TW575984B - Semiconductor light emitting device and its manufacturing method - Google Patents

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575984 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於發光二極管（LED)或半導體雷射（LD)等 之半導體發光元件及其製造方法。 【先前技術】 以往’高亮度之發光二極管乃是在半導體基板上形成 雙層多相構造所成發光部，再於其上形成電流擴散層所構 成。且將該發光二極管以樹脂包裝時，爲保護元件在電流 擴散層上予以覆蓋透明樹脂。 在該構造，電流擴散層（折射率：3 .1〜3.5)與透明樹 脂（折射率：1.5左右）間之臨界角爲25〜29度。於是入射 角較大之光即全部反射，以致被放出發光元件外部之機率 顯著地降低。因此，現況卻呈實際發生之光的取出率僅及 2 0 %左右。 又，以粗糙化電流擴散層表面之方法，已知有將晶片 表面由鹽酸、硫酸、過氧化氫，或該等之混合液處理予以 粗糙化之方法（特開2000 — 299494號，特開平4 — 3543 82 號公報）。惟，該等方法受到基板之結晶性影響，有時由 於露出面方位竟無法粗糙化。因此，不一定經常能粗糙化 晶片表面，對於光取出率之提升有所限制，高亮度化頗爲 困難。 如是，以往用樹脂加以包裝之發光二極管，乃有在包 括發光層之半導體多層膜最上層與透明樹脂之境界’自斜 -7- (2) (2)575984 向射入於界面之光全反射，以致光取出率降低之問題。又 ，該問題並不限於發光二極管，對於面發光型半導體雷射 亦可同樣言之。 【發明內容】 發明之簡單槪要 本發明有關之半導體發光元件一實施形態，係含有 一基板，具第一面及第二面：與 一半導體疊層，被形成於上述基板之上述第一面且具 發光層及電流擴散層；而 其光取出面具有微小凹凸，上述微小凹凸之90%以上 爲凹部高100 nm以上、低邊長10〜500 nm之錐體形狀。 本發明有關之半導體發光元件製造方法一實施形態， 係 在具有第一面及第二面之基板第一面上予以形成含有 發光層及電流擴散層之半導體疊層，且 在將光取出外部所需之光取出面形成含有嵌段共聚物 之聚合物膜， 對上述聚合物膜施加退火處理，促使上述嵌段共聚物 相分離， 將上述相分離之嵌段共聚物一方相予以除去，而形成 具有殘餘相所成圖形之掩蔽材料層，以及 將上述掩蔽材料層之圖形複製於上述光取出面，並在 上述光取出面形成微小凹凸。 -8- (3) (3)575984 發明之詳述 以下，參照圖示說明本發明實施形態。 【實施方式】 (第一實施形態） 本發明一實施形態有關之L E D元件構造剖面顯示圖 〇 如圖示，係在η型之GaP基板10表面形成含有由η 型ΙηΑΙΡ覆蓋層11、InGaAlP活性層12、及Ρ型ΙηΑΙΡ覆 蓋層13所成之多相構造部14，與P型GaP電流擴散層15 的半導體疊層。電流擴散層1 5上一部份則形成ρ側電極（ 上部電極）1 6，剩餘部分以露出狀態原樣被予以殘留。另 ，基板10背面形成有η側電極（下部電極）17。活性層12 之發光乃自電流擴散層1 5之露出面取出。即，電流擴散 層15之露出面成爲光取出面。 電流擴散層1 5之露出面卻形成有微小凹凸1 8。該微 小凹凸1 8係使用後述之嵌段共聚物所形成，呈如圖2 Α所 示形狀。在圖2A，h爲表示微小凹凸18之凸部高，d表 示凸部底邊長度（寬幅）。 凸部之剖面呈三角錐狀，被發覺凸部寬幅d爲1 〇〜 500 nm、高h爲100 nm以上、頂角在25〜80度範圍時， 具有能充分提升光取出效率之效果。形狀之元件內的參差 不齊，則在寬幅100± 50 nm、高200± 1〇〇 nm範圍（元件內 寬幅分佈± 50%、高度分佈土 5〇%)。 (4) (4)575984 又，微小凹凸1 8之至少一個，如圖2 B所示凸部突端 具有微小透明部亦可。或如圖2C所示凸部突端呈平坦亦 可。更如圖2D所示凸部突端被加工爲平坦且其部分殘留 微小透明部亦可。 茲參照圖3A至3D說明本實施形態之LED製造工程 〇 首先，如圖3A所示，在n— GaP基板10上外延成長 多相構造部1 4及電流擴散層1 5。且在電流擴散層1 5上 一部分形成P側電極1 6，並在基板1 〇背面側形成η側電 極17 〇 將聚苯乙烯（PS)與聚甲基丙烯酸甲酯（ΡΜΜΑ)爲1 : 2.5(惟，在1 ·· 2〜3範圍即可）之嵌段共聚物溶解於溶劑之 乙基溶纖劑醋酸鹽（ECA)，而準備共聚物溶液。 又，在此，替代乙基溶纖劑醋酸鹽（ECA)，使用丙二 醇甲基乙醚醋酸鹽（PGMEA)或乙基乳酸酯（EL)等亦無妨。 將該溶液，藉旋轉塗抹以轉數2500 rpm塗抹於電流 擴散層15及p側電極16上而形成塗膜。復，藉在Π 〇°C 進行90秒鐘之預烘烤促使溶劑揮發，以形成圖3B所示聚 合物層31。然後，在210°C之氮氣氛中進行四小時退火， 俾使嵌段共聚物中之PS與PMMA相分離。

將含相分離之嵌段共聚物的聚合物層，利用CF4(30 seem)以壓力1.33pa及功率100w之條件由RIE(反應離子 腐鈾）加以鈾刻。且由於PS與PMMA之鈾刻速度差選擇性 地除去PMMA，如圖3所示，而殘留PS之圖形32。該PS -10- (5) (5)575984 圖形3 2即被使用爲掩蔽材料層。具體是，將PS之圖形 32藉使用BC13(23 seem)及N2(7 seem)之RIE予以複製於 電流擴散層15表面。條件爲壓力0.2pa及功率500w進行 約100秒鐘。其結果，如圖3D所示，在電流擴散層15表 面形成細微之凹凸圖形。使用BC13(8 seem)及C12(5 seem) 以及Ar(3 7 seem)以相同條件進行RIE亦可。將殘留PS圖 形藉02〇〇〇予以除去，則可獲得圖1所示構造。 在本實施形態，係藉使用如上述嵌段共聚物之處理， 可在構成光取出面之電流擴散層1 5露出面均勻地形成三 角錐狀之微小凹凸。凹凸之凸部，其底邊長度爲100± 50 nm左右，其高度爲200± 100 nm左右。又，凸部之頂角爲 20〜40度。由於存在有如此微小凹凸，成光取出面之入 射角雖變大，亦能將光取出外部。且，以透明樹脂密封時 ，亦能謀求光取出效率之提升。 又，亦確認光取出效率之提升對應於微小凹凸之凸部 高度。具體爲，凹凸之凸部高度h=l 00 nm時，效率約提 高1.3倍，h = 200 nm時，可獲得約1.5倍之光取出效率 。光取出效率提升之效果，在凸部高度h爲100 nm以上 時發現有效差（一成以上之提升）。高度超過200 nm時， 自1 · 5倍提升至1.6倍，再升高卻幾乎無變化。又，凸部 寬幅d只要在1〇〜500 nm範圍，就能充分地確認到光取 出效率之提升。 電流擴散層1 5表面所形成之微小凹凸9 0 %以上如滿 足上述條件，即能獲得充分之效果。如此微小凹凸，乃藉 -11 - (6) (6)575984 使用嵌段共聚物之處理才能獲得的，習知之粗糙加工或蝕 刻加工卻不管如何亦不能得到。使用如EB(電子束）之細 微化平版印刷術雖亦能形成同樣之微小凹凸，惟會關連到 大幅度之成本提升。藉本實施形態之方法，係能廉價且簡 便地形成微小凹凸。 以含有乾蝕刻速度差較大之鏈型聚合物的嵌段共聚物 ’可舉將自乙烯基萘、苯乙烯、及該等之衍生物所選擇至 少一種單體加以聚合所合成之鏈型聚合物。以丙烯基系鏈 型聚合物，卻可舉例如將自丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸 、及該等之衍生物所選擇至少一種單體加以聚合所合成之 鏈型聚合物。以典型者，乃能舉聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸 甲酯爲1 : 2.5 (惟，在1 : 2〜3範圍即可）之嵌段共聚物， 本實施形態即使用該嵌段共聚物。 依據本實施形態，由於能在光取出面均勻地形成微小 凹凸，故能防止光之全部反射所影響而起因的光取出效率 減低。其結果，可謀求光取出效率之提升，並可提高LED 之亮度。異於使用鹽酸、硫酸、過氧化氫，或該等之混合 液以處理基板表面之粗糙化。藉本發明之實施形態，不管 基板之面方位等如何，皆能有效形成微小凹凸。 況且，藉形成於光取出面之微小凹凸，連習知之由於 內部多重反射致被活性層再吸收之光亦能予以取出外部， 故可進行更高溫（〜1〇〇°C以上）之動作。 (第二實施形態） -12- (7) (7)575984 在本實施形態，除了將CF4變更爲02以外，係以與 上述相同條件由RIE形成PS圖形。 如同第一實施形態，在電流擴散層1 5上形成含嵌段 共聚物之聚合物層31，以進行嵌段共聚物之相分離。且 使用02(3 0 seem)以壓力13.3 Pa、功率100 w之條件由 RIE予以蝕刻聚合物層31。使用〇2時，異於CF4時雖無 法切削到基體基板，惟由於比較忠實地切削PS - PMMA嵌 段之PMMA，而可形成PS圖形。 將所獲得PS圖形，除了使用C12(5〜40 seem)以外藉 與上述同樣條件之RIE予以複製於電流擴散層15。並由 02〇〇〇除去殘留之PS圖形。 其結果，在構成光取出面之電流擴散層15露出面， 如同第一實施形態，以寬幅100± 50 nm左右分佈，可形 成高度200± 100 nm左右之凹凸圖形。因此，能得到與第 一實施形態相同之效果。 (第三實施形態） 在本實施形態，係利用電子射線照射之主鏈切斷以形 成PS圖形。

與第一實施形態同樣，在電流擴散層1 5上形成含嵌 段共聚物之聚合物層31，而進行嵌段共聚物之相分離。 並將電子射線總括照射於聚合物層3 1全面，予以切斷 PMMA之主鏈。此時，將電子射線之照射條件設於2 MeV 。接著，以顯像液（例如MIBK=甲基異丁基甲酮’與IP A -13- (8) (8)575984 二異丙醇之混合液）施予顯示。更藉IPA或乙醇等予以漂 洗，以選擇性溶解除去PMMA，而使PS圖形32殘留。 將所獲得PS圖形，除了使用C12(5〜40 seem)以外藉 與上述同樣條件之RIE予以複製於電流擴散層15。並由 〇2〇〇〇除去殘留之PS圖形。 其結果，在成爲光取出面之電流擴散層1 5露出面， 如同第一實施形態，以寬幅1〇〇± 50 nm左右分佈，形成 高度200± 100 nm左右之凹凸圖形。因此，能得到與第一 實施形態相同之效果。 (第四實施形態） 在本實施形態，係以嵌段共聚物使用具有含芳香環鏈 型聚合物與脂肪族雙鍵鏈型聚合物之材料。 脂肪族雙鍵鏈型聚合物，則是在聚合物主鏈中含有雙 鍵之聚合物，藉臭氧等之氧氣可切斷該雙鍵。因此，對於 具有含芳香環鏈型聚合物與脂肪族雙鍵鏈型聚合物之嵌段 共聚物，能選擇性地除去脂肪族雙鍵鏈型聚合物。以脂肪 族雙鍵聚合物’卻具體地可舉聚二烯系聚合物及其衍生物 等。以具有含芳香環鏈型聚合物與脂肪族雙鍵鏈型聚合物 之嵌段共聚物’亦具體地能舉聚苯乙烯與聚丁二烯之嵌段 共聚物、聚苯乙烯與聚異戊二烯之嵌段共聚物等。 本實施形態，乃使用聚苯乙烯（PS) -聚異戊二烯爲1 :2 · 5 (惟，在1 : 2〜3範圍即可）之嵌段共聚物，以與第一 實施形態相同之手法在電流擴散層1 5上形成聚合物層， -14- 575984 Ο) 而使嵌段共聚物相分離。然後，藉放置於臭氣氣氛中五分 鐘左右予以除去聚異戊二烯，以形成PS圖形。之後，又 以與第一實施形態相同之手法，將PS圖形複製於電流擴 散層1 5表面。 其結果，在成爲光取出面之電流擴散層15露出面， 以寬幅100± 50 nm左右分佈，形成高度200± 100 nm左右 之凹凸圖形。因此，能得到與第一實施形態相同之效果。 以嵌段共聚物使用苯乙烯-聚丁二烯之共聚物時’亦能以 同樣方法形成同樣程度之凹凸。 (第五實施形態） 圖4A至4D爲本發明第五實施形態有關之LED製造 工程的剖面顯示圖。且’與圖3 A至3 D相同部分即付予 相同符號，而省略其詳細說明。 在本實施形態，乃在形成於電流擴散層上之透明層表 面予以形成微小凹凸。 首先，形成與圖3 A同樣之構造後’如圖4 A所示’ 在電流擴散層1 5上形成透明膜4 1 °透明膜4 1可使用如 Si〇2、SiN2、或Ti〇2等’而由噴鍍法、CVD、或塗抹法等 予以形成。 接著，使用與第一實施形態、相同之共聚物溶、液’以才目 同之手法如圖4B所示在透明膜41上形成聚合物層31° 復在2 1 0 °C之氮氣氛中進行四小時之退火’促使嵌段共聚 物發生相分離。 -15- (10) (10)575984 將含有已相分離之嵌段共聚物的聚合物層藉RIE加以 蝕刻，而形成PS之圖形32同時，如圖4C所示將PS之圖 形32複製於透明膜41。RIE卻可使用CF4、CHF3、C4F8、 SF6等瓦斯，以壓力5〜10Pa、功率1〇〇〜l〇〇〇w之條件進 行。 再將殘留PS圖形藉〇2〇〇〇予以除去’如圖4D所 示在透明膜4 1表面可形成微小凹凸。該微小凹凸乃與第 一實施形態同樣，寬幅爲1〇〇土 50 nm左右、高度爲200土 1 0 0 n m左右之均勻性良好者。 得到圖4D所示之構造後，將透明膜4 1所形成微小凹 凸複製於電流擴散層15，以HF、NH4F等藥液除去透明膜 4 1亦可。此時，與第一實施形態一樣能在電流擴散層1 5 表面形成微小凹凸。 如是依據本實施形態，由於能在作爲光取出面之透明 膜4 1或電流擴散層1 5表面以良好的均勻性形成微小凹凸 ，致可防止光全反射之影響所起因的光取出效率之降低。 因此，能獲得與第一實施形相同之效果。 (第六實施形態） 圖5A至5B爲本發明第六實施形態有關之LED元件 構造的剖面顯示圖。 圖5A所示LED，則是自與基板50相反側之面取出光 之方式（Junction Up型式）者，在η型GaN基板50上依序 形成η型GaN緩衝層51、η型GaN覆蓋層52、InGaN/ -16- (11) (11)575984

GaN所成MQW活性層53、p型AlGaN頭蓋層54、及p型 GaN接觸層55。其中，接觸層55上之一部份被形成P側 電極56，其餘部分以露出原樣殘留著。另，基板50背面 卻I形成有n側電極57。接觸層55之露出面藉已說明之手 法形成有微小凹凸55a。該微小凹凸55a予以形成於接觸 胃55之露出面配置的衍生物膜亦可。 由於光取出面之表面以良好的均勻性形成著微小凹凸 55a’故能謀圖光取出率之提升。 圖5B所示LED，乃是自基板50側取出光之方式 (Junction Down型式）者，與圖5A同樣，在η型GaN基板 50上依序形成著各層51〜55。且在接觸層55上形成p側 電極57，並在基板50背面形成已圖形化之η側電極58。 基板50背面之剩餘部分以露出原樣殘留著，藉已說明之 手法形成有微小凹凸50a。 由於光取出面之基板50背面以良好的均勻性形成著 微小凹凸50a，致能謀圖光取出率之提升。 在圖5B所示LED，由MQW活性層53放出之光即在 各端面反射，可自上面之微小凹凸50a取出，故能減低晶 片側面之光密度。因此可防止晶片側面之樹脂劣化，長時 間動作亦能防止樹脂變色。 (第七實施形態） 圖6A至6B爲本發明第七實施形態有關之LED元件 構造的剖面顯示圖。 -17- (12) (12)575984 圖6A所示LED，則是自與基板50相反側之面取出光 之方式（Junction Up型式）者，在藍寶石基板60上依序形 成有A1 GaN緩衝層61、η型GaN接觸層62、InGaN / GaN 所成MQW活性層63、p型AlGaN頭蓋層64、及p型GaN 接觸層65，及IT0等透明電極66。自透明電極66至η型 接觸層62之途中，卻一部分被餓刻予以除去。 透明電極66上之一部分形成有ρ側電極67，剩餘部 分以露出原樣殘留。且在露出之接觸層62表面形成η側 電極68。透明電極66之露出面藉已說明之手法形成著微 小凹凸66a。 由於光取出面之透明電極66表面以良好的均勻性形 成微小凹凸66a，致能謀圖光取出率之提升。 圖6B所示LED，乃是自基板60側取出光之方式 (Junction Down型式）者，與圖6A同樣，在藍寶石基板60 上依序形成各層61〜65。自ρ型接觸層65至η型接觸層 62之途中，卻一部分被蝕刻予以除去，在ρ型接觸層65 上形成Ρ側電極67，且在η型接觸層62之露出面形成著 η側電極68。基板60背面全體以已說明之手法形成有微 小凹凸60a。 由於光取出面之基板60背面均勻地形成有微小凹凸 60a，致能謀圖光取出率之提升。 (第八實施形態） 圖7爲本發明第八實施形態有關之LED元件構造剖 -18- (13) (13)575984 面顯示圖。 圖示之LED，係在p型GaP基板70上，依序形成有 P型GaP緩衝層71、P型InGaP粘著層72、p型ΙηΑΙΡ覆 蓋層73、InGaAlP活性層74、η型ΙηΑΙΡ覆蓋層75、及η 型InGaAlP電流擴散層76。 電流擴散層76表面之中央部，則形成有n型GaAs接 觸層77、i型ΙηΑΙΡ成塊層78、i型GaAs成塊護罩層79、 及η側電極8 1。電流擴散層76表面之周邊部卻形成有η 型Ga As接觸層77、及η側電極81。另，基板70背面亦 形成有經過圖形化之ρ側電極8 2。又電流擴散層7 6之露 出面藉已說明之手法形成有微小凹凸83。 茲參照圖8Α至8C以說明本實施形態之LED製造方 法。 首先，如圖8A所示，在η型Ga As基板90上，依序 形成η型GaAs緩衝層91(0.5//m厚：載體濃度4x 1017 cm— 3)、i 型 InGaP 蝕刻阻擋層 92(0.2//m 厚）、i 型 GaAs 成 塊護罩層79、i型ΙηΑΙΡ成塊層78(0.2// m厚）、η型GaAs 接觸層77(0.1//m厚：載體濃度lx 1018cm-3)、η型 InGaAlP電流擴散層76(1.5// m厚：載體濃度4x 1017cm_3) 、11型 ΙηΑΙΡ 覆蓋層 75(0.6// m 厚：載體濃度 4x 1017cm_3) 、：InGaAlP— MQW 活性層 74(0.72// m 厚：波長 621 nm)、 ρ 型 InA1P 覆蓋層 73(1.0// m 厚：載體濃度 4x 1017cm—3)、 p 型 InGaP 粘著層 72(0.05//m 厚：載體濃度 3x 1018cm— 3) 、及n型ΙηΑΙΡ護罩層95(〇.15//m厚：載體濃度2x •19- (14) (14)575984 1015cm— 3)。 接著’除去護罩層95促使粘著層72露出。另在150 //m厚之p型GaP基板70上予以成長p型GaP層71(0.2 // m厚：載體濃度3x l〇18cm- 3)，以製成支承基板。且將 其粘貼於粘著層72。繼之，藉蝕刻除去GaAs基板90、緩 衝層9 1、蝕刻阻擋層9 2，而獲得圖8 B所示構造。 其次，如圖8C所示，將成塊護罩層79、成塊層78、 接觸層77蝕刻爲電極圖形。此時，在中央部形成爲圓狀 之圖形，在周邊部形成爲細長線狀圖形同時，並除去成塊 護罩層79及成塊層78。且對任何圖形，均在最上層予以 形成η側電極81。基板70背面則形成p側電極82。雖圖 示未明確顯示，爲提高未形成η側電極8 1部分直下之發 光效率，除了中央部外乃以圓狀之圖形被形成於四個部位 。Ρ側電極82有時亦可形成於基板70背面之全面。 之後，藉以與上述同樣手法使用嵌段共聚物在電流擴 散層76形成微小凹凸，而可獲得圖7所示構造。 由於在成爲光取出面之電流擴散層76的未形成電極 8 1之面以良好地均勻性予以形成微小凹凸83，致能謀圖 光取出率之提升。因此，可獲得與第一實施形態相同之效 果。 (第九實施形態） 參照圖9 Α至9 C，以說明將S i 0 2、S iN等之氧化膜或 氮化膜使用爲掩蔽而加工下方膜之方法。 -20- (15) (15)575984 首先，如圖9A所示，在圖7構造之InGaAlP電流擴 散層76上，藉旋轉塗抹法予以形成〇.l//m厚之Si02模 的S 0G膜9 1。且在其上由與第一實施形態相同手法形成 含嵌段共聚物之聚合物膜，並促使發生相分離。然後。使 用0 2(30 seem)以壓力13.3 Pa、功率100 w之條件進行約 30秒鐘之RIE，予以形成聚合物圖形92。 將該聚合物圖形92作爲掩蔽，使用CF4 (30 seem)， 以壓力1.3 Pa、功率100 w之條件進行約100秒鐘之RIE ，如圖9 B所示形成S〇G圖形。 接著，使用 BC13 (8 seem)、C12 (5 seem)、及 Αι* (37 seem)，以壓力0.2 Pa、功率500 w之條件進行約100秒鐘 之RIE。藉此，如圖9C所示，在InGaAlP電流擴散層76 表面予以形成寬幅50〜300 // m、高度100〜500 // m之細 微三角錐狀的微小凹凸83。此時，微小凹凸之頂點就算 殘留SOG膜（氧化膜）91亦無問題。 如此，可在InGaAlP電流擴散層76表面，將微小凹 凸之凸部，形成爲寬幅100±50//m、高度200± 100/zm之 三角錐狀。將顯示該微小凹凸之電子顯微鏡照片例示於圖 10 ° (第十實施形態） 參照圖1 1 A至1 1 C，以說明適用多層抗蝕劑方式而加 工下方基板之方法。 首先，如圖1 1A所示，在InGaAlP電流擴散層76上 -21 - (16) (16)575984 形成1·0 // m厚之下層用抗蝕膜（正型酚醛抗蝕劑）95。在 此所用之抗蝕劑未含有感光劑亦無妨。且在下層抗蝕膜 95上’藉上述同樣手法予以形成s〇g膜91及聚合物膜。 對聚合物膜所含嵌段共聚物進行相分離後，使用〇2(3〇 seem)以壓力13 Pa、功率100 w之條件進行約30秒鐘之 RIE，而形成聚合物圖形92。 繼之’將聚合物圖形9 2使用爲掩蔽對S〇G膜9 1進 行RIE ’藉使用〇2(8 seem)及N2(80 seem)，以壓力2 Pa、 功率300 w之條件將下層抗蝕膜95加以RIE，如圖11B 所示能形成抗蝕圖形95a。 接著’以與第九實施形態同樣條件對InGa A1P電流擴 散層76進行RIE後，藉02〇〇〇予以剝離抗蝕圖形95a ，即如圖11C所示，可在InGa A IP電流擴散層76表面形 成細微三角錐狀凹凸83。所得凹凸之凸部爲寬幅50〜200 //m、高度 100 〜500// m。 如是，能將具有寬幅100± 50 // m、高度300± 150 // m 之三角錐狀凸部的微小凹凸，均勻地形成於InGaA1P電流 擴散層76表面。 依據本發明實施形態，由於如上述規定之微小凹凸被 形成於光取出面，致能防止光全反射所起因之光取出效率 減低。其結果，可圖提升光取出效率。又，可減低半導體 內部之多重反射所引起的內部吸收損失，故能實現溫度上 升極微之發光元件。藉將使用嵌段共聚物之粗糙化處理施 加於光取出面，即不必依存於基體之結晶方位，可均勻地 -22- (17) (17)575984 形成微小凹凸。 本發明並非限定於上述各實施形態。以形成聚合物層 所需之材料，可使用以相分離狀態能選擇性除去一方之任 何嵌段共聚物。微小凹凸只要位於光取出最上層，則可形 成於能將相分離之聚合物層作爲掩蔽進行蝕刻加工之任意 的層。 又，微小凹凸之凸部，如成錐體形狀即能獲得如上述 效果。且，在電極部以外之晶片各面（表面、側面）由本發 明實施形態有關之方法予以形成微小凹凸之錐體形狀亦可 。在電極形成前之光取出面形成微小凹凸再形成電極，其 效果亦不會有任何變化。其他，在不脫逸本發明主旨之範 圍，可作種種變形加以實施。 依據如上詳述之本發明，係能提供一種能防止光取出 面之光全反射所影響的光取出效率減低’而提升光取出效 率之半導體元件。 【圖式簡單說明】 圖1爲本發明一實施形態有關之led兀件構造剖面 顯示圖。 圖2A至2D爲本發明一實施形態之微小凹凸狀態剖 面顯示圖。 圖3 A至3D爲本發明一實施形態有關之LED製造工 程剖面顯示圖。 圖4A至4D爲本發明另一實施形態有關之LED製造 -23- (18) (18)575984 工程剖面顯示圖。 圖5A至5B爲本發明另一實施形態有關之LED元件 構造剖面顯示圖。 圖6A至6B爲本發明另一實施形態有關之LED兀件 構造剖面顯示圖。 圖7爲本發明另一實施形態有關之LED元件構造剖 面顯示圖。 圖8A至8C爲本發明另一實施形態有關之LED製造 工程剖面顯示圖。 圖9A至9C爲本發明一實施形態有關之LED製造工 程剖面顯示圖。 圖10爲顯示本發明另一實施形態之表面凹凸模樣的 顯微鏡照片。 圖11A〜圖11C爲本發明另一實施形態有關之LED製 造工程剖面顯示圖。 主要元件對照表 10，50，60，70，90 基板 1 1，13，52，73，75 殼層 1 2，5 3，6 3，7 4 活性層 14 多相構造部 15，76 電流擴散層 16，67，68 p側電極 1 7，5 7，5 8，6 8，8 1 η 側電極 -24- (19)575984 18， 55 a ， 60a ， 66a 31 聚合物層 32 PS圖形 41 透明膜 66 透明電極 78 成塊層 79 成塊護罩層 5 1， 61 ，71 ， 91 54， 64 頭蓋層 緩衝層 83 微小凹凸

Claims (1)

1. (1) (1)575984 拾、申請專利範園 1· 一種半導體發光元件，係含有 一基板，具第一面及第二面··與 一半導體疊層，被形成於上述基板之上述第一面且具 發光層及電流擴散層；而 其光取出面具有微小凹凸，上述微小凹凸之90%以上 爲凹部咼1〇〇 nm以上、低邊長10〜500 nm之錐體形狀。 2.如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中 ’上述光取出面係位於上述基板之上述第二面。 3 ·如申請專利範圍第2項之半導體發光元件，其中 ’上述基板係爲透明基板。 4.如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中 ’上述光取出面係爲上述半導體疊層之最外表面 5 ·如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中 ’上述凸部至少之一係呈頂角爲20〜80度之三角錐狀 6·如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中 ’上述凸部至少之一係在頂部具有與上述光取出面之材料 相異材料所成微小透明部。 7·如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中 ’上述凸部至少之一係具有平坦的頂部。 8·如申請專利範圍第1項之半導體發光元件，其中 ’上述凸部至少之一係具有平坦的頂部，且在上述頂部平 坦面具有與上述光取出面之材料相異材料所成微小透明部 -26- (2) (2)575984 9. 如申請專利範圍第3項之半導體發光元件，其中 ，上述基板係在上述第二面具有透明氧化膜或透明氮化膜 ，而上述微小凹凸位於上述透明氧化膜或上述透明氮化膜 之表面。 · 10. 如申請專利範圍第4項之半導體發光元件，其中 - ，上述電流擴散層係位於上述半導體疊層之最上層，上述 微小凹凸位於上述電流擴散層之露出面。 11. 如申請專利範圍第1 〇項之半導體發光元件，其 φ 中，上述電流擴散層係在上述露出面具有透明氧化膜或透 明氮化膜，上述微小凹凸爲上述透明氧化膜或上述透明氮 化膜之表面。 > 12. —種半導體發光元件之製造方法，係 _ 在具有第一面及第二面之基板第一面上予以形成含有 發光層及電流擴散層之半導體疊層，且 在將光取出外部所需之光取出面形成含有嵌段共聚物 之聚合物膜， _ 對上述聚合物膜施加退火處理，促使上述嵌段共聚物 相分離， 將上述相分離之嵌段共聚物的一方相予以除去，而形 成具有殘餘相所成圖形之掩蔽材料層，以及 將上述掩蔽材料層之圖形複製於上述光取出面，並在 上述光取出面形成微小凹凸。 1 3 ·如申請專利範圍第1 2項之製造方法，其中，上 述聚合物膜係被形成於上述半導體疊層最外面。 -27- 575984 Ο) 1 4.如申請專利範圍第1 2項之製造方法，其中，上 述聚合物膜係被形成於上述基板之上述第二面。 1 5 ·如申請專利範圍第14項之製造方法，其中，上 述基板係爲透明基板。 16·如申請專利範圍第12項之製造方法，其中，係 在形成聚合物膜前之光取出面上形成由氧化物或氮化物所 成之透明模，而上述光取出面爲上述透明模之表面。 17·如申請專利範圍第12項之製造方法，其中，上 述嵌段共聚物係含有芳香環鏈型聚合物與丙烯基系鏈型聚 合物 18. 如申請專利範圍第17項之製造方法，其中，上 述芳香環鏈型聚合物含有聚苯乙儲，上述丙儲基系鏈型聚 合物含有聚甲基丙烯酸曱酯，且藉退火處理將上述嵌段共 聚物予以相分離爲聚苯乙烯與聚甲基丙烯酸甲酯，而上述 掩蔽材料層係藉除去上述聚甲基丙烯酸甲酯以殘留上述聚 苯乙烯之圖形所形成。 19. 如申請專利範圍第18項之製造方法，其中，上 述聚甲基丙烯酸甲酯之除去係藉將含有上述相分離後之嵌 段共聚物的上述聚合物層加以鈾刻而進行。 20. 如申請專利範圍第18項之製造方法，其中，上 述聚甲基丙烯酸甲酯之除去係藉對含有上述相分離後嵌段 共聚物之上述聚合物層予以施加電子射線之照射、顯像、 漂洗處理而進行。 2 1 ·如申請專利範圍第1 2項之製造方法，其中，上 -28- (4) (4)575984 @ ® ^共聚物係含有芳香環鏈型聚合物與脂肪族雙鍵鏈型 聚合物。 22*如申請專利範圍第20項之製造方法，其中，上 述芳香環鏈型聚合物具有聚苯乙烯，上述脂肪族雙鍵鏈型 聚合物具有聚異戊二烯，且藉退火處理將上述嵌段共聚物 予以相分離爲聚苯乙烯與聚異戊二烯，而上述掩蔽材料層 係藉臭氧處理以除去上述聚異戊二烯餅殘留上述聚苯乙烯 之圖形所形成。 23.如申請專利範圍第12項之製造方法，其中，係 藉RIE (反應離子腐蝕）之乾蝕刻或濕蝕刻，而將上述掩蔽 材料層之圖形複製於上述光取出面。

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