TWI314788B - Thin-film semiconductor-body - Google Patents

Description

1314788 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種薄膜-半導體本體及其製造方法。 本專利申請案主張德國專利申請案1 0 2005 026 895.1和 10 2005 048 408.5之優先權，其已揭示的整個內容在此一 倂作爲參考。 產生輻射的半導體本體通常由各種半導體材料所製 成，這些半導體材料之折射率在與周圍環境介質（例如，空 ® 氣）相比較時較高。半導體本體中所產生的輻射發出時，在 半導體本體和周圍介質之間的界面上由一特定的臨界角開 始時即會發生全反射，這會使可發出的輻射的成份減少很 多。 【先前技術】 已知有各種不同的方式用來解決上述問題。由於在半導 體本體之立方形的幾何形狀中會發生全反射，則例如可藉 由幾何形狀的改變使全反射所造成的損耗下降。當然，發 ® 光面典型上會因此而減小。此外，藉由半導體本體中所產 生的輻射之適當的發射特性可使損耗下降。又，藉由半導 體本體之輻射發出面之粗糙化可使輻射發出率提高。 由DE 1 03 40 27 1 A1中已知一種輻射發出率已改良的薄 層-發光二極體晶片，其中一已結構化的層配置在輻射發出 面上。該已結構化的層具有一種網目，其橫向尺寸小於晶 片所發出的輻射之波長。 此外，由專利文件US 5,779,924中已知一種輻射發出率 13.14788 -磊晶層序列包含至少一種半導體層，其至少一面含有一 種混合結構’此混合結構在理想情況下可使光束以接近遍 歷（ergodic)之方式分佈在磊晶層序列中，即，該混合結構 具有一種儘可能遍歷之隨機雜散特性。 薄膜-半導體本體之基本原理例如已描述在文件I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), 18. October 1993, Page. 2174-2176 中。 所謂薄膜-半導體本體特別是指一種具有層結構之半導 Φ 體本體，該層結構具有多個磊晶生長的層。一種生長基板 在生長過程之後較佳是由該層結構中去除。磊晶生長之層 之至少一部份是半導體層。 本發明的範圍中該薄膜-半導體本體具有一種光子晶 體。此光子晶體可配置在一種形成在活性層之遠離該反射 層之此側上的第二半導體層中。另一方式是此第二半導體 層之後可配置一種射出層，其較佳是包含一種半導體材 料’該射出層中配置著-或形成光子晶體。 • 由全反射所造成的輻射損耗之問題可有利地藉由光子 晶體來解決。 由半導體本體而來的光束以一種角度入射至光學緊密 之半導體材料（其折射率是nl)和周圍之光學上較薄之介質 (例如，空氣’其折射率是n2)之間的界面且該角度大於或 等於全反射之臨界角θ時，其中 sin(S)=n2/n1 則該光束在界面上會發生全反射。此角度之値是與光束 1314788 的入射點中該界面之法線有關。 薄膜-半導體本體用之光子晶體可有利地使輻射之一部 份（其以一種等於或大於臨界角d之角度入射至該光子晶體 上）轉向，且使此部份的光束在一種小於臨界角s之角度下 入射至輻射發出面且因此射出至外部。 光子晶體較佳是包含多個具有第一折射率之第一區和 多個具有第二折射率的第二區。這些區以規則方式而配置 時特別有利。本發明的範圍中特別是此光子晶體可具有二 維柵格之結構。因此，二個相鄰的第一區之間的距離或二 個相鄰的第二區之間的距離對應於柵格常數。此光子晶體 只有在柵格常數一方面可依據薄膜-半導體本體所產生的 輻射之波長來調整且另一方面可依據活性層和光子晶體之 間的距離來調整時才可達成其作用。二個相鄰的第一區之 間的距離或二個相鄰的第二區之間的距離較佳是大約等於 薄膜-半導體本體所產生的輻射之波長。此距離介於1〇·9米 和ιο_6米之間時特別有利。 第一區一方面可藉由周期性地配置在第二半導體層中 或射出層中的凹口來形成。另一方面亦可以自動形成柵格 的方式以周期性地配置多個區域，其中各區域以島形方式 形成且藉由適當的中間區（例如，相連接的凹口）而互相隔 開。第二種可能方式因此與第一種可能方式相反，此時各 區域和各凹口互換位置。在上述二種情況下，各凹口或各 中間區可以一種塡料（例如，介電質或其它半導體材料）來 塡入’此材料之折射率與第一區之折射率不同。 1314788 在一較佳的實施形式中，薄膜-半導體本體除了光子晶體 之外在活性層和反射層之間另具有一適當的距離。較佳是 須選取此距離，使該活性層在輻射發出面的方向中所發出 的輻射可與反射層所反射的輻射互相干擾。這樣可有利地 造成一種具有至少一優先方向的發射特性。因此，可發出 的輻射之成份又可提高。 由活性層所產生的輻射和由反射層所反射之輻射在活 性層和反射層之間的特定距離中可形成建設性的干涉。例 如，當活性層和反射層之間的特定距離是（2ιη+1)λ/4η時， 在垂直地入射至輻射發出面上的輻射中會產生多個強度最 大値，其中η是半導體本體的折射率且m等於0, 1，2…， 其指出此發射之等級（order)。在第0等級的發射中，全部 的光子都在一錐體（其旋轉對稱軸基本上垂直於輻射發出 面）內發出。在第1等級之發射中存在著另一發射瓣（lobe)， 其與輻射發出面之法線形成一較大的角度。在發出第m等 級時存在著另外m個發射瓣。 藉由適當地調整該活性層和反射層之間的距離（其基本 上是（2ιη+1)λ/4)，則能以一種優先方向來發射，其發射特性 是與藍伯德（Lambertic)發射特性不同且具有多個高強度和 低強度交替地配置的區域。可選取該反射層至該活性層之 距離且因此亦可調整半導體本體內部中的發射特性，使得 在一種對應於強度最大値之已提高的輻射成份中較佳是在 第一次發生於輻射發出面上時入射角可小於全反射的臨界 角。 1314788 在考慮該適當的距離而未使用光子晶體期間基本上發 出第0和第1等級之輻射時，可有利地藉由光子晶體而另 外發出第二等級或更高等級的輻射。因此，光子晶體須針 對第1和第2等級之輻射來調整且情況需要時須針對更高 等級的輻射來調整。 通常，活性層具有多個部份層，其例如是一種單一量子 槽-或多重量子槽-結構。 薄膜-半導體本體具有至少一第一導電型之第一半導體 B 層和至少一第二導電型之第二半導體層，第一半導體層配 置在活性層和反射層之間。第一半導體層較佳是P-導電 型，第二半導體層較佳是η-導電型。各個半導體層可透過 該活性層中所產生的輻射時特別有利。 薄膜·半導體本體例如可包含一種位障層，其配置在第一 半導體層和反射層之間且例如用作電荷載體-擴散位障，其 可阻止-或至少降低電荷載體由第一半導體層往反射層之 方向中湧出。電荷載體位障層較佳是至少一部份是半導電 ® 性者且在另一種形式中可包含鋁。電荷載體位障層較佳是 可透過該活性層中所產生的輻射。 在製造薄膜-半導體本體時，半導體本體之多個層生長在 一種生長基板上，此生長基板可以晶圓方式存在著。首先， η-導電之第二半導體層較佳是以磊晶方式沈積而成。此 外，隨後以磊晶方式生長該活性層或活性層的部份層，較 佳是P-導電之第一半導體層且情況需要時生長一電荷載體 •位障層，然後，該反射層較佳是藉由濺鍍或蒸鍍來塗佈而 -10- 1314788 成。 該反射層較佳是一種金屬層。此反射層較佳是具有高的 反射性，其例如可使入射的輻射之至少7 0 %，較佳是至少 8 0%反射。反射層例如可含有銀，金，鈾或鋁及/或合金， 此合金包含上述金屬中的至少二種。此反射層亦可形成一 種多層序列，其具有多個由上述不同金屬和合金所構成的 層。此外，該反射層亦可形成佈拉格-鏡面。 層複合物包含磊晶-層序列，生長基板和反射層。此種層 複合物較佳是藉由共晶鍵結而與一載體固定地相連接，該 載體就電性及/或熱性而言可最佳化且就其光學特性（大致 上是透明性）而言並無特殊的需求。此載體較佳是導電性者 或至少是半導電性者。例如，鍺，砷化鎵，碳化矽，氮化 鋁或矽適合用作載體材料。載體之面向該反射層之表面較 佳是平坦的面。該生長基板在層複合物與載體相連接之後 由半導體本體中剝離。 在反射層和載體之間可設有至少一種黏合促進層。此較 佳是導電性的黏合促進層可使載體與該層複合物相連接， 其中該反射層是與載體相面對。此黏合促進層特別是可爲 —種由 PdSn(焊劑），AuGe，AuBe, AuSi, Sn，In 或 Pdln 所構 成的金屬層。該反射層可藉由一種配置在反射層和黏合促 進層之間的擴散位障層（其例如含有鈦及/或鎢）而受到保 護。一擴散位障層可使材料不致於由黏合促進層侵入至反 射層中。此外，第二半導體層之後可配置另一層，其用作 射出層。光子晶體較佳是配置在此射出層中。 -11- 1314788 薄膜-半導體本體之此處所述的全部之層，特別是活性層 和半導體本體之半導體層，可分別由多個部份層所構成。 已發出的輻射之波長可位於紅外線、可見光或紫外線區 域中。半導體本體可依據波長而以各種不同的半導體材料 系統爲主來製成。例如，以IruGayAli + yAs爲主之半導體本 體適合發出長波長的輻射，以IruGayAlmP爲主之半導體 本體適合發出可見的紅色至黃色之輻射，且以 InxGa»Ah.x.yN爲主之半導體本體適合發出短波長的可見之 ® (綠色至藍色）或紫外線-輻射，其中OSxSl, OSySl。 在一較佳的實施形式中，半導體本體含有GaN或含有至 少一種 GaN-化合物，例如，AlGaN，InGaN 或 InAlGaN。 第一反射層和活性層之間的距離較佳是等於第一半導 體層之厚度。第一反射層和活性層之間的距離小於2λ時特 別有利，其中λ是半導體本體中所產生的輻射之波長。 在輻射由半導體本體中發出時會發生斯涅爾（Fresnel)損 φ 耗。此種損耗可藉由鄰接於輻射發出面之去反射結構來降 低。去反射結構較佳是由規則配置的結構元件來形成。各 結構元件可配置在二個第一區或第二區之間。二個相鄰的 結構元件之間的橫向尺寸小於半導體本體所發出的輻射之 波長時特別有利。 藉由形成各結構元件，則第一區和第二區之間的界面上 折射率即不會發生跳躍式之變化。反之，藉由各結構元件 則可形成一種幾乎是連續的過渡區，使光波實際上不會反 -12- 1314788 射。 在一有利的實施形式中，薄膜-半導體本體可具有光學共 振器。此種薄膜-半導體本體例如可以是一種薄膜-MCLED (Micro Cavity LED)。 具有光學共振器之薄膜-半導體本體在第二半導體層上 具有第二反射層。半導體本體之發射方向典型上是平行於 由第一和第二反射層所形成的共振器之軸而延伸。第一反 射層較佳是高反射性者，第二反射層可透過此輻射或對此 輻射具有半透過性。 就上述薄膜-半導體本體而言特別是可舉出二個優點。其 中之一是在與無共振的半導體本體比較時可發出更多的輻 射成份。另一·優點是此輻射顯示出一種主輻射方向，其中 光譜寬度可有利地縮小。 第一和第二反射層可形成一種多層序列。各反射層含有 金屬或其它可使反射性提高的材料時特別有利。 一種薄膜-半導體本體具備一產生輻射用的活性層，一配 置在活性層之後的輻射發出面，一光子晶體和一配置在活 性層之遠離輻射發出面之此側上的反射層，在製造此種薄 膜-半導體本體時’在輻射產生用的磊晶層序列之面向載體 的第一主面上施加-或形成一反射層，其使磊晶層序列中所 產生的電磁輻射之至少一部份反射回到磊晶層序列中，且 遠離載體的第二主面（其稍後形成該輻射發出面）設有光子 晶體。 在一較佳的形式中’半導體本體之遠離第一反射層之此 1314788 側上存在著一射出層，其中可設置多個形成光子晶體用的 凹口。另一方式是各凹口可設置在磊晶層序列之與第一反 射層相面對的最上層中，較佳是設在第二半導體層中。 爲了產生各凹口，可使用傳統的蝕刻方法。較佳是使用 一種壓模法（例如，奈米壓模法）使凹口形式轉移至適用於 光子晶體的層中。奈米壓模法特別適用於微米-和奈米結構 中。此外，該方法亦適用於一種成本有利的串列式生產過 程中。 B 在奈米壓模法中，一種鑄模壓在一配置在半導體本體上 之黏性小的層上，該鑄模在一鑄模面上具有各凹口稍後所 期望之形式的負（negative)形式。以此方式而已結構化的層 在硬化（例如’以紫外線來達成）之後作爲光子晶體用的層 之結構化用的光罩。此種結構化較佳是藉由蝕刻來進行。 另一方式是半導體本體可藉由雷射束之作用而被結構化。 然後，將該光罩剝除。此外，以上述方式所形成的凹口中 以一種塡料塡入。此塡料的折射率較佳是與周圍的層之折 •射率不同。 傳統之薄膜-半導體本體中輻射發出率可藉由輻射發出 面之粗糖化來提高，在與此種半導體本體之製程相比較 時’本發明的製造方法所具有的優點是：連接區不需粗糙 化’這樣可使該連接區達成一種較佳的可程序化過程。 本發明的其它特徵’優點和形式以下將依據第1至8圖 中的實施例來描述。 【實施方式】 -14- 1314788 第1圖顯示本發明之薄膜-半導體本體丨，其例如包括四 個層：反射層6，第一半導體層5，活性層4以及第二半導 體層3。第一半導體層3中在遠離活性層4之此側上（即， 由輻射發出面21之此側上）配置一種光子晶體7。此光子晶 體具有第一折射率之區域7a和第二折射率之區域7b。區域 7b是由一種與第二半導體層3相同的半導體材料所形成， 而區域7a形成在第二半導體層3中以作爲凹口且以塡料塡 入，此塡料具有一種與半導體材料不同的折射率。 區域7 a較佳是以圓柱形式而形成，但其它形式亦可行。 £域7a規則地配置在弟_•牛導體層3中，以便由於此配置 而形成一種二維的柵格。 產生於活性層4中的輻射2 2，2 3可在直接的路徑上入射 至第二半導體層3中且到達輻射發出面21。當輻射首先由 活性層4而在反射層6之方向中發射且隨後在輻射發出面 2 1的方向中反射時，則此輻射（例如，圖中所示的輻射29) 可在直接的路徑上到達輻射發出面2 1。輻射的成份（其以小 於全反射之臨界角θ入射至輻射發出面21上）可在第一次 入射時離開該半導體本體1，如圖中的輻射22所示。輻射 的成份（其以大於或等於全反射之臨界角θ入射至輻射發出 面2 1上，如圖中的輻射23所示）在第一次入射時全反射至 一種傳統的半導體本體中。 本發明的範圍中，藉由光子晶體7配置在第二半導體層 3中，則由於全反射而可使發射損耗下降。這例如可依據 輻射23來說明。光子晶體7藉由翻轉過程（圖中由一種翻 1314788 轉向量2 0來表示）而使輻射2 3轉變成輻射2 4，其在一種小 於全反射之角度θ下入射至輻射發出面21上。 這可藉由”在由光子晶體7所形成的柵格中各種翻轉過 程都是可能的”來解釋。翻轉過程在光子影像中對應於一種 統計式的散射現象，其中光子之波向量可藉由柵格之交互 作用而”旋轉”。一翻轉過程之機率是與光子晶體和光子的 能量及入射方向有關。 藉由與光子晶體7之交互作用，則可翻轉此輻射之入射 ，方向，此輻射在等於或大於臨界角θ之角度下入射至光子晶 體7，使此輻射在小於臨界角θ之角度下入射至輻射發出面 2 1上而射出。 輻射2 4 —部份經由輻射發出面2 1，此部份的幅射由輻 射2 5來表示’輻射2 4的一部份在輻射發出面2 1上反射， 這部份以輻射26來表示。須注意：已反射的輻射之對應於 輻射26之成份較全反射所反射的成份少很多。 光子晶體7之作用可與全反射之臨界角之放大相比擬。 Β 本發明薄膜半導體本體1之第2圖所示的實施例除了另 一特徵之外都對應於第1圖所示的實施例。此另一特徵是 結構元件1 3 ’其以所謂蟲眼的形式來構成，結構元件13 規則地配置在區域7b中。藉由這樣所形成的去反射結構， 則可有利地使可發出的輻射的成份再提高。然後，藉由上 述折射率幾乎以連續的方式由區域7a變化至結構元件 1 3 ’則此輻射在第一次入射至輻射發出面21上時較少的輻 射成份會反射回到半導體本體中。 -16- 1314788 藉由結構元件13，則二個干擾最大値28之間的區域27 可均勻地受到照明。 第3圖是本發明薄膜半導體本體丨之第三實施例，其具 有載體9和多層結構16。載體9和多層結構16之間配置一 黏合促進層8。此多層結構16包含一發光的活性層4，其 配置在P-導電之第一半導體層5和η-導電之第二半導體層 3之間。 第一半導體層5配置在活性層4和金屬反射層6之間。 導電性的反射層6用作鏡面且亦用作至第一半導體層5之 電性接觸層。反射層6藉由擴散位障層12而受到保護，擴 散位障層12配置在反射層6和黏合促進層8之間。第二半 導體層3之後配置著一射出層2，其光子晶體7具有周期 性配置的區域7 a和7 b。 在薄膜半導體本體1之製造方法中，在此處未顯示的生 長基板上依序以磊晶方式產生第二半導體層3，活性層4 和第一半導體層5。例如，在此種磊晶-多層結構上藉由濺 鍍或蒸鍍而施加該反射層6。多層結構16經由黏合促進層 8而與載體9相連接。載體9例如由鍺構成或主要成份是 豬。然後，去除該生長基板。 活性層4中所產生的輻射之主發射方向和由反射層6所 反射的輻射是以箭頭1〇或11而顯示在第3圖中。藉由此 二種輻射10和11之干擾所產生的光經由輻射發出面21而 由薄膜-半導體本體1發出。 反射層6和活性層4之間的距離d在本實施例中等於第 1314788 一半導體層5之厚度，須調整此距離d，使由活性層4所 發出的輻射可與反射層6所反射的輻射互相干擾。 因此，本實施例中須在半導體本體1之內部中調整該發 射特性，使至少第0和第1等級之輻射以一種小於全反射 之角度θ而入射至輻射發出面21上，輻射即由此面21發 出。此外，藉由光子晶體7使第2等級或更高等級的輻射 經由翻轉過程之後可由半導體本體1發出。 第4a和4b圖中顯示發光的薄膜-半導體本體（其具有平 > 滑之輻射發出面但未具備以GaN爲主之光子晶體）之二種 輻射之強度分佈曲線，其中此薄膜-半導體本體具有一種不 同的距離d。 活性層4至反射層6之距離d之較佳値對波長λ = 45 5奈 米（對應於以GaN爲主之折射率η = 2.5的半導體中之波長 λ=182奈米）之輻射而言是d = 50 nm以發出第〇等級的輻 射，d=140 nm以發出第1等級的輻射，且d = 230 nm以發出 第2等級的輻射。 > 第4a圖中顯示薄膜-半導體本體之強度分佈’其活性層 4和反射層6之間的距大約是1 55奈米。因此’此距離調 整成可產生共振，且在主輻射方向中可產生連續性的干 擾。在與先前之實施例相比較下，由於此距離而可產生第 0等級和第1等級之干擾最大値，其中第0等級之干擾最 大値是在角度大約〇度時發生。第0和第1等級之干擾最 大値由於其寬度而不能明顯地互相區分。 須調整薄膜-半導體本體（其強度分佈顯示在第4b圖中） -18- 1314788 之距離，以便在前向中產生破壞性的干涉。活性層4和反 射層6之間的距離大約是180奈米。因此，在0度時不會 產生一種干擾最大値。取而代之的是，在角度-45度和50 度時分別會產生第1等級的強度最大値。 第5圖顯示一種發射效率對距離d的模擬圖，即，已發 出的輻射之成份對已產生的輻射之比。此模擬是以未具備 光子晶體之GaN-半導體爲基準。在距離d=150奈米和d = 230 奈米時在主輻射方向中會產生一種建設性的干涉，此時發 B 射效率具有最大値。這對全部的角度都適用，其中曲線1 是角度20度時的發射效率，曲線2是角度30度時的發射 效率，曲線3是角度40度時的發射效率，曲線4是角度 50度時的發射效率。此處假設：在150奈米以下存在另一 最大値。 由折射率η = 2·5和周圍介質（較佳是空氣）之折射率n=l 開始，全反射的臨界角大約是θ = 24度。在距離d = 230奈米 時入射至輻射發出面21上的第二等級的輻射是與輻射發 I 出面21之法線形成大約60度的角度且因此可發生全反 射。於是，在d = 230奈米時的發射效率可小於d=150奈米 時的效率。 藉助於該依據第1級和第2級而調整的光子晶體，則第 2級可達成一種射出作用，此時以一種大於或等於24度之 角度而入射至光子晶體的輻射須轉向，使輻射以一種小於 24度之角度入射至輻射發出面21上。 在第6圖之第四實施例中，與第3圖之實施例不同之處 -19- 1314788 是在活性層4和第一半導體層5之間配置至少另一較佳是 薄的電荷載體-位障層15。此電荷載體-位障層15較佳是半 導體本體1之成份且因此以磊晶方式生長而成而成爲半導 電性者。在與第3圖之第三實施例比較下，一種射出層2 與光子晶體7配置在第二半導體層3上。第3圖和第4圖 所示之實施例中可對應於第2圖所示的第二實施例而在各 區域7a之間配置多個結構元件以形成一種去反射結構。 第7圖所示的第五實施例對應於一種微空腔（共振空腔 • LED)。第五實施例在第二半導體層3上具有第二反射層 14，此爲第3圖所示之實施例中所沒有的。第一反射層6 和第二反射層14之間的距離f因此須調整成可發生共振。 此距離f較佳是等於由活性層4所發出的輻射之波長。與 第3圖有關的說明適用於半導體本體1中所產生的干擾效 應。 第8圖中顯示一種光學組件，其例如包含一種如第1至 5圖之實施例中所示的具有外殼的薄膜半導體本體1。半導 I 體本體1安裝在導線架17上且形成在該外殼18之凹口 中。外殼18之凹口較佳是具有一種可使輻射反射的表面。 半導體本體1較佳是以一種澆注材料19來包封。 本發明當然不限於依據各實施例中所作的描述。反之， 本發明包含每一新的特徵和各特徵的每一種組合，特別是 包含各申請專利範圍-或不同實施例之各別特徵之每一種 組合，當相關的特徵或相關的組合本身未明顯地顯示在各 申請專利範圍中或各實施例中時亦同。 -20 - 1314788 【圖式簡單說明】 第1圖 本發明之薄膜-半導體本體的第一實施例之橫切 面。 第2圖 本發明之薄膜-半導體本體的第二實施例之橫切 面。 第3圖 本發明之薄膜-半導體本體的第三實施例之橫切 面。 第 4a, 4b 圖 未 具 備 光 子晶體之薄膜- 半 導 體 本 體 之 已 正 規化的強度分佈圖。 第 5圖 未 具 備 光 子 晶 體之薄膜- 半 導 體 本 體 之 發 射 效 率 的模擬圖 第 6圖 本 發 明 之 薄 膜 -半導體本 體 之 第 四 實 施 例 之 橫 切 面 〇 第 7圖 本 發 明 之 薄 膜 -半導體本 體 之 第 五 實 施 例 之 橫 切 面 〇 第 8圖 具 有 本 發 明 之 薄膜-半導 體 本 體 之 射 發 出 用 的 組件之橫切面。 【主要元件符號說明】 1 薄膜-半導體本體 2 射出層 3 第二半導體層 4 活性層 5 第一半導體層 6 反射層 -21- 1314788

7 光 子 晶 體 8 黏 合 促 進 層 9 載 體 10 已 產 生 輸 射 的 Ih 射 發 出 面 11 已 反 射 輻 射 的 輻 射 發 出 面 12 位 障 層 13 蟲 眼 14 第 二 反 射 層 15 位 障 層 16 多 層 結 構 17 導 線 架 18 外 殼 19 澆 注 材 料 20 翻 轉 向 量 21 輻 射 發 出 面 22 發 出 輻 射 用 的 輻 射 發 出 面 23 可 翻 轉 的 射 24 已 翻 轉 的 輻 射 25 已 發 出 的 輻 射 26 已 反 射 且 已 翻 轉 的 幅 射 27 均 勻 照 明 的 區 域 28 條 形 的 照 明 區 域 29 已 反 射 的 輻 射 -22 -

Claims (1)

1314788 ]『年+月Γ4修正本| 第95 1 20015號「薄膜-半導體本體」專利案 (2009年4月修正） 十、申請專利範圍： 1·—種薄膜-半導體本體（1)，包括：一用來產生輻射之活性 層（4)，一配置在活性層之後的輻射發出面（21)、一配置 在活性層（4)之遠離該輻射發出面（21)之此側上之反射層 (6)、以及一光子晶體（7)，其中，選擇該反射層（6)及該活 性層（4)之間的距離，以產生不同等級的干擾最大値，以 及在一種小於全反射之臨界角之角度中產生較低等級的 干擾最大値，且在一種大於全反射之臨界角之角度中產生 較高等級的干擾最大値，光子晶體針對較高等級之輻射來 調整，使較高等級的輻射是由光子晶體轉向而來且此輻射 在一種小於全反射之臨界角之角度下入射至該輻射發出 面（21) » 2. 如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1)，其中光子 晶體（7)配置在半導體本體（1)之面向該輻射發出面（2丨）之 此側上。 3. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜-半導體本體（1)，其中 光子晶體（7)在垂直方向中是由輻射發出面（21)所限定。 4. 如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1)，其中光子 晶體（7)具有多個第一折射率之第一區（7a)和多個第二折 射率之第二區（7b)。 5. 如申請專利範圍第4項之薄膜-半導體本體（1)，其中各區 域（7a，7b)規則地配置著。 1314788 6. 如申請專利範圍第4或5項之薄膜-半導體本體（丨）’其中 各區域（7a，7b)形成一維、二維或三維之柵格° 7. 如申請專利範圍第1項之薄膜·半導體本體 該活性層（4)和反射層（6)之間的距離（d)進行調整’ $ $ & 性層（4)在輻射發出面（21)之方向中所發出的賴射（1Q)e 與反射層（6)所反射的輻射（11)互相干擾，且可胃$ ~ ® 具有至少一優先方向的發射特性。 φ 8.如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1) ’其中 '活性 層（4)配置在第一導電型的第一半導體層（5)與第21導電 型的第二半導體層（3)之間。 9.如申請專利範圍第8項之薄膜·半導體本體（1)，其中第一 半導體層（5)配置在反射層（6)和活性層（4)之間。 10. 如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1)，其中薄膜-半導體本體（1)具有一去反射結構。 11. 如申請專利範圍第ίο項之薄膜-半導體本體（1)，其中該去 φ 反射結構具有多個結構元件（13)，其橫向尺寸小於半導體 本體（1)所發出的輻射之波長。 12. 如申請專利範圍第8項之薄膜-半導體本體（1)，其中第二半 導體層（3)具有該輻射發出面（21)。 13. 如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1)，其中薄膜-半導體本體（1)包含一種共振器（6，14)。 14. 如申請專利範圍第13項之薄膜-半導體本體（1)，其中第二 半導體層（3)之後配置一第二反射層（14)。 15. 如申請專利範圍第14項之薄膜-半導體本體（1)，其中第一 β14788 和第二反射層（6，14)是一種金屬層。 16. 如申請專利範圍第8項之薄膜-半導體本體（1)，其中反射層 (6)和活性層（4)之間的距離（d)等於第一半導體層（5)之厚 度。 17. 如申請專利範圍第8或16項之薄膜-半導體本體（1)，其中 反射層（6)和活性層（4)之間的距離（d)小於2λ，其中λ是半導 體本體（1)中輻射的波長。 _18.如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1)，其中半導體 本體含有GaN或含有至少一種GaN-化合物。 19. 如申請專利範圍第1項之薄膜-半導體本體（1)，其中具有一 種面向反射層（6)的載體（9)，其對此半導體本體（1)而言不需 生長基板。 20. 如申請專利範圍第19項之薄膜-半導體本體（1)，其中在反 射層（6)和載體（9)之間設有至少一黏合促進層（8)。 21. 如申請專利範圍第19或20項之薄膜-半導體本體（1)，其中 載體（9)具有導電性且可經由載體來與第一半導體層（5)相 接觸。