layer )或是使用穿隧效 應之結構層（tunnel juncti〇n layer)等等，使得發光單元的 結構更為複雜以提高内部量子效應，但此等結構變化並不 影響上述本發明之流程，其差異只在進行步驟22時，是選 用透明且可導電的材料再發光單元最頂面之蠢晶結構層體 上形成透明層而已，後續步驟均類似而不再累述。 此外，由於本發明在實施過程中，複數遮覆塊是選用 透明材料進行，所以即便不實施步驟26中移除遮覆塊的動 作’所製成的發光固態元件依然可以作動發光，並藉由透 明粗化單元的作用，使發光單元發出的光通過透明粗化單 元至外界時減少被全反射之機率，而達到提高固態發光元 件之外部發光量子效率的功效。 、、如圖二所示’本發明—種高亮度固態發光元件的製造 方法之一第二較佳實施例’是可製造出如5所示之發光 200536139 亮度均勻的高亮度固態發光元件5(圖中僅以一般可發出藍 光、綠光或UV光之LED為例說明）。 先參閱圖5，以圖4所示本發明一種高亮度固態發光元 件的製造方法之第二較佳實施例所製造出之高亮度發光固 5 10 15 20 態元件5包含一基板5丨、一發光單元52、一透明粗化單元 53，及一電極單元54。 該發光單元52是形成於基板51上並可以光電效應產 生光，具有一形成在基板51上的η型披覆層521、一形成 在η型披覆層521上的主動層522，及一形成在主動層μ]馨 上的Ρ型披覆層523。η型披覆層521、主動層522，及ρ 型披覆層525分別依序以蠢晶層疊方式形成，由於此部份 結構已為業界所周知，故在此不再多加贅述。 透明粗化單t 53是選用一非導電性的材料，例如氧化 石夕氮化石夕、氧化鈦、氧化趣、氧化銘錢膜形成在發光單 =52之p型披覆層523上形成，並具有複數自該透明粗化 單το 53相反於發光單疋52之表面向發光單力w方向凹陷

之凹孔53卜該透明粗化單元53的厚度遠大於p型_ 523之厚度，且其厚度非λ/4η的整數倍，λ是發光單元5_ 所發出光的《，η是透明粗化單元55的折射係數。該福 數凹孔531的平均深度不小於〇·2心，使發光單元μ發出 的光以相反於基板51方向通過透明粗化單元53至外界時 減少被全反射之機率，描古古古由 午徒阿同凴度固態發光元件5之外部 發光量子效率。 該電極單元54具有一 Ρ型歐姆電極541與一 η型歐姆 12 200536139 電極542 ’ P型歐姆電極541與p型披覆層523歐姆接觸， η型歐姆電極542與^型彼覆層521歐姆接觸，而可外加電 流使電流擴散通過發光單元52，進而使發光單元52之主動 層522以光電效應產生光。 ·

ίο 15 20 參閱圖4,以本發明一種高亮度固態發光元件的製造方· 法之第一車乂佳實施例製造如圖5所述之高亮度發光固態元 件5時，是先進行步驟41，以磊晶方式依序自基板5ι上生 長η型披覆層521、主動層522，及ρ型披覆層523。基板 51可選用例如單晶藍寶石基板、基板及/或sic基板等修 動層之結構可以是異質結構（heterostructure )、 禝合1子井結構、或是複合量子點結構（multi-quantum dots ’ MQDs)等等，而可以光電效應得到最佳的產生光的 量子效應。 接者進行步驟42，選用一透明材料，例如氧化矽（ Sl〇2)、氮化石夕（Si3N4)、氧化鈦（Ti〇2)、氧化鈕（Ta2〇5: 、氧化鋁（Al2〇3)等等，在該P型披覆層523上形成一透 月層D亥透明層在預定形成p型歐姆電極之位置處形 成有-穿通透明層之穿槽，而使p型披覆層⑵對應於該 穿槽之表面稞露’且透明層之厚度遠大於ρ型披覆層⑶， 且此厚度需為λ/4η的非整數倍，λ是發光單元^所發出光 的波長，η是透明層的折射係數。 然後進行步驟43，在透明展之宗描# # & 边乃增之牙槽形成與ρ型披覆層 523電性連結的 型歐 ρ孓匕姆電極541，並在適當位置處形成與 n 3L層521電性連結的η型歐姆電極542，同時，在ρ 13 200536139 型歐姆電極541表面以例如光阻等高分子材料形成一遮蔽 塊’以遮覆p型歐姆電極541。 接著進行步驟44，在透明層上隨機地佈植複數相間隔 且粒徑小於發光單元32所產生光的波長之遮覆塊。該些遮 覆塊可以使用例如聚苯乙烯、聚丙稀、聚乙烯等高分子材 料所形成的可透光的球狀物，或是例如氧化鋁、二氧化矽 、氮化矽、氧化銀等可透光的氧化物所形成的球狀物，甚 至可以使用鑽石球。 然後再進行步驟45，以例如電漿蝕刻或是化學濕蝕刻春 方法，自該透明層未被該複數遮覆塊遮覆之裸露區域向下 蝕刻出多數凹孔53i，而成一平均深度小於該透明粗化單元 厚度且不小於〇.2μηι的凹陷區域。 最後進行步驟46，移除複數遮覆塊及遮蔽塊，即製備 出如圖5所示之高亮度固態發光元件5。 與前述說明類似，本例中發光單元52也可更包含使歐 姆接觸程更為順利的超晶層結構（卿edatdee 或是 使歐姆接觸容易的穿随接面結構（tunnel細cti〇nlayer)等籲 等，使得發光單元的結構更為複雜以提高内料子效應。 此等結構變化同樣地不影響上述本發明之流程，其差異只 在進行步驟42是以透明材料在發光單元最頂面之遙晶結構· 層體上形成透明層而已。此外’由於本發明在實施過程中. ’複數遮覆塊是選用透明材料進行，所以即便不實施步驟 46中移除遮覆塊的動作，所製成的發光固態元件依然可以 作動發光’並藉由透明粗化單元的作用，使發光翠元發出 14 200536139 的光通過透明粗化單元至外界時減少被全反射之機率，而 達到提高固態發光元件之外部發光量子效率的功效。 如圖6所示，本發明一種高亮度固態發光元件的製造 方法之一第三較佳實施例，是可製造出如圖7所示之發光 5 党度均勻的南亮度固態發光元件7 (類似於上例，圖中僅以 一般可發出藍光、綠光或uv光之lED為例說明）。 先參閱圖7，以圖6所示本發明一種高亮度固態發光元 件的製造方法之第三較佳實施例所製造出之高亮度發光固 態元件7包含一基板71、一發光單元72、一透明粗化單元 10 73，及一電極單元74。 /亥毛光單元72是形成於基板71上並可以光電效應產 生光，具有一形成在基板71上的η型披覆層721、一形成 在η型披覆層721上的主動層722，及一形成在主動層”2 上的Ρ型披覆層723。該η型披覆層721、主動層722、ρ 15 型彼覆層723分別依序以蟲晶層疊方式形成，由於此部份 結構已為業界所周知，故在此不再多加贅述。 該透明粗化單元73是形成在發光單元72上，具有一 鍍覆形成在ρ型披覆層723上的透明導電層731、一形成在 該透明導電層731上的透明粗化層732,及複數自該透明粗 20 化層732相反於發光單元72之表面向下凹陷形成的之凹孔 733。該透明導電層731透明且可導電，而使—外加電流均 可勻擴散通過主動層722。該透明粗化層732的厚度遠大於 ，透明導電層722之厚度，且其厚度非λ/4η的整數倍，λ 疋發光單7L 72所發出光的波長，η是透明粗化層732的折 15 200536139 射係數該複數凹孔733的平均深度不小於〇 2#m，使發 光單元52發出的光至外界時減少被全反射之機率，提高高 亮度固態發光元件7之外部發光量子效率。 5 10 15 20 °亥電極單元74具有—P型歐姆電極741與-n型歐姆 電極742 ’ 4 ρ型歐姆電極741與透明導電層73ι相電性歐 姆接觸，$ η型歐姆電極742與η型披覆層721電性歐姆 接觸連結’而可外加電流使電流經透明導電層Μ!、ρ型披 覆層723擴散通過主動層722至η型歐姆電極721，而使發 光單元72以光電效應產生光。 乡閱圖6以本發明一種高亮度固態發光元件的製造方 法之帛車乂佳實施例製造如圖7所述之高亮度發光固態 元件時，是先進行步驟61，以以方式依序自基板71上生 長n 5L披覆層721、主動層722、ρ型披覆層723。與前例 相似’基板51可選關如單晶藍寳石基板、GaN基板及/或 SiC基板等’ 5亥主動層522 <結構可以是異質結構（ het_tr_e)、複合量子井結構、或是複合量子點結構（ mum，antum dGts，MQDs) #等，而可以光電效應得到最 佳的產生光的量子效應由於此步驟以為業界所周知，且非 本發明重點所在，故不再詳加贅述。 接著進行步驟62,於p型披覆層723上選㈣明且可 導電的材料’例如碰u、IT〇、IZ〇、Ni/iT〇、Ni/iz〇、

Ni/TiN、Ti/TiN、T"Trn 斗、曰 》 TVIr02或疋此些所舉例之材料的組合鍍 膜形成透明導電層731。 然後進仃步驟63，選用一透明材料，例如氧化矽（ 16 200536139

Si〇2)、氮化梦（Si3N4)、氧化鈦（Ti〇2)、氧化组（Ta处） 、氧化銘（Ab〇3)等等，在該透明導電層731上形成透明 粗化層732 ’該透明粗化層732在預定形成p型歐姆電極 741之位置處形成有一穿通透明粗化層732之穿槽，而使透 5 明導電層731對應於穿槽之表面裸露，此透明粗化層732 · 之厚度大於透明導電層731，且厚度需為λ/4η的非整數倍 ，λ是發光單元72所發出光的波長，η是透明粗化層732 的折射係數。 然後進行步驟64，在透明粗化層732之穿槽形成與透鲁 10 明導電層731電性連結的Ρ型歐姆電極741，並在適當位置 處形成與η型披覆層721電性連結的η型歐姆電極742，同 %，在ρ型歐姆電極741表面以例如光阻等高分子材料形 成一遮蔽塊，以遮覆ρ型歐姆電極741。 接著進行步驟65，在透明粗化層732上隨機地佈植複 15 數相間隔且粒徑小於發光單元72所產生光的波長之遮覆塊 忒些遮覆塊可以使用例如聚苯乙稀、聚丙稀、聚乙烯等 尚分子材料所形成的可透光的球狀物，或是例如氧化鋁、鲁 二氧化石夕、氮化矽、氮化硼等可透光的氧化物、氮化物所 形成的球狀物，甚至可以使用鑽石球。 20 然後再進行步驟60，以例如電漿蝕刻或是化學濕蝕刻· 方法，自該透明粗化層732未被該複數遮覆塊遮覆之裸露. 區域向下钱刻出多數凹孔733，而成平均深度小於該透明粗 化層732厚度且不小於〇·2μηι的凹陷區域。 最後進行步驟67，移除複數遮覆塊及遮蔽塊，即製備 17 200536139 出如圖7所示之高亮度固態發光元件7。 5 10 15 20 當然、如前述所說明，本例中發光單元72結構可 複雜以提昇内部量子效應，增加發光效率；而此等的 ;化?=影響上述本發明之流程，只是在進行步驟62 時疋以透明且可導電的材料在發光單元最頂面之蟲曰社 構層體上形成透明導電層而已，其餘後續過程均相類^ 此外λ由於本發明在實施過程中，複數遮覆塊是選用透明 材料進行戶斤以即便不貫施步驟46中移除遮覆塊的動作， 所製成的發光固態元件依然可以作動發光，並藉由透明粗 化單元的作用，使發光單元發出的光通過透明粗化單元至 外界付減J被全反射之機率，而達到提高固態發光元件之 外部發光量子效率的功效。 由上述說明可知，本發明製造高亮度固態發光元件的 製造方法，主要是在固態發光元件之磊晶結構層體的最上 層，形成一厚度遠大於此層且需為λ/4η的非整數倍的透明 粗化單70，再於此透明粗化單元上以電漿或其他蝕刻方式 使其表面粗化，進而使發光單元產生的光通過時減少被全 反射之機率，而達到提高固態發光元件之外部發光量子效 率的功效，使發光焭度更形均勻，不但可以適用於最上層 磊晶結構層較厚的紅、黃光系列的LED，同時也可以應用 於隶上層磊晶結構層極薄無法直接粗化的藍、綠光、uv光 糸列的LED ’確實達到本發明之創作目的。 惟以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利 18 200536139 範圍及發明說明書内容所 作之簡單的等效變化與修飾，皆 應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是-剖視示意圖，說明習知發光二極體的構造； 圖2疋机耘圖，说明本發明一種製造高亮度固態發 光元件的製造方法的一第一較佳實施例； 圖3是一剖視示意圖’說明以圖2之製造方法所製成 的高亮度固態發光元件； 圖4疋⑽知圖’說明本發明-種製造高亮度固態發籲 1〇 光元件的製造方法的-第二較佳實施例，· 圖5是一剖視示意圖，說明以圖4之製造方法所製成 的高亮度固態發光元件； 圖6是一流程圖，說明本發明一種製造高亮度固熊發 光元件的製造方法的-第三較佳實施例；及 15 ® 7是一剖視示意圖’說明以圖6之製造方法所製成 的而亮度固態發光元件。 ❿ 19 200536139 【圖式之主要元件代表符號說明 1 發光二極體 33 透明粗化單元 11 基板 331 凹孑L 12 發光單元 34 電極單元 121 η型彼覆層 341 ρ型歐姆電極 122 主動層 342 η型歐姆電極 123 Ρ型彼覆層 41 步驟 124 視窗層 42 步驟 13 電極單元 43 步驟 131 ρ型歐姆電極 44 步驟 132 η型歐姆電極 45 步驟 21 步驟 46 步驟 22 步驟 5 高亮度發光固態 23 步驟 元件 24 步驟 51 基板 25 步驟 52 發光單元 26 步驟 521 η型彼覆層 3 高亮度發光固態 522 主動層 元件 523 ρ型彼覆層 31 基板 53 透明粗化單元 32 發光單元 531 凹孔 321 η型彼覆層 54 電極單元 322 主動層 541 ρ型歐姆電極 323 Ρ型披覆層 542 η型歐姆電極 20 200536139

61 步驟 722 主動層 62 步驟 723 ρ型披覆層 63 步驟 73 透明粗化單元 64 步驟 731 透明導電層 65 步驟 732 透明粗化層 66 步驟 733 凹孔 7 高亮度發光固態 74 電極單元 元件 741 ρ型歐姆電極 71 基板 742 η型歐姆電極 72 發光單元 721 η型彼覆層

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Claims (1)

1. 200536139 拾、申請專利範圍： 1· 一種高亮度固態發光元件的製造方法，包括： (a)在一基板上形成一可以產生光的發光單元，該發光單 元包含多數以磊晶層疊方式形成的磊晶結構層體； (b )在最遠離該基板之一最頂面的磊晶結構層體上以可透 光材料形成一透明粗化單元； (c )在該透明粗化單元上隨機地佈植複數相間隔之遮覆塊 ;及 (d)自該透明粗化單元上未被該複數遮覆塊遮覆之裸露區 域向下蝕刻出平均深度小於該透明粗化單元厚度的凹 陷區域。 根據申請專利範圍第丨項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該透明粗化單元的厚度遠大於該發光單元之 倍最頂面的磊晶結構層體之厚度，且其厚度非λ/4η的整數 入疋该發光單元所發出光的波長，η是該透明粗化單元 的折射係數。 :據申請專利範圍第2項所述高亮度固態發光㈣的製造 决’其中，該透明粗化單元是選用一非導電性 復形成。 4·=據中請專利範圍第3項所述高亮度固態發光㈣的製造 ,且法:其中，該非導電性的材料是選自由下列所構成的群 .虱化矽、氮化矽、氧化鈦、氧化钽、氧化鋁，及此等 g且合。 5·拫據中請專利範圍第3項所述高亮度固態發光騎的製造 22 200536139 方法，其中，該步驟（b )在形成該透明粗化單元時同時使 該最頂面的磊晶結構層體之一預定區域裸露，且該步驟（b )更包含一次步驟（bl )，是在該裸露出最頂面的磊晶結構 層體的預定區域形成一與該最頂面的磊晶結構層體歐姆接 觸的電極，並在該電極上形成一遮覆此電極表面之遮蔽塊 〇 6·根據申請專利範圍第2項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該透明粗化單元是選用一可導電的材料鍍覆 形成，且可與該最頂面的磊晶結構層體形成歐姆接觸。 7_根據申請專利範圍第6項所述高亮度固態發光元件的製造 方法’其中，該可導電的材料是選自由下列所構成的群組 :Ni/Au、ITO、IZO、NiATO、Ni/IZO、Ni/TiN、Ti/TiN、 Ti/Ir02，及此等之組合。 8·根據申請專利範圍第6項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該步驟（b)更包含一次步驟（b2)，是在形 成該透明粗化單元後，形成一與該透明粗化單元電性連結 的電極，並於該電極上形成一遮覆此電極表面之遮蔽塊。 9·根據申請專利範圍第2項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該步驟（b)是先在該發光單元之最頂面的磊 晶結構層體先鍍覆形成一與該最頂面的磊晶結構層體成歐 姆接觸的透明導電層，再於該透明導電層上形成一厚度大 方…亥透明導f層的透明粗化層，使該透日月導電層與該透明 粗化層共同形成該透明粗化單元。 1 0·根據申請專利範圍篦Q ^ > 固弟9項所述咼焭度固態發光元件的製造 23 200536139 法”中》亥透明粗化層的厚度遠大於該透明導電層之 厚度’且其厚度非λ/4η的整數倍，λ是該發光單元所發出 光的波長，η是該透明粗化層的折射係數。 Χ η.根射請專利範圍第9項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該透明導電層的材料是選自由下列所構成的 群組：Ni/Au、IT0、IZ〇、Ni/IT〇、Ni/lz〇、㈣職、 Ti/TiN、Ti/Ir〇2，及此等之組合。 12·根據申請專利範圍第9項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該透明粗化層的材料是選自由下列所構成的 群組·氧化矽、氮化矽、氧化鈦、氧化组、氧化鋁，及此 等之組合。 13·根據申請專利範圍第9項所述高亮度固態發光元件的製造 方法’其中，該步驟（b )在形成該透明粗化層時是使該 透明導電層之一預定區域裸露，且該步驟（b)更包含一 次步驟（b3)，是在該透明導電層之裸露出的預定區域形 成一與該透明導電層歐姆接觸的電極，並在該電極上形成 遮覆此電極表面之遮蔽塊。 根據申請專利範圍第5、8或13項所述高亮度固態發光元 件的製造方法，更包含一步驟（e )，是形成該凹陷區域之 後移除該遮蔽塊。 15·根據申請專利範圍第5、8或13項所述高亮度固態發光元 件的製造方法，其中，該遮蔽塊是以光阻形成。 16·根據申請專利範圍第1項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該每一遮覆塊的粒徑小於該發光單元所產生 24 200536139 光的波長。 1 7 ·根據申請專利範圍第1 6項所述咼焭度固態發光元件的製 造方法，其中，該每一遮覆塊是一以高分子材料所形成的 可透光的高分子球狀物。 1 8·根據申請專利範圍第1 7項所述高亮度固態發光元件的製 造方法，其中，該高分子材料是選自由下列所構成的群組 :聚笨乙烯、聚丙稀、聚乙烯，及此等之組合。 .1 9 ·.根據申請專利範圍第16項所述高亮度固態發光元件的製 造方法，其中，該每一遮覆塊是一以化合物所形成的可透 光的球狀物。 2 0 ·根據申請專利範圍第19項所述高亮度固態發光元件的製 造方法，其中，該化合物是選自由下列所構成的群組：氧 化銘、二氧化石夕、氮化石夕、氮化侧，及此等之組合。 2 1 ·根據申請專利範圍第1 6項所述高亮度固態發光元件的製 造方法，其中，該每一遮覆塊是一鑽石球。 2 2 ·根據申请專利範圍第1項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該步驟（d)形成之凹陷區域的平均深度不 小於 0·2μηι 〇 23.根據申請專利範圍第1項所述高亮度固態發光元件的製造 方法’其中，該步驟（d )是以電漿蝕刻，及/或化學濕飩 刻形成該凹陷區域。 24·根據申請專利範圍第1項所述高亮度固態發光元件的製造 方法’更包含一步驟（，是移除該複數遮覆塊。 25· —種高亮度固態發光元件，包含： 25 200536139 一基板； 一形成在該基板上的發光單元，具有複數以磊晶疊層 方式形成的磊晶結構層體，可以光電效應產生光；及 一形成在該發光單元上的透明粗化單元，具有複數自 該透明粗化單元相反於該發光單元之一表面向下凹陷之凹 孔，使该發光單元發出的光經由該透明粗化單元至外界時 、、被王反射之機率，提咼該南壳度固態發光元件之外部 發光量子效率。 26. 根據申請專利範圍第乃項所述高亮度固態發光元件，其 中，该透明粗化單元的厚度遠大於與該發光單元連結之一 蟲晶結構層體的厚度，且該透明粗化單元的厚度非心的 整j倍，λ是該發光單元所發出光的波長，n是該透明粗 化單元的折射係數。 27. 根據申請專利範圍第26所述高亮度固態發光元件的製造方 法，其中，該透明粗化單元是選用一非導電性的材料鍍覆 形成。 28. 根據申請專利範圍第27項所述高亮度固態發光元件的製造 2去H該非導電性的材料是選自由下列所構成的群 …乳切、氮切、氧化鈦、氧化组、氧化ls，及此等 之組合。 29. :據中請專利範圍第26項所述高亮度固態發光元件的製造 开：广該透明粗化單元是選用一可導電的材料鑛覆 ^與!最頂㈣^結構層體形成歐姆接觸。 °月利耗圍f 29項所述高亮度固態發光元件的製造 26 200536139 方法’其中’該可導電的材料是選自由下列所構成的群組 :Ni/Au、ITO、IZO、Ni/ITO、Ni/IZO、Ni/TiN、Ti/TiN、 Ti/Ir〇2，及此等之組合。 3 1 ·根據申請專利範圍第25項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該透明粗化單元包含一鍍覆在該發光單元最 頂面之磊晶結構層體的透明導電層，及一形成在該透明導 電層上的透明粗化層’該透明粗化層之厚度大於該透明導 電層之厚度，且該透明粗化層之厚度非λ/4ϊ1的整數倍， λ是該發光單元所發出光的波長，η是該透明粗化層的折 射係數’該複數凹孔是自該透明粗化層表面向下形成，且 深度未達該透明導電層。 32·根據申請專利範圍第31項所述高亮度固態發光元件的製造 方法，其中，該透明導電層的材料是選自由下列所構成的 群組：Ni/Au、ΙΤΟ、izo、Ni/IT0、Ni/IZ〇，及此等之組 合。 ' 33·根據申請專利範圍第31項所述高亮度固態發光元件的製 U方法，其中，該透明粗化層的材料是選自由下列所構成 的群組··氧化石夕、氮化石夕、氧化鈦、氧化组、氧化鋁，及 此等之組合。 34·根據申請專利範圍第乃項所述高亮度固態發光元件，其 中’該複數凹孔的平均深度不小於〇2μηι。 35·根據申請專利範圍第25項所述高亮度固態發光元件，更 八有一为別與該發光單元形成歐姆接觸的電極，可使電流 通過該發光單it進而使該發光單元以光電效應產生光。 27 200536139 36.根據申請專利範圍第25項所述高亮度固態發光元件，更 具有複數遮覆塊，是連結在該透明粗化單元表面無該複數 凹孔形成之區域。

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