TWI227063B - Light emitting diode and fabrication method thereof - Google Patents

Light emitting diode and fabrication method thereof Download PDF

Info

Publication number
TWI227063B
TWI227063B TW093107439A TW93107439A TWI227063B TW I227063 B TWI227063 B TW I227063B TW 093107439 A TW093107439 A TW 093107439A TW 93107439 A TW93107439 A TW 93107439A TW I227063 B TWI227063 B TW I227063B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
light
emitting diode
scope
patent application
item
Prior art date
Application number
TW093107439A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200532938A (en
Inventor
Wen-Yung Yeh
Jenq-Dar Tsai
Chang-Cheng Chuo
Jung-Tsung Hsu
Jim-Yong Chi
Original Assignee
Ind Tech Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ind Tech Res Inst filed Critical Ind Tech Res Inst
Priority to TW093107439A priority Critical patent/TWI227063B/zh
Priority to JP2004106580A priority patent/JP2005268734A/ja
Application granted granted Critical
Publication of TWI227063B publication Critical patent/TWI227063B/zh
Priority to US11/069,567 priority patent/US7358537B2/en
Publication of TW200532938A publication Critical patent/TW200532938A/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/20Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate
    • H01L33/22Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Description

1227063 ------ 五、發明說明(1) 【發明所屬之技術領域】 且特 以提 本發明係有關於一種發光二極體及其製造方法 古關於一種特殊結構之發光二極體及其製造方法 N其發光效率。 【先前技術】 發光二極體(llght emittlng dl〇de, 一種固態元件,可產生在光磁中特宗、ά且門枏)為 來作盔此 座生在允°日中特疋波長區域的光,常用 乍為拍不燈、照明設備與顯示器。 用 光-圖為一常見之發光二極體結構,包括基材1〇、笋 ^:=-〇極二歐姆接觸電極30與p型歐姆接觸電極 觸電極40分別與n型半導ϋ接^極3◦與?型歐姆接 接,而ά Ρ半導體層23電性連 而出先面為發光二極體晶粒2〇之上表面,彳曰如 所不,η型歐姆接觸雷η的 丨 弟固 光二極體晶粒2。之上表極:,= 2〇所$ Λ 0 / 、、、口構b使侍發光二極體晶粒 遮:姆接觸電極3咖歐姆接觸電極4〇 2HV使仔發先二極體之整體發光效率下降。料,如第 2圖所不,n型歐姆接觸 如弟 時之基材10必須為導電材:於基材10之下表面,此 姆接觸電極30電性接觸,二1使η型半導體層21與η型歐 二極遮住,同樣地也會使使發光 而上述之問題可葬由承日 9 设日日(f 1 ip chip )技術解決,
〇338-A20289rrWF(N1); 08 -920110 ; i ce. ptd 第6頁 1227063 五、發明說明(2) " --------一 如第3圖所不,就是將第1圖中之發光二極體之結構上卞顛 倒^n、、姆接觸電極30與P型歐姆接觸電極40位於最下 3方,:為發光面的基材1〇位於最上方,由於基材本身為透 明材貝且其上表面並無遮光物質存在,並且有p型反射層 可將往下的光反射向上,故可提高發光二極體之整體 七k 农 η 化 ^ 此外’由於發光二極體的折射率通常大於外界(如空 氣)的折射率’且習知發光二極體的形狀主要為立方體, 因此’當發光二極體所產生的光到達與空氣之界面時,大 於臨界角的光就會全反射到發光二極體内部,且發光二極 體又為界面皆相互平行的立方體,使得大於臨界角的光線 只能一直在内部全反射而無法向外發射出,導致發光二極 體之整體發光效率下降。 為解決上述問題,惠普(HP )公司發展出一種截頭倒 置 i合型發光一極體(truncated inverted .pyramid LED, 簡稱T I P LED ),利用直接切割的方式將發光二極體晶粒 側面加工成倒金字塔型,使其側面不再是相互平行的面, 以使光線可有效地引出晶粒外進而以提高發光效率。此 T I P L E D之相關文獻及專利如下:μ · R. Krames et a 1., Appli· Phys· Lett· 75(16),23 6 5, 1 9 9 9、美國專利第 6, 2 2 9,1 6 0號與美國專利第6,3 2 3,0 6 3號。但此方式只能用在 容易加工(如切割)的材料上,如A 1 G a I η P / G a P,但常見 之白光發光二極體通常為氮化鎵發光二極體,其基板大多 為藍寶石(sapphire)基板,而藍寳石基板相當堅硬不易
03 38-A20289TWF(N1);08-920110;ic e.p t d 第7頁 1227063 五、發明說明(3) ------ 加工’故無法利用此方式來改善發光效率。 此外,CREE利用較易加工的碳化矽(s i c )基板取代 氮化鎵發光二極體的藍寳石基板,也成功地將氮化鎵發光 二極體做成TIP形狀(Compound Semiconductor, 7(1), 7,200 1 ),但氮化鎵與碳化矽之晶格並不匹配且碳化矽 在短波長範圍其對光的吸收係數會增大,反而會使發光效 率減低。 除利用倒金字塔型之發光二極體外,還有利用表面紋 理(surface texture)結構的設計來改變出光角度以提 高發光效率。 美國專利第6, 133, 589號提出在藍寶石基板或氮化鋁 録銦層上形成表面紋理後再繼續成長蟲晶,當光到達此表 面紋理時,此表面紋理可改變光的方向使出光率增加。但 藍寶石基板的硬度相當高,要形成表面紋理相當困難;而 鼠化铭嫁姻層上雖可形成表面紋理,但卻會導致蠢晶品質 不佳的問題。 另外,在美國專利第6, 2 58, 6 1 8號中是直接將表面紋 理做在p型半導體層上,但這會使得p型半導體層不再是一 平坦表面而導致電阻升高,而且因為P型半導體層並不 厚,所以在P型半導體層上製作表面紋理時常會挖穿P型半 導體層’造成發光層發光區域減少或電子電動表面結合 (surface recombination)的現象,影響整體發光二極體 的效能。 J:匕夕卜在Compound Semi conductor January 2 0 0 2.
0338-A20289TWF(N1);08-920110;i ce.p t d 第 8 頁 1227063 五、發明說明(4) ---- (Schnud et ai·, Wlndlsch et al.)中也曾報導藉由晶 片接合(wafer bonding)的方式將電極放在承載層 (carrier layer)與半導體層間,並藉由剝落法曰 (lift-off )形成無電極出光面,再於此出光面上形成 面紋理以增加出光效率。但此方式雖可以解決口型半導體 層不再是一平坦表面而導致電阻升高的問題,但在製 面紋理還是會有挖穿至下一層的可能性’而影響整體發光 二極體的效能,此外,由於此技術還需要多製作—層承 層’所以也會使製程更加複雜。 所以業界亟需提出一種可以解決上述問 體與其製法來提高發光效率。 …七先—極 【發明内容】 有鑑於此,本發明的目的之一就是提供一種發光二極 體’以提局其發光效率。 為達上述目的,本發明提供一種發光二極體,包括: 二,光二極體晶粒包括—n型半導體層、一活化層與一 P型 半導體層;一η型歐姆接觸電極與上述11型半導體層電性連 接,一Ρ型歐姆接觸電極與上述口型半導體層電性連接;以 及一氮化鋁銦鎵厚膜位於上述發光二極體晶粒上,且此氮 化鋁銦鎵厚膜具有一斜側面與一紋理化的上表面。 本發明之發光二極體具有下列優點: —1胃由於本發明之發光二極體為覆晶結構,且以氮化鋁 钢叙厚膜為出光面,故在氮化鋁銦鎵厚膜上方並無歐姆接 觸電極等其它非透光物將光遮住,故可提高發光二極體的
1227063 五、發明說明(5) 整體發光效率。 2 ·由於作為出光面的氮化鋁銦鎵厚膜的側面具有斜 度’可降低全反射而使發光二極體的整體發光效率提高。 3.由於作為出光面的氮化鋁銦鎵厚膜其上表面具有表 面紋理(surface texture),以提高發光二極體的整體 發光致率。 4 ·由於氮化铭_鎵厚膜的厚度遠大於一般氮化鎵層的 厚度’故可減低製作表面紋理時表面紋理深過此層的機 率 〇 此外’本發明的另一目的就是提供一種發光二極體的 製造方法,以更容易製造出高發光效率的發光二極體。 為達上述目的,本發明尚提供一種發光二極體的製造 方法,包括·提供一基板,形成一第一圖案於上述基板 上,利用磊晶法形成一具有斜側面的氮化鋁銦鎵厚膜於上 述第一圖案上,且此氮化鋁銦鎵厚膜具有一第一平台表 面;形成一發光二極體晶粒於上述氮化鋁銦鎵厚膜的^一 平口表面上,且此發光二極體晶粒包括—n型半導體芦 二活化層與一 P型半導體層;形成一 n型歐姆接觸電極9與 述Γ1型半導體層電性連接;形成一 p型歐姆接觸電極與 P型半導體層電性連接;將上述結構上下錯置;移除上述1· 基板以露出上述氮化鋁銦鎵厚膜之一第二平台表面· 、 紋理化(texture )上述第二平台表面以形成一紋理化以及 表面。 勺 本發明之發光二極體具有下列優點:
1227063
切I L之11化鎵發光二極體基板硬度高,要利用切割方 側面相當不易;而由於本發明之氮化链銦鎵厚膜 /成,自然就具有斜側面,並不需額外加工(如切割),、 故可簡化製程、提升良率與降低製作成本。 【實施方式】 “為使本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 易l'董’下文特舉出較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細 σ兒月ί下。此外,本實施方式會在許多例子中重複使用相 同的符號與/或名稱,這是為了簡化與清楚描述,並不是 表示這些組成之間有關係。 本發明之發光二極體的結構 第4圖為本發明發光二極體1 〇 〇之結構剖面圖,包括氮 化铭銦鎵厚膜11 〇與發光二極體晶粒丨2 0。其中發光二極體 晶粒120包括η型半導體層121、活化層122與Ρ型半導體層 123,且η型歐姆接觸電極丨3〇與η型半導體層12ι電性連 接,Ρ型歐姆接觸電極1 4 〇與ρ型半導體層電性連接丨2 3,此 外’位於發光二極體晶粒1 2 〇上的氮化铭銦鎵厚膜1 1 〇具有 斜側面111與紋理化的上表面丨丨2。其中具有斜側面丨丨1與 紋理化的上表面11 2的氮化鋁銦鎵厚膜11 〇為本發明最重要 的特徵。 氮化鋁銦鎵厚膜11 〇所具之斜側面1 1 1有下列特徵:說 化紹銦鎵厚膜1 1 0的成分為氮化紹銦鎵(A lxGa U_X_Y ) I ηγ Ν, 0SX ’Υ<1 ’〇$Χ + Υ<ΐ) ’其中氣化爹呂铜蘇之銘、姻、 鎵各金屬比例並非固定值,所以此層非由單一化合物所組
03 38-A202S9TWF(Ν1);08- 920110;ic e.p t d 第 11 頁 1227063 五、發明說明(7) 成,故稱為氮化鋁銦鎵厚膜。氮化鋁銦鎵厚膜11〇的产 大於20 νπι,且較佳為20 #m_100 ’比—般發光二:ς ,二化鎵層來得厚’故稱為厚膜,此較厚之厚χ度 體 止表面紋理過深而穿過此層,並增加出光視窗大小。= 銘銦鎵厚膜11G的内徑大於15卜,且較佳為2 = ,底部的形狀為多邊形(如四邊形或六邊形 。⑽ 或橢圓形,底部與斜側面lu之失角為43〜62。。圓形 此外,氮化油鎵厚膜11G所具有的紋理 U2有下列特徵:紋理化的上表表面 士技 。, “钓凸狀結構或凹狀έ士 構,且此凸狀結構或凹狀結構的形 Μ / 圓形,如第5A〜5D圖所示之: = 邊形、®形或擴 <亂化銘銦叙厚膜1 1 0之紋理化 η表面112依序為三角形凸狀結構、三角形凹狀、 圓”狀結構與圓形凹狀結構,1此形狀的尺寸小於發光 體晶粒120的尺寸且約為_〜5〇〇⑽。此外,凸狀结 3或凹:結構的側面與底部呈垂直或傾斜,如第6A〜6H圖 =中第6A圖為氣化銘銦鎵厚膜UQ之紋理化的上表 η如之凸狀結構與底部垂直之剖面®、第6B〜6D圖為氮 ::銦:厚膜u。之紋理化的上表面112之凸狀結構與底部 傾斜之剖面圖、第6 E圖兔& ,. 乐 α马氣化鋁銦鎵厚膜1 1 0之紋理化的 :面112之凹狀結構與底部垂直之剖面圖、第〜6η圖 马氮化鋁銦鎵厚膜Π 〇之妗 危 、、、理化的上表面1 1 2之凹狀結構與 現。’、* ί剖面圖。此外’ &凸狀結構或凹狀結構重覆出 之週期小於該發光二極體晶粒的尺寸,此 月為,、句lnm〜 5 0 0,。此外,此凸狀結構或凹狀結構之
()3HA2〇289TWF(N1);〇8_L)2〇n〇;ice ptd 第12頁 1227063 五、發明說明(8) 高度差小於氮化鋁銦鎵厚膜1 1 〇之厚声, 紹銦鎵厚膜U0使此元件受a,且此:狀:::挖穿氮化 之高度差為lnm至氮化銘銦鎵厚膜之厚=了構或凹狀結構 本發明之發光二極體的製造方法 第7A〜7F圖為一系列剖 '面圖’用以說 極體的製造方法。首先提供基板1〇5,接 成第一圖案,如第7A圖所示,再利用蠢曰 & y 订〜用從日日法形成呈有斜側 面m的氮化銘銦鎵厚膜11G於第—圖案上,且此氮化㈣ 鎵厚膜11 〇具有第一平台表面113,如第7B圖所示。接著形 成發光二極體晶粒1 2 0於氮化鋁銦鎵厚膜1丨〇之第一平△表 面1 1 3上,此發光一極體晶粒1 2 〇包括n型半導體層1 2 1、活 化層122與p型半導體層123,再形成歐姆接觸電極wo 與η型半導體層1 2 1電性連接以及形成p型歐姆接觸電極1 4 〇 與P型半導體層123電性連接,如第7C圖所示。接著提供下 底板(submount ) 150,在下底板15〇上具有第一凸塊 (bump) 151與第二凸塊丨52,再將上述本發明之發光二極 體結構上下錯置,將η型歐姆接觸電極丨3 〇與第一凸塊 (bump ) 151電性連接且將ρ型歐姆接觸電極與第二凸 塊(bump ) 152電性連接,如第7D圖所示。接著將基板丨〇5 移除’以露出氮化鋁銦鎵厚膜之第二平台表面114,如 第7E圖所示。再紋理化(texture )所露出的氮化鋁銦鎵 厚膜11 0之第二平台表面11 4,以形成一紋理化的表面 112,如第7F圖所示。 如上所述’其中之基板1〇5可為藍寶石(sapphire )
1227063 五、發明說明(9) 基板、故化石夕(S i C )基板、;ε夕(S i )基板、碎化鎵 (GaAs)基板或氮化|呂(ain)基板等。而在基板1〇5上所 形成的第一圖案可為多邊形、圓形或橢圓形等圖形,且其 中之夕邊开》可為四邊形或六邊形,且圖案的内徑大於15〇 //m,且較佳為20()/^-1〇〇〇 ,此圖案將決定之後形成 之氮化鋁銦鎵厚膜11 〇的底部圖案。 此外,此氮化鋁銦鎵厚膜11 〇為氮化鋁銦鎵厚膜 (A lxGa (1|Υ + ,是由遙晶 法所形成的,如氫化物氣相磊晶法(hydride vapor
Phase epitaxy,簡稱HVPE)等,藉由控制HVPE磊晶成長 的各式參數來.形成斜側面ln,使此氮化鎵混成厚膜11〇在 形成後自然具有斜側面1 1 1。由於此氮化銘銦鎵厚膜1 1 〇是 形成於基板105之第一圖案上,所以若此第一圖案為四邊 幵〆所$成的氮化銘鋼録厚膜1 1 0就如倒金字塔型;若此 第一圖案為六邊形,所形成的氮化鋁銦鎵厚膜11〇就如第8 圖所不之圖形。由於氮化鋁銦鎵厚膜110的厚度大於20// m,且較佳為20 # m-1 00 // m,比一般氮化鎵發光二極體之 厚度還厚’利於之後之表面紋理化(surface texture) 步驟。而此氮化铭銦鎵厚膜丨丨〇的内徑大於丨5 〇 # ^,且較 佳為20 0 /zm_l〇〇〇 ,且其底部與斜側面j n之夾角為43 〜6 2 ° ’此爽角是在磊晶時所自然形成的,且此夾角與氮 化铭銦鎵厚膜11 〇晶格排列相關。 此外’發光二極體晶粒1 2 〇是利用習知的發光二極體 晶粒形成方法所形成,如金屬有機化學氣相沉積法
0338-A20289TWF(Nl);08-920110;ice.ptd 第14頁 1227063 五、發明說明(10) (metal organic chemical vapor deposition ,簡稱 MOCVD)等。接下來,為要將氮化鋁銦鎵厚膜之表面紋 理化’故必須將基板1 〇5移除以使被紋理化的表面露出, 此移除基板1 0 5的步驟可利用雷射剝離法、乾式蝕刻法或 濕式蝕刻法等方式進行,以將氮化鋁銦鎵厚膜丨丨〇之第二 平台表面114露出,以進行之後的表面紋理化(s u r f a c e texture )步驟 〇 最後對所路出的氮化紹姻嫁厚膜110之第二平台表面 114進行表面紋理化(surface texture)步驟,此步驟包 括先在此第二平台表面114形成第二圖案(未顯示),如 利用光罩製程、電子束微影術、干涉式微影術等,此第二 圖案為多邊形、圓形或橢圓形,且圖案的尺寸小於該發光 一極體晶粒的尺寸’如約為1 nm〜5 〇 〇 v ^ ;接著再立體化 上述第二圖案’如利用蝕刻或切割的方式立體化上述第二 圖案’使氮化餘銦鎵厚膜110的第二平台表面114形成一紋 理化的表面112,此紋理化的表面為凸狀結構或凹狀結 構’如第5A〜5D圖所示,且此凸狀結構或凹狀結構的側面 與底部呈垂直或傾斜狀,如第6A〜6H圖所示,且其古产差 小於氣化銘銦鎵厚膜110之厚度’否則會挖穿氮化嫁Y成 厚膜110,此兩度差約為lnm〜氮化鋁銦鎵厚獏之厚度。此 外,此凸狀結構或該凹狀結構重覆出現,且重覆出ς之週 期小於該發光二極體晶粒的尺寸’其中此週期約為inm〜 500 /z m 〇 而第9圖所示即為在氮化鎵膜上製作凹凸狀結構的電
1227063
子顯微鏡照片,此一試片是先以干涉式微影技術在光阻上 形成週期為約33 0 nm,尺寸為約3〇〇nm的凹凸狀圖案,再 ,由反應式離子蝕刻等相關製程所得到之凹凸狀結構,其 :低差為約20〇nm左右。由此結果可知,在氮化鎵系列材 料上製作凹凸狀結構是實際可行的。 而第1 0圖為藉由上述之雷射剝離法,將氮化鋁銦鎵厚 f 110之第二平台表面114露出,所得到之τιρ型晶粒的SEM ^ ,此圖顯不藉由雷射剝離法的確可將氮化鋁銦鎵厚膜 與氧化鋁基板分開,露出氮化鋁銦鎵厚膜丨丨0之第二平台、 表面114,以進行之後的表面紋理化(surface 最後再經過切割上底板(subm〇unt)之步驟(未顯示 )即可直接彳于到在上底板(subm〇unt )上封裝好之分離 一顆顆表面紋理化之出光面之T丨p型覆晶晶粒,這樣不但 I簡化晶粒切割步驟、增加良率與降低生產成本的效益一, 還可直接得到覆晶型式晶粒,使得晶粒散熱及出光等 獲付更佳的改善效果,提升發光二極體整體的發光效率。 雖然本發明已揭露較佳實施例如上,然其並非用以 ^本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精 範圍内,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護 圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
1227063 圖式簡單說明 第1圖為一剖面圖,用以說明習知發光 構 極體之結 結構 結構 第2圖為一剖面圖,用以說明習知另— 〇 第3圖為一剖面圖,用以說明習知發光 發光二極體之 極體之覆 曰曰 構0 第4圖為-剖面圖’用以說明本發明發光二極體之結 第5A〜5D圖為—系列側視圖,用以說 極體之氣化銘銦鎵厚膜之紋理化的上表面月毛光' 辦第6圖為—系列剖面圖,用以說明本發明發光 極體之…銅鎵厚膜之紋理化的上表面特徵 第7A〜7F圖為-系列剖面圖 _ 極體的製造方法。 兄β尽I明發光- 第8圖為-上視圖,用以說明本發明發 體 邊形氮化鋁銦鎵厚膜結構。 πι〃 第9圖為一電子顯微鏡照片,用以說明本發明發光二 極體之凹凸狀結構的氮化鎵膜。 第10圖為-SEM照片,用以說明本發明發光 Τ IΡ型晶粒結構。 【符號說明】 1 0、11 0〜基材 2 0、1 2 0〜發光二極體晶粒 21、121〜η型半導體層 第17頁 0338-A20289TWF(Nl);08-920110;ice.ptd 1227063 圖式簡單說明
、 122 - 、活 化層 23 ^ 123 - …P型半導體層 30 > 130 - 型歐姆接觸電極 40、 140 - 型歐姆接觸電極 100 〜發, 匕二 極體 105 〜基板 111 〜斜側面 112 〜紋理化 的上表面 113 〜第- -平 台表面 114 〜第二 :平 台表面 150 〜下底板 (submount ) 151 〜第- -凸 塊(bump) 152 〜第二 二凸 塊(b u m p ) 0338-A20289TWF(Nl);08-920110;ice.ptd 第18頁

Claims (1)

1227063 六、申請專利範圍 1· 一種發光二極體,包括: lx光一極體晶粒包括一 n型半導體声 一p型半導體層; 曰 一 姆接觸電極與上述n型半導體層電性連接; 及一 Ρ ,歐姆接觸電極與上述ρ型半導體層電性連接,·以 且i卜《 5 H,紹銦鎵厚膜位於上述發光二極體晶粒上’ :^ =鎵厚膜具有一斜側面與一紋理化的上表面。 # · 明專利範圍第1項所述之發光二極體,其中該 γ ν ^ η予膜為虱化鋁銦鎵厚膜(AIxGa (η_υ) ΙηγΝ,〇 $ 3.如申請專利範圍第1項所述之 氮化銘銦鎵厚膜之厚度大於20 /zm。 4·如申請專利範圍第3項所述之 氮化铭鋼嫁厚膜之厚度較佳為20 ________ ^ 5 ·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體 氮化鋁銦鎵厚膜的内徑大於1 5 0 # m。 ^ 6 ·如申請專利範圍第5項所述之發光二極體 氮化铭銦鎵厚膜的内徑較佳為2 0 〇 # m〜1 0 0 0 // m 卜7 ·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體穴,& 氮化鋁銦鎵厚膜之底部的形狀為多邊形、圓形或橢圓形 8 ·如申清專利範圍第γ項戶斤述之發光二極體,其中該 多邊形為四邊形或六邊形。' 9 ·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體,其中·該 光二極體光二極體 100 n 活化層與 其中該 其中該 其中該 ;ice.ptd ^ \9ί % 1227063 ------------ 六、申請專纖圍 " ----- 氮化鋁銦鎵厚膜的底部與斜側面之夾角為43〜62。。 I 0 ·如申請專利範圍第1項所述之發光二極體,其中該 氮化铭銦鎵厚膜的紋理化的上表面為一凸狀結構或一凹狀 結構。 II ·如申請專利範圍第1 〇項所述之發光二極體,其中 該凸狀結構或該凹狀結構的形狀為多邊形、圓形或橢圓 形。 1 2 ·如申請專利範圍第丨〇項所述之發光二極體,其中 該凸狀結構或該凹狀結構的形狀的尺寸小於該發光二極體 晶粒的尺寸。 1 3 ·如申請專利範圍第丨2項所述之發光二極體,其中 該形狀的尺寸為Inm〜50 0 //m。 14·如申請專利範圍第1〇項所述之發光二極體,其中 該凸狀結構或該凹狀結構的側面與底部呈垂直或傾斜。 1 5 ·如申請專利範圍第1 〇項所述之發光二極體,其中 該凸狀結構或該凹狀結構為一陣列。 1 6·如申請專利範圍第丨5項所述之發光二極體,其中 該陣列之週期小於該發光二極體晶粒的尺寸。 1 7·如申請專利範圍第丨6項所述之發光二極體,其中 吕亥週期為Inin〜500 Am。 1 8·如申請專利範圍第丨〇項所述之發光二極體,其中 該凸狀結構或該凹狀結構之高度差小於氮化鋁銦鎵厚膜之 厚度。 1 9·如申請專利範圍第丨8項所述之發光二極體,其中
1227063
該凸狀結構或該 膜之厚度。 凹狀結構之高度差為1 nm至氮化鋁銦鎵 厚 20· 一種發光二極體的製造方法,包括·· 提供一基板; 形成一第一圖案於上述基板上; 述第:U晶法形成一具有斜側面的氮化鋁銦鎵厚膜於上 述弟圖案上,且此氮化鋁銦鎵厚膜具有一第一平台表 ,二形成一發光二極體晶粒於上述氮化鎵混成厚膜的第一 平台表面上,且此發光二極體晶粒包括型半導體層、 一活化層與一 P型半導體層; 曰 形成一η型歐姆接觸電極與上述11型半導體層電性連 接, 形成一ρ型歐姆接觸電極與上述ρ型半導體層電性 接; 將上述結構上下錯置; 移除上述基板以露出上述氮化鋁銦鎵厚膜之一第二平 台表面;以及 紋理化(texture )上述第二平台表面以形成一紋理 化的表面。 2 1 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該基板為藍寶石基板、碳化矽基板、矽基板、 珅化鎵基板或氮化絲基板。 2 2 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造
0338-A20289TWF(Nl);08-920il0;ice.ptd 1227063 六、申請專利範圍 方法,其中該第一圖案為多邊形、圓形或橢圓形。 2 3 ·如申請專利範圍第2 2項所述之發光二極體的製造 方法,其中該多邊形為四邊形或六邊形。 24·如申請專利範圍第2〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該第一圖案的内徑大於150//Π1。 2 5·如申請專利範圍第24項所述之發光二極體的製造 方法,其中該第一圖案的内徑較佳為200/zm〜l〇〇〇//m。 26·如申請專利範圍第2〇項所述之發光二極體的製造 方法’其中該蠢晶法為氫化物氣相蟲晶法(h y d r i d e vapor phase epitaxy ,簡稱HVPE ) 0 2 7 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該氮化鋁銦鎵厚膜為氮化鋁銦鎵厚膜(AlxGa (Η_γ)ΙηγΝ,0$Χ,Υ<ΐ,〇$χ + γ<1)。 2 8 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該氮化鋁銦鎵厚膜之厚度大於20/zm。 2 9 ·如申請專利範圍第2 8項所述之發光二極體的製造 方法,其中該氮化鋁銦鎵厚膜之厚度較佳為2 0 // m〜1 0 0 // 3 〇 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該氮化鋁銦鎵厚膜的内徑大於1 5 0 // m。 3 1 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該氮化鋁銦鎵厚膜的内徑較佳為2 0 0 // m〜1 0 0 0 β m 〇 3 2 ·如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造
0338-A20289TWF(Nl);08-92011〇;ice.ptd 第22頁 1227063 六、申請專利範圍 方法,其中該氮化鋁銦鎵厚膜的底部與斜側面之夾角為4 3 〜62。。 3 3.如申請專利範圍第2 0項所述之發光二極體的製造 方法,其中該形成發光二極體晶粒的方法為金屬有機化學 氣相沉積法(metal organic chemical vapor deposition ,簡稱MOCVD )。 34·如申請專利範圍第20項所述之發光二極體的製造 方法,其中該移除基板的方法為雷射剝離法、乾式蝕刻法 或濕式蝕刻法。 3 5.如申請專利範圍第2 〇項所述之發光二極體的製造 方法,其中該紋理化(texture )第二平台表面的步驟包 括: 定義出一第二圖案於該第二平台表面上;以及 立體化上述第二圖案。 3 6·如申請專利範圍第35項所述之發光二極體的製造 方法,其中該在第二平台表面上定義出第二圖案的方法為 光罩製程、電子束微影術或干涉式微影術。 3 7 _如申請專利範圍第3 5項所述之發光二極體的製造 方法,其中該立體化第二圖案的方法為蝕刻或切割。 3 8 ·如申請專利範圍第3 5項所述之發光二極體的製造 方法,其中該第二圖案為多邊形、圓形或橢圓形。 3 9 ·如申請專利範圍第3 5項所述之發光二極體的製造 方法,其中該第二圖案的尺寸小於該發光二極體晶粒的尺 寸0
0338-A20289TWF(Nl);〇8-92011〇;ice.ptd 第23頁 1227063 六、申請專利範圍 、4 〇 ·如申請專利範圍第3 9項所述之發光二極體的製造 方去/、中δ玄弟一圖案的尺寸為ΐηπι〜500//m。 、4 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述之發光二極體的製造 方法’其中該紋理化的表面為一凸狀結構或一凹狀結構。 方法4,2 J如申^請專利範圍第41項所述之發光二極體的製造 々π ^ ”中δ亥凸狀結構或該凹狀結構的側面與底部呈垂直 或傾斜。 4,3 ·如申請專利範圍第4 1項所述之發光二極體的製造 /、中忒凸狀結構或該凹狀結構為一陣列。 、44·如申請專利範圍第43項所述之發光二極體的製造 方法其中該陣列之週期小於該發光二極體晶粒的尺寸。 4 5 ·如申凊專利範圍第& 4項所述之發光二極體的製造 方法,其中該陣列之週期為丨nm〜5 〇 〇 μ m。 46·如申請專利範圍第41項所述之發光二極體的製造 方法’其中該凸狀結構或該凹狀結構之高度差小於氮化鋁 銦鎵厚膜之厚度。 47·如申請專利範圍第46項所述之發光二極體的製造 方法’其中該凸狀結構或談凹狀結構之尚度差為1 n m至氮 化鋁銦鎵厚膜之厚度。—〇
0338-A20289TWF(Nl);08-920110;i ce.ptd 第24貢
TW093107439A 2004-03-19 2004-03-19 Light emitting diode and fabrication method thereof TWI227063B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW093107439A TWI227063B (en) 2004-03-19 2004-03-19 Light emitting diode and fabrication method thereof
JP2004106580A JP2005268734A (ja) 2004-03-19 2004-03-31 発光ダイオードおよびその製造方法
US11/069,567 US7358537B2 (en) 2004-03-19 2005-03-02 Light emitting diode and fabrication method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW093107439A TWI227063B (en) 2004-03-19 2004-03-19 Light emitting diode and fabrication method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI227063B true TWI227063B (en) 2005-01-21
TW200532938A TW200532938A (en) 2005-10-01

Family

ID=35054903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW093107439A TWI227063B (en) 2004-03-19 2004-03-19 Light emitting diode and fabrication method thereof

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7358537B2 (zh)
JP (1) JP2005268734A (zh)
TW (1) TWI227063B (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3705791B2 (ja) * 2002-03-14 2005-10-12 株式会社東芝 半導体発光素子および半導体発光装置
US8269236B2 (en) * 2006-02-08 2012-09-18 Showa Denko K.K. Light-emitting diode and fabrication method thereof
CN102361052B (zh) * 2006-06-23 2015-09-30 Lg电子株式会社 具有垂直拓扑的发光二极管及其制造方法
EP2087563B1 (en) * 2006-11-15 2014-09-24 The Regents of The University of California Textured phosphor conversion layer light emitting diode
JP2010512662A (ja) 2006-12-11 2010-04-22 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア 透明発光ダイオード
JP2008182069A (ja) * 2007-01-25 2008-08-07 Toshiba Corp 半導体発光素子
US9634191B2 (en) 2007-11-14 2017-04-25 Cree, Inc. Wire bond free wafer level LED
US7906786B2 (en) * 2008-01-11 2011-03-15 Industrial Technology Research Institute Light emitting device
US8536614B2 (en) 2008-01-11 2013-09-17 Industrial Technology Research Institute Nitride semiconductor light emitting device with magnetic film
TWI398020B (zh) * 2008-12-01 2013-06-01 Ind Tech Res Inst 發光裝置
US7952106B2 (en) * 2009-04-10 2011-05-31 Everlight Electronics Co., Ltd. Light emitting diode device having uniform current distribution and method for forming the same
CN102185069B (zh) * 2011-04-02 2013-02-13 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 具有多重环带结构分布图形的衬底及其制法与应用
CN103311418B (zh) * 2012-03-06 2017-05-24 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管模组
US10096742B2 (en) * 2012-03-28 2018-10-09 Sensor Electronic Technology, Inc. Light emitting device substrate with inclined sidewalls
US9276170B2 (en) * 2012-10-23 2016-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Semiconductor light emitting element and method of manufacturing semiconductor light emitting element
US9876141B2 (en) * 2013-06-19 2018-01-23 Koninklijke Philips N.V. LED with patterned surface features based on emission field patterns
JP6608352B2 (ja) * 2016-12-20 2019-11-20 Dowaエレクトロニクス株式会社 半導体発光素子およびその製造方法
US11592166B2 (en) 2020-05-12 2023-02-28 Feit Electric Company, Inc. Light emitting device having improved illumination and manufacturing flexibility
US11876042B2 (en) 2020-08-03 2024-01-16 Feit Electric Company, Inc. Omnidirectional flexible light emitting device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5779924A (en) * 1996-03-22 1998-07-14 Hewlett-Packard Company Ordered interface texturing for a light emitting device
US6229160B1 (en) 1997-06-03 2001-05-08 Lumileds Lighting, U.S., Llc Light extraction from a semiconductor light-emitting device via chip shaping
US6291839B1 (en) 1998-09-11 2001-09-18 Lulileds Lighting, U.S. Llc Light emitting device having a finely-patterned reflective contact
US6133589A (en) 1999-06-08 2000-10-17 Lumileds Lighting, U.S., Llc AlGaInN-based LED having thick epitaxial layer for improved light extraction
US6987613B2 (en) * 2001-03-30 2006-01-17 Lumileds Lighting U.S., Llc Forming an optical element on the surface of a light emitting device for improved light extraction
TW565957B (en) * 2002-12-13 2003-12-11 Ind Tech Res Inst Light-emitting diode and the manufacturing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
US20050221527A1 (en) 2005-10-06
US7358537B2 (en) 2008-04-15
TW200532938A (en) 2005-10-01
JP2005268734A (ja) 2005-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI227063B (en) Light emitting diode and fabrication method thereof
US9530936B2 (en) Light emitting diode having vertical topology and method of making the same
JP4824293B2 (ja) フォトニック結晶発光デバイス
US7442965B2 (en) Photonic crystal light emitting device
TWI506811B (zh) 具電流阻斷結構之發光裝置及製造具電流阻斷結構發光裝置之方法
JP5237286B2 (ja) フォトニック結晶により定められたアレイ状エミッタを含む発光デバイス
US20140319536A1 (en) Solid state lighting devices with cellular arrays and associated methods of manufacturing
KR101134810B1 (ko) 발광소자 및 그 제조방법
US20070221907A1 (en) Light emitting device having vertical structure and mehod for manufacturing the same
JP5306779B2 (ja) 発光素子及びその製造方法
JP2013009002A (ja) 半導体発光装置に成長させたフォトニック結晶
CN101536196A (zh) 发光二极管的外部光效率的改进
JP2005191110A (ja) 窒化物発光装置及び高発光効率窒化物発光装置
JP2008053602A (ja) 半導体素子及びその製造方法
WO2010050501A1 (ja) 半導体発光素子およびその製造方法、発光装置
JP2008078275A (ja) 化合物半導体素子の製造方法
Huang et al. Improved light extraction of nitride-based flip-chip light-emitting diodes via sapphire shaping and texturing
KR100774198B1 (ko) 수직형 발광 소자
KR100774196B1 (ko) 수직형 발광 소자 제조방법
JP2004200639A (ja) 発光ダイオード素子の製造方法および発光ダイオード素子
JP2010092957A (ja) 発光ダイオード及びその製造方法
JP2004289096A (ja) フォトニック結晶構造を使用するled効率の改良
JP2009500872A (ja) 光抽出が改善したレーザリフトオフled
Lee et al. GaN-based LEDs with Al-deposited V-shaped sapphire facet mirror
KR100710394B1 (ko) 수직형 발광 소자의 제조방법