TWI234295B - High-efficiency nitride-based light-emitting device - Google Patents
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Description
1234295 ___pM 92128215-一年 月 日 倏不_ 五、發明說明（1) 技術領域 本發明係關於一種發光二極體及其製法，尤其關於一 種高效率氮化物系發光元件及其製法。 發光二極體之應用頗為廣泛’例如’可應用於光學顯 示裝置、交通號誠、資料儲存裝置、通訊裝置、照明裝 置、以及醫療裝置。 先前技術 由發光二極體發出之光為射向各個方向，並非單一 對焦於某處之光束。但是在實際上，由發光二極體產生 的光線並不是那麼容易由發光二極體中射出，由Snell定 律之關係可知，光只有在臨界角0 C内可以完全被射出， 其他的光則會被反射而可能被吸收。也就是由發光二極 ，内部射出之光之角凌需在2 之圓錐形内才可以完全射 發出ί ϊ ΐ ΐ度之光則會被反射。因此當發光二極體所 ▲程合因為=f射率之材料進入折射率低之介質中，此 因此：如二：Ϊ:率之影響使得出光之角度大受限制。 為了 阿外部光摘出效率是一重要課題。 率，於中ί Ϊ 士述臨界角限制的問題，提高正面出光效 二極體製造方=專利公告第4 7 24 0 0號中，揭露一種發光 體最上層形成f ’其特徵係利用蠢晶技術，在發光二極 全反射角^大^層報化層，使得光通過表面折射形成之 發光二極體之*令大部分之光能被放射出，以達到提高 方之出光效率$度之目的。然而此結構在僅對發光層上 、Λ有助益，但對於在發光層下方，於η型半
1234295 _案號92128215_年月曰 修正_ 五、發明說明（2) 導體疊層與基板間反覆反射傳遞之侧向光線，並無法有 效摘出。 發明内容 本案發明人於思考如何提高外部光摘出效率時獲得 一發明靈感，認為若提供一種高效率氮化物系發光元 件，其中存在一基板；形成於該基板上之一第一氮化物 半導體疊層，其中該第一氮化物半導體疊層相對於該基 板處存在一磊晶區域及一粗化區域，該磊晶區域至基板 間之距離不小於粗化區域至基板間之距離；形成於該磊 晶區域上之一氮化物發光層；以及形成於該氮化物發光 層上之一第二氮化物半導體疊層，藉由該粗化區域，減 少第一氮化物半導體疊層與基板間反覆反射傳遞之側向 光線，使其能有效摘出，以進一步提高發光二極體之發 光效率。 本發明之主要目的在於提供一種高效率氮化物系發 光元件，其中存在一基板；形成於該基板上之一第一氮 化物半導體疊層，其中該第一氮化物半導體疊層相對於 該基板處存在一磊晶區域及一粗化區域，該磊晶區域至 基板間之距離不小於粗化區域至基板間之距離；形成於 該磊晶區域上之一氮化物發光層；以及形成於該氮化物 發光層上之一第二氮化物半導體疊層。相較於先前之技 藝，先前之技藝未具有此粗化區域，因此由氮化物發光 層向下所發出之光線很容易在基板與半導體介面、和平
第7頁 1234295 _案號 92128215_年月日____ 五、發明說明（3) 台區域之半導體與空氣之介面全反射並來回反覆傳遞， 而通常當這類光線經多次來回全反射後，很容易在半導 體内部被吸收而無法傳遞出去，進而造成外部光摘取效 率不高（見圖1A)。在本發明中，藉由第一氮化物半導體 疊層上露出之粗化區域，可減少全反射之效應，進而減 少光線在半導體内部被吸收之機率，而大幅提升外部之 光摘取效率（見圖1 B )。 實施方式 請參閱圖2，依本發明一較佳實施例一種高效率氮化 物系發光元件1 ，包含一藍寶石基板1 0 ;形成於該藍寶石Φ 基板上之一氮化物緩衝層1 1 ;形成於該氮化物缓衝層1 1 上之一 N型氮化物半導體疊層12，其中該N型氮化物半導 體疊層12遠離基板之表面包含一磊晶區域121、一粗化區 -域122及一 N型電極接觸區域123 ;形成於該磊晶區域121 上之一氮化物多重量子井發光層1 3 ;形成於該氮化物多 ’ 重量子井發光層上之一 P型氮化物半導體疊層14 ;形成於 P型氮化物半導體疊層14上之一金屬透明導電層15 ;形成 於N型電極接觸區域1 23上之N型電極1 6 ;以及形成於該金 屬透明導電層上之一 P型電極17。 高效率氮化物系發光元件1之製法為，於藍寶石基板U 1 0上以磊晶成長技術分別形成氮化物緩衝層1 1、N型氮化 W 物半導體疊層12、氮化物多重量子井發光層13及P型氮化 物半導體疊層14 ;利用感應|馬合電漿（Inductive C〇u p 1 i n g P 1 a s m a， I C P )乾钱刻技術钱刻部分之P型氮化
第8頁 1234295
第9頁 1234295 案號 92128215 修正 曰 五、發明說明（5) 系發光7L件2，其與第一實施例不同處在於其粗化區 2 2 2 型電極接觸區域2 2 3不在同一平自，粗化區域 所在平面。…千面亦可商於Ν型電極接觸區域223 请參閱圖4 ’依本發明又一較佳實施一丄 ”系發光元件3，其與第一實施例高效率氮2效率氮 二上，ΐΐί於：粗化區域m及該Ν型電極d:光 1 〇更成一透明氧化導電層38，而使得N划§域 擴政效果獲得更進一步之提升。 、孓之電流 f ^發明再一較佳實施例一種效 HΛ圖示），其與第一實施例高效率氮化Λ發光 件^ 在於於ρ型氮化物半導體疊層14上妒成、發光元 f2取代金屬透明導電層。由於透明氧=二透明 ;i hi透明導電層具有更高之穿透率，故ΐί電層 步扼同發光效率。 可再進— ㈣iif圖5，依本發明再-較佳實施例-種古丄 卢在於‘ ί兀件?，其與高效率氮化物系發光元二4政率氮 ^鬥〜Ρ型氮化物半導體疊層14上及該透明气不同 小於l〇nm，之反向穿隧接觸層59，复Η β日今/卜道也並，、載子〉辰度高於lxl019cm_3匆ΙΗ上。二、尽度 好1歐姆！層49與型氮化物半導體疊層14較不易形於該透 隧接觸声觸，故藉由形成於其間之高濃度N型之》成良 隧接觸層，而使該透明氧導 7之反向穿 穿隧接觸層之間形成良好之觸型之反向 70 —極體
第10頁 1234295 ___ϋ虎92128215 年月日 修正 五、發明說明（6) 操作於順向偏壓時，此N型之反向穿隧接觸層與p型氮化 物半導體疊層之介面恰處於逆向偏壓之作用而形成一空 乏區’又因此N型之反向穿隧接觸層實質上不厚，故透明 氧化導電層内之載子可藉由穿隧效應而進入P型半導體疊 層中’並使元件保有低操作偏壓之特性。
請參閱圖6，依本發明又一較佳實施例一種高效率氮 化物系發光元件6，包含一藍寶石基板1 〇 ;形成於該藍寶 石基板上之一氮化物緩衝層1丨；形成於該氮化物緩衝層 11上之一N型氮化物半導體疊層12，其中該n型氮化物半 導體疊層1 2遠離基板之表面包含一磊晶區域丨2 1、一粗化 區域1 2 2及一 N型電極接觸區域1 2 3 ;形成於N型電極接觸 區域1 2 3上之N型電極1 6 ;形成於該磊晶區域1 2 1上之一氮 化物多重量子井發光層1 3 ;形成於該多重量子井發光層 上之一P型半導體疊層14，其中該P型氮化物半導體疊層 14表面包含一粗化區域642 ;形成於P型氮化物半導體疊 層14上之一高濃度N型之反向穿隧接觸層59，其厚度小於 10nm，並其載子濃度高於ixi〇19cm—3以上；形成於該高' 濃度N型反向穿隧接觸層上之一透明氧化導電層49，以及 形成於該透明氧化導電層上之一 P型電極17。而由於粗化 區域1 2 2及3 4 2，使得光摘出效率更加提昇。 高效率氮化物系發光元件6之製法為，於藍寶石基板丨〇上 以蠢晶成長技術分別形成氮化物缓衝層丨丨、N型氮化物半 導體疊層12、氮化物多重量子井發光層13及p型氮化物半 導體疊層1 4 ;利用I CP乾蝕刻技術蝕刻部分之p型氮化物
第11頁 1234295 _案號 92128215__年月日_修正 五、發明說明（7) 半導體疊層14、氮化物多重量子井發光層13及N型氮化物 半導體疊層1 2，使得部分之N型氮化物半導體疊層暴露形 成一平台，將平台之一部份遮護起來以作為N型電極接觸 區域1 2 3。再以第二次I CP乾蝕刻方式將平台其餘部份做 粗化蝕刻，以形成粗化區域1 2 2。 1 4表面 乾蝕刻 面之粗 半導體 (amb i e 於 區域， 極接觸 電極接 好之歐 由 發光元 體，其 幅提高 效率氣化物糸發光元件6之p型氮化物半導體疊層 之粗化區域6 4 2之製法為，於磊晶成長後利用丨c p 方式將其蝕刻而形成；P型氮化物半導體疊層丨4 ί匕區域642之另一製法為，於蟲晶成長P型氮化物 豐層時’調變蟲晶成長條件如成長氣氛.
η乂、溫Λ、壓力:丄V/Ul比例等方式而形成。 了 =各貫鉍例之Is〜一極體中包含之Ν型 =為了避免1粗化f果而造成形成於該區域之 效果不佳，導致元件之操作電壓升高，故 觸區域使其有較佳之平垣度，而能與電極 :接觸，㈣免操作電壓升高之問題。7成良 表1之比較可知，依本發明+ _ ^ ^ ^ 件之發光效率，相較於傳哜I 问/ ^氮化物系 ”可提升由37%〜154%。由此可知本發ί;;大 兀件之效能。 作肖b大
表1
1234295 _案號92128215_年月日_ 五、發明說明（8) 亮度 Iv(mcd) 亮度提升 傳統發光二極體 35 - 高效率發光二極體1 48 37% 高效率發光二極體5 68 94% 高效率發光二極體6 89 154% 另外在粗化區域之粗糙度（Ra)對亮度（Iv)之影響 中，粗糙度R a係經由原子力顯微鏡（A t 〇 m i c F 〇 r c e M i c r o s c o p e， A F M )量測而得。在實施例1之高效率氮化物 系發光元件1中，在進行粗化蝕刻前（即一傳統發光二極 體），其Ra值約在lnm以内（參見圖7)，經由刻意粗化蝕刻 後，分別製備成粗化區域1 22之粗糙度為2〇nm、48nm及
6 0 n m (參見圖8 )之樣品並測量其亮度（I v )之變化。請參閱 圖9，由圖中可知當粗糙度增加時，其相對應之亮度亦隨 之提升’可由原本未經粗化餘刻之3 5 m c d，一直提升至 48mcd (Ra=20nm> 、 58mcd (Ra=48nm)及66mcd (Ra= 6 0 n m )。由此結果再次可知，藉由本發明所提供之粗化逼 域’經由粗化姓刻造成之特定粗糙度，確能將光摘出效 率大幅提升，進而提高發光二極體之發光效率。
上述各實施例中，藍寳石基板亦可由Sic、GaAs、 CaN、A1N、GaP、Si、ZnO、Mg〇及玻璃所構成材料組群t =^少一種材料或其它可代替之材料取代之；氮化物 2層可包含選自 KA1N、GaN、A1GaN、InGaNAA1InGaf〇 ，成材料群組中的一種材料；NS氮化物半導體 土於A1N、GaN、A1GaN、InGa^AUnGa 曰 了) 種材料；氮化物多重量子井發光層可包 自於GaN、InGaN及A1 InGaN所構成材料 匕
第13頁 1234295
U型氮化物半導體疊層可包含選自於ain、_、 ϋ ίi1 inG—aN所構成材料群組中的一種材料 该金屬透明導電層係包含選自於Ni/Au
Ta/Au、TiWN及TiN所構成材粗έ日我士 兮、凑犯今儿、曾+ a〆 材科組群中之至少一種材料； ί f月2 層係包含選自於氧化銦錫、氧化鎘錫、 ϊ Ϊ以 鋅銘及氧化鋅錫所構成材料組群中之至 少一種材料。 欣以上所，f，僅為本發明之較佳實施例，本發明之
，圍ΐ Z t I等Ϊ佳實施例，凡依本發明所做的任何變 更，白屬本赉明申請專利之範圍，例如以濺擊蝕刻 (Sputter Etching)、施工击 ^ 、電被為剡…asma 束、姓刻（Ion Beam Etching) 电一 Γ & wiaSma Etching)、反應性離子蝕刻 (Reactive IM Etching簡稱RIE)取代κρ乾蝕刻粗化〕 法。因此任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之申請 專利範圍及精神下，當可做任何改變。
第14頁 1234295 _案號92128215_年月曰 修正_ 圖式簡單說明 圖式之簡單說明： 圖1 A為一示意圖，顯示傳統發光二極體光射出路徑 不意圖， 圖1 B為一示意圖，顯示本發明之發光二極體光射出 路徑示意圖； 圖2為一示意圖，顯示依本發明之一較佳實施例之一 種高效率氮化物系發光元件； 圖3為一示意圖，顯示依本發明之一較佳實施例之一 種高效率氮化物系發光元件； 圖4為一示意圖，顯示依本發明之一較佳實施例之一 種高效率氮化物系發光元件； 圖5為一示意圖，顯示依本發明之一較佳實施例之一 種高效率氮化物系發光元件； 圖6為一示意圖，顯示依本發明之一較佳實施例之一 種高效率氮化物系發光元件； 圖7為一示意圖，顯示傳統發光二極之表面粗糙程 度； 圖8為一示意圖，顯示本發明之發光二極之表面粗糙 程度； 圖9為一示意圖，顯示本發明之發光二極之表面粗糙 度祖對亮度之分布圖。 符號說明
第15頁 1234295 _案號92128215_年月 日_修正 圖式簡單說明 10 藍 寶 石 基 板 11 氮 化 物 緩 衝 層 12 N 型 氮 化 物 半 導 體 發 光 疊層 121 晶 區 域 122 粗 化 區 域 123 N 型 電 極 接 觸 區 域 13 氮 化 物 多 重 量 子 井 發 光 層 14 P 型 氮 化 物 半 導 體 疊 層 15 金 屬 透 明 導 電 層 16 N 型 電 極 17 P 型 電 極 22 2 粗 化 區 域 223 N 型 電 極 接 觸 區 域 3 8 透 明 氧 化 導 電 層 59 反 向 穿 隧 接 觸 層 642 粗 化 區 域
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Claims (1)
1234295 ‘ _案號92128215_年月曰 修正_ ^ 六、申請專利範圍 1 . 一種高效率氮化物系發光元件，至少包含： 一基板； 形成於該基板上之一第一氮化物半導體疊層，其中 該第一氮化物半導體疊層相對於該基板處存在一磊晶區 域及一第一粗化區域，該磊晶區域表面至基板間之距離 不小於第一粗化區域表面至基板間之距離； 形成於該磊晶區域上之一氮化物發光層；以及 形成於該氮化物發光層上之一第二氮化物半導體疊 層 〇 2 ·如申請專利範圍第1項所述之一種高效率氮化物系發光v 元件，其中，該第一半導體疊層包含 一氮化物緩衝層；以及 一第一氮化物接觸層。 ' 3. 如申請專利範圍第1項所述之一種高效率氮化物系發光 ‘ 元件，其中，該第一氮化物半導體疊層相對於該基板處 更包含一第一導電性電極接觸區域。 4. 如申請專利範圍第3所述之一種高效率氮化物系發光元 > 件，其中，該第一導電性電極接觸區域表面至基板間之 φ 距離小於磊晶區域表面至基板間之距離 5 ·如申請專利範圍第3所述之一種高效率氮化物系發光元
第17頁 1234295 案號92128215 年月日 修正 六、申請專利範圍 件，其中，該第一導電性電極接觸區域表面至基板間之 距離大於第一粗化區域表面至基板間之距離。 之 述 所 元 光 發 系 物 化 氮 率 效 高 種 之 間 板 基 至。 面離 表距 域之 區間 觸板 接基 極至 電面 性表 ;電域 第導區 圍一化 範第粗 利該一 i弟 請中於 申其等 口 隹 士，II CO件距 7.如申請專利範圍第3所述之一種高效率氮化物系發光元 件，其中，更包含形成於該第一導電性電極接觸區域上 之一第一導電性電極。 8.如申請專利範圍第7項所述之一種高效率氮化物系發光 元件，其中，於該第一導電性電極接觸區域以及該第一 導電性電極之間更包含一第一透明導電層。 9.申請專利範圍第1項所述之一種高效率氮化物系發光元 件，其中，於該第一粗化區域之上更包含一第一透明導 電層。 1 0 .如申請專利範圍第3項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第一導電性電極接觸區域之粗化度不 大於該第一粗化區域之粗化度。 11.如申請專利範圍第1項所述之一種高效率氮化物系發
m 第18頁 1234295 案號 92128215 曰 修正 六、申請專利範圍 光元件，其中，該第二氮化物半導體疊層相對於氮化物 發光層之一面更包含一第二導電性電極接觸區域。 1 2.如申請專利範圍第1項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，更包含形成於該第二氮化物半導體疊層 上之一反向穿隧接觸層，該反向穿隧接觸層之電性與該 第二氮化物半導體疊層之電性相反。 1 3.如申請專利範圍第1項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，更包含形成於該第二氮化物半導體疊層 上之一反向穿隧接觸層，該反向穿隧接觸層為一超晶格 結構。 14. 一種高效率氮化物系發光元件，包含： 一基板； 、形成於該基板上之一第一氮化物半導體疊層，其中 該第一氮化物半導體疊層相對於該基板處存在一磊晶區 域及一第一粗化區域，該磊晶區域至基板間之距離不小 於第一粗化區域至基板間之距離； 形成於該磊晶區域上之一氮化物發光層；以及 形成於該氮化物發光層上之一第二氮化物半導體疊 層，其中，該第二氮化物半導體疊層相對於氮化物發光 層之一面包含一第二粗化區域。
第19頁 1234295 案號92128215 年月日 修正 六、申請專利範圍 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第一氮化物半導體疊層包含 一氮化物緩衝層；以及 一第一氮化物接觸層。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第一氮化物半導體疊層相對於該基板 處更包含一第一導電性電極接觸區域。 發 系 物 化 氮 率 效 高 種 1 之 述 所 項 6 I < 第 圍 範 利 專 請 申 如 板 基 至。 面離 表距 域之 區間 觸板 接基 極至 電面 性表 電域 導區 一化 第粗 該一 ，第 中於 其大 ，# 件距 元之 光間 1 8.如申請專利範圍第1 6項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第一導電性電極接觸區域表面至基板 間之距離等於第一粗化區域表面至基板間之距離。 1 9 /如申請專利範圍第1 6項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其t，該第一導電性電極接觸區域表面至基板 間之距離小於第一粗化區域表面至基板間之距離。 2 Ο .如申請專利範圍第1 6項所述之一種高效率氮化物系發 光元件’其中’更包含形成於該第一導電性電極接觸區 域上之一第一導電性電極。
第20頁 1234295 _案號92128215_年月日__ 六、申請專利範圍 2 1 ·如申請專利範圍第2 0項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，於該第一導電性電極接觸區域以及該第 一導電性電極之間更包含一第一透明導電層。 2 2 .如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，於該第一粗化區域之上更包含一第一透 明導電層。 2 3.如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第二氮化物半導體疊層相對於氮化物 發光層之一面更包含一第二導電性電極接觸區域。 2 4.如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，更包含形成於該第二氮化物半導體疊層 上之一反向穿隧接觸層，該反向穿隧接觸層之電性與該 第二氮化物半導體疊層之電性相反。 2 5.如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，更包含形成於該第二氮化物半導體疊層 上之一反向穿隧接觸層，該反向穿隧接觸層為一超晶格 結構。 2 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發
第21頁 1234295 _案號 92128215_年月日__ 六、申請專利範圍 光元件，其中，於該第二粗化區域之上更包含一第二透 明導電層。 2 7.如申請專利範圍第2 6項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，於該第二透明導電層之上更包含一第二 導電性電極。 2 8 ·如申請專利範圍第2 3項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，更包含形成於該第二導電性電極接觸區 域上之一第二導電性電極。 2 9.如申請專利範圍第2 8項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，於該第二導電性電極接觸區域以及該第 二導電性電極之間更包含一第二透明導電層。 3 0.如申請專利範圍第8項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第一透明導電層係包含選自於A 1、 Ti、Ti/Al、Cr/Al、Ti/Au、Cr/Au > Ni/Au、TiW、TiN、 W S i、A u / G e、氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅 鋁及氧化鋅錫所構成材料組群中之至少一種材料或其它 可代替之材料。 3 1 ·如申請專利範圍第2 1項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第一透明導電層係包含選自於A 1、
第22頁 Ϊ234295 —^-魏92128215 _年月日 铬π：, 、、申請專利範圍 ^ - ^、Ti 川、Cr/Al、Ti/Au、C"Au、Ni/Au、Tiw、TiN /1、Au/Ge、氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、 ^及氧化鋅錫所構成材料組群中之至少一種 可代替之材料。 竹A，、匕 3化2物如/Λ^/^Λ9項或第22項所述之—種高效率氣 於八丨’、、 ，' 中°亥第一透明導電層係包含選自 Tiw .τΙν 'ϊί \ 'Ti/Au 'Cr/Au 'Ni/Au ' Φ 锡、氧匕鋅呂“ =e端氧化銦錫、氧化鎖錫、氧化録 材料：所構成材料組群中之至少-種 2元νΛ專中利二圍第第-26读項所述之一種高效率氮化物系發 _/AU、Tm=導電^系包含選自於以AU、 化銻錫、氧化鋅鋁及氧化 ^化銦錫、氧化鎘錫、氧 一種材料或其它可代替之材^所構成材料組群中之至少 34· 一如申請專利範圍第Μ項 一 光元件，其中，該第二透’L之一種尚效率氮化物系發 Ni〇/Au、Ta/Au、TiWN、ΉΝ 電層係包含選自於Ni/Au、 化銻錫、氧化鋅鋁及氧化^ 、氧化銦錫、氧化鎘錫、氧 一種材料或其它可代替之特g所構成材料組群中之至少
1234295 _案號92128215_年月日__ 六、申請專利範圍 3 5.如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第二粗化區域之表面粗化程度R a為 3nm〜500nm 〇 3 6.如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第二粗化區域係由乾蝕刻方式蝕刻所 形成。 3 7.如申請專利範圍第1 4項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其中，該第二粗化區域係由磊晶方式所形成。 3 8.如申請專利範圍第3 6項所述之一種高效率氮化物系發 光元件，其_，該乾#刻方式係包含選自丨賤擊餘刻、離 子束蝕刻、電漿蝕刻及反應性離子蝕刻中之至少一種方 法。 3 9.如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之一種高效率氮 化物系發光元件，其中，該基板係包含選自藍寶石、 CaN、A1N、SiC、GaAs、GaP、Si、ZnO、MgO 及玻璃所構 成材料組群中之至少一種材料或其它可代替之材料。 4 0 .如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之一種高效率氮 化物系發光元件，其中，該第一氮化物半導體疊層係包 含選自於AIN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料
第24頁 1234295 _案號92128215_年月曰___ 六、申請專利範圍 組群中之至少一種材料或其它可代替之材料。 4 1 ·如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之一種高效率氮 化物系發光元件，其中，該氮化物發光層係包含選自於 AIN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中之 至少一、種材料或其它可代替之材料。 4 2 ·如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之一種高效率氮 化物系發光元件，其中，該第二氮化物導電性半導體疊 層係包含選自於AIN、GaN、AlGaN、InGaN及AlinGaN戶斤榍： 成材料組群中之至少一種材料或其它可代替之材料。 4 3 ·如申請專利範圍第2項或第1 5項所述之一籀古4 #产 理回效率ϋ 料組群中 之 化物系發光元件，其中，該氮化物接觸層係包含！ t a AIN、GaN、AlGaN、InGaN 及AlInGaN 所構成材 自於 至少一種材料或其它可代替之材料。 4 4 ·如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之~種古 、 化物系發光元件，其中，該第一氮化物導電性^效率， 層之電性係為N型，該第二氮化物導電性半導_ w導體疊 性係為P型。 ★體®層之電 4 5 ·如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之一種古 化物系發光元件，其中，該第一氮化物導電铋=效率氮 +導體疊
第25頁 1234295 _案號92128215_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 層之電性係為P型，該第二氮化物導電性半導體疊層之電 性係為N型。 4 6.如申請專利範圍第1項或第1 4項所述之一種高效率氮 化物系發光元件，其中，該第一粗化區域之表面粗化程 度Ra 為3nm〜500nm 〇 4 7. —種高效率氮化物系發光元件之製造方法，包含下列 步驟： 選擇一基板； 於該基板之上形成一第一氮化物半導體疊層，其中 ❿ 該第一氮化物半導體疊層相對於該基板處存在一磊晶區 域及一第一粗化區域，該蟲晶區域表面至基板間之距離 不小於第一粗化區域表面至基板間之距離； 於該磊晶區域之上形成一氮化物發光層；以及 、 於該氮化物發光層之上形成一第二氮化物半導體疊 層。 4 8.如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第一導電性電極 接觸區域之上形成一第一導電性電極。 || 4 9.如申請專利範圍第4 8項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第一導電性電極
第26頁 1234295 _案號92128215_年月日__ 六、申請專利範圍 接觸區域以及該第一導電性電極之間形成一第一透明導 電層 。 5 0 .如r申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元科之製造方法，其中，更包含於該第一粗化區域之 上形減一第一透明導電層。 5 1 .如r申請專利範圍第4 9項所述之一種高效率氮化物系發 光元科之製造方法，其中，更包含於該第一透明導電層 之上邦成一第一導電性電極。 5 2 . 士口申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元科之製造方法，其中，更包含於該第二氮化物半導 體疊為相對於氮化物發光層之一面形成一第二粗化區 域。 5 3.知申請專利範圍第5 2項所述之一種高效率氮化物系發 光元科之製造方法，其中，更包含於該第二粗化區域之 上形減一第二透明導電層。 5 4 .如r申請專利範圍第5 3項所述之一種高效率氮化物系發 光元并之製造方法，其中，更包含於該第二透明導電層 之上部成一第二導電性電極。
第27頁 1234295 _案號92128215_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 5 5 .如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第二氮化物半導 體疊層相對於氮化物發光層之一面形成一第二導電性電 極接觸區域。 5 6 .如申請專利範圍第5 5項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第二導電性電極 接觸區域之上形成一第二導電性電極。 5 7.如申請專利範圍第5 6項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第二導電性電極 〇 接觸區域以及該第二導電性電極之間形成一第二透明導 電層。 5 8.如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第二氮化物半導 體疊層之上形成一反向穿隧層，該反向穿隧層之電性與 該第二氮化物半導體疊層之電性相反。 5 9.如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，更包含於該第二氮化物半導 0 體疊層之上形成一反向穿隧層，該反向穿隧層為一超晶 格結構。
第28頁 1234295 修正 案號 92128215 六、申請專利範圍 6 0.如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，該粗化區域之形成方法係乾 I虫刻方式。 6 1 .如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，該粗化區域之形成方法係濕 蝕刻方式。 6 2.如申請專利範圍第6 0項所述之一種高效率氮化物系發 光元件之製造方法，其中，該乾蝕刻方式係包含選自濺 擊蝕刻、離子束蝕刻、電漿蝕刻及反應性離子蝕刻中之 至少一種方法。 63. 如申請專利範圍第4 7項所述之一種高效率氮化物系 發光元件之製造方法，其中，該第一粗化區域之表面粗 化程度Ra為3nm〜500nm。 〇
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