TWI323043B - - Google Patents

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1323043 ； 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於半導體發光二極體及其製造方法。 本案主張有2005年2月28曰提出申請之日本專利申 '請第2005-052934號之優先權，本文中援用其内容作為參 -考。 【先前技術】 具有氮化物系列化合物半導體（nitride based 擊compound semiconductor)之半導體發光二極體係藉由配 置發光部份於矽、陶瓷、碳化矽等基材上來形成。以下所 說明的各種類型的結構可用於發光部份。第一是於發光層 夾於第一導電類型的半導體層與第二導電類型的半導體層 之間的雙異質結構（d〇ubie hetero structure)。第二是極 薄的發光層夾於兩半導體層間的單量子井結構（single quantum well structure SQW)。第三是發光層由多層薄層 形成的夕虽子井結構（multiple quantum structure _)。此外’在習知的半導體發光二極體中，第一電極係 ，置於發光部份上，同時，在f知的半導體發光二極體中， 苐二電極係配置於基材的底部表面側上（亦即，與發光部份 為對向側之表面上）。該第二電極可以透過發光部份電性 連接至該第一電極。 除此之外 形成右宜插" 撐發光部份的角&，基材係 於出的光厚度。因此’為了有效地獲得從發光層 發出的先，可考慮在發光層與基#之間設置反射膜的結 317881 5 1323043 :構。若使用這類型的結構，從該發光層向基材方向發射的 光係由反射膜反射並且從該第一電極側向外發射。此外， 可考慮藉由重疊各有不同折射率的反射膜而改良反射係數 的結構（請參考專利文件1 :曰本未審查專利申請案，第 .一次公開號碼第2003-163368號）。專利文件丨所述的反射 膜係由主反射膜和次反射膜形成的多層結構，該主反射膜 -係由氧化銘（Al〇y)形成，其乃非導電材料，以及次反射膜 •係由神化紹鎵⑷GaAs)形成，該石中化铭嫁具有比主反射膜 春之折射率低的折射率。 二：’若考量的問題為例如··當光發射到半導體元件 微5弓.:丨二經由第一電極，從該發光層發出的光開始變得 1V: V? 一電極未形成於該半導體層的錢 :(亦即^亥發光部份）’但僅在其部份上形成時在第一 香與第二電極間之各部份中之 =就是說’該第一電極與該第一電極正的=會-==之!流路徑會比介於該第-電極與非在:第 此之外，因為介於該第一電::;間路徑為短。除 :於該兩者之電流路徑的距離成二==與 的量流動於該第一電極盘所以電流以比較大 上的位置間的電流路徑上。因此 方的第二電極 散是低量時，則僅會從該田在水平方向的電流擴 出光。 電極正下方的發光層附近發 與上述情況相比 可考慮藉由形成 第一電極實質完全 317881 6 1323043 :覆蓋於該半導體層（亦即，該發光部份）之整個頂部表面的 結構，而使電流擴散到整個半導體發光二極體，使得從發 光層取出光的有效性獲得改善。此外，也可考慮從薄電極 材料形成該第一電極的結構，該薄電極材料係透光的使 得光不會被阻擋於第一電極中。再者，也可考慮藉由設置 .電流阻擋層（Current obstructing layer)以使電流於整個 -半導體發光二極體流動的結構，該電流阻擋層係比墊（p a d ) -電極為寬且係位於該墊電極的正下方’使得位於該塾電極 鲁正下方的電流路徑之電阻值升高。 然而，在專利文件1所述之習知的半導體發光二極體 ，中，因為由非導電性的氧化鋁（Al〇y)材料形成的反射膜係 形，於導電層的周圍，所以電流不能通過該反射膜，而必 須穿過該反射膜之内側上的導電層，造成電流路徑變得更 小。由此，提昇了半導體發光二極體之正向電壓。 再者，於專利文件1所述之半導體發光二極體令，電 •流阻擋層係設置於該墊電極之正下方，而該墊電極係設置 於中央處。在具有此類型的結構之半導體發光二極體中， 該第一電極與第二電極間之電流路徑變長了，並且產生正 向電壓升高的問題。 此外，於專利文件1所述之半導體發光二極體的結構 中，若發光部份係在反射膜上形成，則容易發生晶體缺陷， 該晶體缺陷係因形成該反射膜之晶體的晶格之大小與形成 該發光部份之晶體的晶格之大小間的差異所造成。 與上述情形相比，可考慮預先形成反射膜以及基材組 317881 7 —的卩伤和發光部份組成的部份，然後將該兩個部份黏在 該造方法。然而，在此製造方法中，會產生有關於 μ二i合部份間之黏著性的問題以及有關於增加該製 的複雜性的問題。 【發明内容】 為了解決以上所描述的問題，於是構想出本發明，並 發明的目的是為了提供能降低正向（f〇rward direction)電壓之半導體發光二極體與其製造方法。 時使出^率=明之目的是為了提供能降低正向電壓，同 车道挪政 lght eXtractlon efficiency)能獲致改善之 半V體發光二極體。 此外，本發明之目的是為了提供能降低正向電壓 時使出光率能满# Μ 4 丰此獲致改善並且能更容易製造之半導體發光- 極體與其製造方法。 等骽毛九一 ^ 了解決以上所描述的問題，根據用來達成以上描述 士 ，之本發明的第一態樣，半導體發光二極體包括：基 材，配置於該基材之一主要 要表面上的發光部份；以及配置 ;I Ίχ光部份上的第一電極。 炫除此之外，從該一主要表面 方硯看4 ’該基材延伸超出該發光部份。此外，由導電 材料形成的導電層係在該一 W + 王要表面之基材側上形成，且 二= 要表面上方觀看時，所形成的導電層係自該發光 ^之㈣延伸朝向該基材延伸超出該發光部份的區域。 ^之夕’此導電層具有反射從該發光部份發出的光的功 317881 丄323043 此外’本發明的第二態樣係根據第一態樣之半導體發 光-極體’其中該導電層具有連接該基材至該發光部份的 功月b，且》亥V电層與該基材間之接觸電阻以及該導電層與 該發光部㈣的接觸電阻之總和係小於該發光部份^基 材間的接觸電阻。 ~ Α 此外本發明的第三態樣係根據該第一或第二態樣之 半導體發光二極體’其中’從該-主要表面上方觀i時， 該導電層不是形成於墊電極之正下方。 再者，本發明之第四態樣係根據該第一至第三離樣之 f一者之半導體發光：極體，其中，從該-主要表=上方 觀看時’所形成的導電層係自該發光部份的内側延伸朝向 絲材延伸超出該發光部份的區域，且該導電層係突出且 曝露直到該發光部份之外側。 再者，本發明的第五態樣係根據第一至第四態樣本之 任-者之半導體發光二極體，其中，由具有與該導電層之 斤射率不同的折射率的材料所形成的反射膜係配置於該導 電層之内侧上。 此外本發明的第六態樣係製造半導體發光二極體的 方法’該方法包括：在基材之一主要表面上形成發光部份 ，步驟；從該—主要表面上方觀看時，將該發光部份的-部份移除直到該基材為止，以便暴露該基材表面的一部份 ，V騾，攸6亥一主要表面上方觀看時，將下凹部份形成於 =基材之一主要表面中’以便從該基材之暴露區域朝向該 基材與該發光部份間的交界面的方向延伸之步驟；以及將 317881 9 丄⑷043 : 具有反射功能之導電材料埋置於該下凹部份的步驟。 根據以上所描述的,％樣’本發明具有以下的效應。 根據本發明的第一態樣，本發明能增進出光率。也就 疋说，由於從該發光部份發出的光被從該發光部份的内側 延伸朝向該基材延伸超出該發光部份的區域的導電層反 射，因此能降低該發光部份所發出的光被該基材吸收的比 例。此外，在該導電層中’可能將光反射至在出光表面的 方向（亦即，在該基材的一主要表面上方），因此能增進在 •出光表面上的出光率。此外，因為使用具有導電性的導電 層來反射光的結構，能藉由使用導電層而不至降低電流路 徑的大小以反射從發光部份發出的光。因此以上所描述的 凊况，能保持正向電壓在低位準同時增進半導體發光二極 體的出光率。 再者，根據本發明之第二態樣，除了第一態樣之效應 外^藉由使該導電層與該基材間之接觸電阻以及該導電層 •與該發光部份_接觸電阻之總和小於該發光部份與該基 材間的接觸電阻’可能降低流經該導電層（從該發光部份之 内側延伸朝向該基材延伸肖出該發光部份的區域延伸形成） 之電"路徑的電阻值。結果可能擴散電流遍及該半導體發 光-極體之整個表面。換言之，因為可能將從發光部份發 出的光取出至半導體發光二極體的外側而沒有被該第一電 極阻擋，所以能保持正向電壓在低位準同時更進一步增進 半導體發光二極體之出光率。 此外根據本發明的第三態樣，該導電層不是設置在 317881 1323043 墊電極的正下方（亦即，力φ # J P在電極墊下方的方向中的位置）。 、吕之，在該基材之-主要表面上，位於塾電極正下方的 區，係與紐光料和縣㈣觸，以及形成該導電層以 更％繞邊發光部份與該基材間的交界面。因而，可 與於塾電極正下方配置高電阻層（電流阻擋層）的結構一樣 的功效’可減少位於塾電極正下方的電流集中(一/ _centrat ion，或稱為電流密度），可改善第一電極對從 錯光部份所發射的光所造成餘何阻礙，並且可增進出 光率:因此以上所描述的情況，能維持正向電壓在低位準 同時增進半導體發光二極體之出光率。 再者，根據本發明的第四態樣，從該基材之一主要表 面上觀方看時，所形成的導電層從該發光部份之内側延伸、 朝向該基材延伸超出該發光部份的區域，且該導電層係突 出且暴露直到該發光部份的外側。因此，可降低設置有導 電層位置的電阻值，且可減少位於墊電極正下方的電流密 •度H可改善第—電極對從發光部份所發射之光之任 何阻礙。此外，亦能使從該發光部份發射到外側的光被導 電部份反射，該導電部份係突出且暴露直到該發光部份之 外側。因此以上所描述的情況，能維持正向電壓在低位準 同時更進一步增進半導體發光二極體之出光率。 根據本發明的第六態樣，光不僅被導電層之表面反 射，而且也被導電層與設於導電層内側的反射膜間之交界 面所反射。於是，能改良整個導電層之折射率同時增進半 導體發光二極體之出光率。 3 317881 1323043 : 根據本發明的第六態樣，因為該導電層是在基材上形 成發光部份之後埋置，與習知將該導電層與基材所組成的 部份點附到該發光部份所組成的部份的製造方法比較，移 除了該黏附步驟且簡化了製程。此外，若發光部份堆疊在 V電層之最上面，晶體成長是難以出現在形成於該導電層 •上之發光部份上，而使晶體缺陷容易出現在發光部份上。 '然而，應用本發明之第六態樣，可解決此問題。除此之外， =需要選擇提供該導電層與基材以及發光部份間之優越黏 ®著力的材料。於是，可簡化具有優越導電性與反射性之導 電材料的選擇，而能提供具有比較高的出光率，並且具有 較低位準的正向電壓之半導體發光二極體。 【實施方式】 接著參考半導體發光二極體的圖式說明根據本發明 之實施例，該半導體發光二極體具有作為半導體發光二極 體之氮化物基化合物半導體。

(第一實施例） 第1圖係根據本發明的第一實施例示出半導體發光二 極體之剖面圖。第一實施例之半導體發光二極體係由基材 匕發光部份2、第一電極3、第二電極4、墊電極9、以及 導電層U組成。 了材1係由具有如碎或碳化梦之導電性的材料形成。 二。兴：：社(亦即於其主要表面之-上)形成發光部 :二說，基材1可由低電阻η型矽(n，PeSil1C〇r〇 乂 1，基材1可自包括以石申（As)作為決定導電性之 317881 12 丄323043 n型雜質的n+型矽單晶形成。 ^具有發錢能層的半導體層形成的發光部份2係形 土材1之一主要表面，且當從該主要表面上方觀察 先^,發光部份2係形成使該基材1具有能夠延伸超出該發 :习2的區域。換言之，當從主要表面上方觀看時，在 ;材1之—主要表面上存在有未具有發光部份2的區 ^如第1圖所示，該發光部份2之第一結構實例係為雙 、貝結構’其中發光層7係夾於第—導電類型之氮化物系 列化合物半導體所形成的第—披覆層5(eladding Wed 與第二導電類型之氮化物系列化合物半導體所形成的第二 被覆層6之間。如第丨圖所示，發光部份2之第二結構實 例係為單量子井結構⑽），其中，極薄的發光層7係失二 第一披覆層5與第二披覆層6之間。如第1圖所示，該發 2份2之第三結構實例係由發光層7之多層薄層形成的 夕里子井結構（MQW)，該發光層7係配置於第一彼覆層5 與第二披覆層6之間。舉例來說，該第一披覆層5可“ 型（n-type)氮化鎵（GaN)形成，該發光層7可由 氮化鎵銦（InGaN)形成，以及該第二披覆層6可由p型 (P-type)氮化鎵（GaN)形成。 第一電極3係形成於發光部份2上。該第一電極3構 成本發明之第一實施例之半導體發光二極體之陽極電極。 為了能傳送從發光部份2發出的光，該第一電極3係形成 非常薄以便能透光。舉例來說，該第一電極3可由疊層具 有5奈米（nm)之薄膜厚度之鎳（Ni)連同具有5奈米^…之 317881 13 1323043 薄膜厚度之金(Au)形成。在該第 f ^ 9 ° ^ Φ ^ Q ^ m + 電極3之表面上形成墊 體發光二極體電性連接到外面，並且二:二 b_i⑻等方法電性連接。如亍^ ^接合（咖 電極3不ffl瑨葚丄 不於苐1圖也可能讓該第一 3不關盍錢光部们之整個頂部表面 而疋形成在該發光部份2之頂 ^成 外，在tl· π 2 + 、表面之邛伤區域中。此 在此例子中，即使該第一電極 可獲得本發明之功效。 I⑽㈣極9’亦 第二電極4係形成於基材！之其他主要表面 之底部表面）。第：電極構成本發明 ^ 銘⑴舉例來說，該第二電極4可由 2於1本身與：第成一該第二電極4使得電流透過該發光部份 有任何短路Γ Η之間流動而不會與該第-電極3 -主iff 11係定位於下凹部份1U，該下凹部份山在 形成ITS之基材1側上以環狀形狀（即，甜甜圈的形狀） $成’亦即，該基材1 一 份區域令。分而：主要表面(即’頂部表面)的部 严丨//# 攸上面觀看該一主要表面時，該下凹部 ^層配置㈣在“極9正下㈣區域卜該導 ^ '、經疋位以填滿此下凹部份11 a。 11 1之主要表面上方觀看時，亦期望該導電層 狀形狀（即，甜甜圈的形狀）形成，該環狀形狀從 ㈣側延伸至該基材1延伸超出該發光部份2 -域°換言之’係期望將該導電層u形成使能突出直到 317881 14 1323043 發光部份2的外側。此外，從該一主要表面上方觀看時， 亦期望該導電層11突出直到該發光部份2的外側而且也暴 露在外。換言之’係期望將該導電I n定位使包括與該發 光部份2之外圓周相鄰的該發光部份2之内側、以及以環 .狀形狀定位使能圍繞所形成之發光部份2之外圓周的導電 .層11之暴露部份11，能彼此連續地形成（形成該導電 -的區域在下文中稱為區域A)，注意，在第1圖中，期待將 -導電層11延伸直到該基材丨的邊緣，然而，將導電層U •延伸直到該基材1的邊緣是非必要性的。 導電層11反射從該發光部份2發出的光。該導電層 11係由具有低電阻（或高密度的雜質）之導電材料形成，並 且與第-披覆層5以及基材i電性連接。亦即，該導電層 11係形成於該基材1與該發光部份2之間，並且以低電阻 與該基材1以及該發光部份2電性連接。 _ 於是，期待在至少導電層U與基材丨之間的交界面之 •接觸電阻以及在導電層u與發光部份2之間的交界面的接 觸電阻之加總係小於在發光部份2與基材i之間的交界面 之接觸電阻，使得通過該導電層U之電流路徑k電阻值 ㈣沒有通過該導電層U之電流路徑C之電阻值。藉由使 用巧類型的結構’電流輕易地通過該導電層^，且在圖示 中流經該半導體發光二極體的電流輕易地在水平方向擴散 (亦即，與電流路徑錢直方向）。於是，期望導電層n 與基材1係以歐姆接觸。此外，亦期望該導電層η鄉光 部份2也以歐姆接觸。另外期望構成該導電層u之材❸匕 317881 基材1的材料具有更小的片電阻（sheet resistance)e ，J 右ι光σ卩份2與基材1間的交界面的附近係由 相同的"型半導體所形成，則為了降低導電層11之交界面 的接觸電阻，係期望該導電材料11之構成材料具有小的功 函數。於是期望導電材料Π至少包括銀㈤、铭0U)、以 及金（Au)t #為構成％素。相反地若發光部份2與基 材1間的父界面附近係由相同的p型半導體形成，則期望 該V電層11之構成材料具有大的功函數，並且期望該導電 層11至少包括姥（Rh)、錄⑻）、把⑽、以及翻⑽之一 作為構成元素。 第_2圖係根據示出於第1圖中之本發明的第-實施 7 ’例不半導體發光二極體之操作與效應的剖面圖。根據 發月的第一貫施例之半導體發光二極體，能增進出光 ，二如從發光部份2觀看時，從發光部份2發出的光不僅 2向上發出的光U(亦即，朝第—電極3的方向），而且也 =向下發出的光（亦即，朝第二電極4的方向）。該向下發 出的一部份光係由導電層U反射’而變成向上行進的光 ^光也從發㈣份2之側表面發出。從側表面發出的一 =份光也經由導電層u反射，而成為向上行進的光⑴ 増：出=7第一實施例之半導體發光二極體中，能 均逛出光表面（亦即，向上）之出光率。 此外，根據第一實施例之半導體發光二極體因為導 也作為反射膜的功能，所以能藉由有效地使發出的 反射朝向出光表面的方向以增進出光率而同時確保維持 317881 16 “ L路彳二亦即，能增進出光率同時保持正向電壓在低位 準。 _ 再者根據第一實施例之半導體發光二極體，導電岸 1不疋》又於塾電極9之正下方，而是設於區域A中。因此， 此降低通過該導電層電阻值，並且能達成如同高電阻 層（亦即’電流阻播層）設於該墊電極9之正下方的結構之 -相同效應。亦即，能降低位於塾電極9之正下方之電流的 ▲密度，改善明亮度之不均勾性，以及達成延長的使用期1限、。 修（第二實施例） 第3圖係根據本發明之第二實施例示出半導體發光二 .極體之剖面圖。在第3圖中，與示出於第1圖中之第一實 施例之構成元件相同的構成的元件係給予相同的元件符、 號。第二實施例主要與第一實施例不同於導電層U在平坦 表面上之配置，以及發光部份2、第一電極3、以及墊電極 9之配置組態。 • “根據本發明之第二實施例，半導體發光二極體係期望 發光部份2以環狀形狀形成（亦即，甜甜圈的形狀）使得基 材1具有延伸超出該發光部份2的區域，並且導電層11 係疋位於形成於基材1之頂部表面側且延伸朝向從發光部 伤2之内側延伸的區域（亦即，暴露的區域11，）之下凹部 伤11 a此外’係期望以包括導電層11之外圓周之環狀形 狀（亦即，甜甜圈的形狀）形成該發光部份2，以及從基材1 之主要表面上方觀看時，形成了該發光部份2以便圍住 *玄導书層11之暴露部份11 ’ 。換言之，係期望該導電層 17 317881 1323043 :Π犬出直到該發光部份2之外側，且具有暴露部份n，。 此外形成在該發光部份2之頂部之該第一電極3也期望以 壞狀形狀（亦即’甜甜圈的形狀）形成。再者，形成在第- 電極3之頂。p的塾電極9也期望以環狀形狀（亦即，甜甜圈 的形狀）形成，以及該塾電極9係形成在該第一電極之外圓 周之周圍。此外，在第3圖中，也可能在該導電層u之暴 露區域11’之有限區域中於該導電層u之内側上形成下 ▲凹部份’並且填充具有不同於導電層u之優越的反射係數 _之材質。 帛4圖係根據示於第2圖中之本發明的第二實施例， 用以例不半導體發光二極體之操作與效應之剖面圖。根據 本發明之第二實施例之半導體發光二極體，與第一實施例 之半導體發光二極體相同地，能增進出光率。亦即，如從 發光部份2觀看時’從發光部份2發出的光不僅有向上（亦 即，朝第一電極3的方向）發出的光u，而且有向下（亦即， 朝第二電極4的方向)發出的光。一部份向下發出的光係為 導電層11所反射，並且成為向上行進的光L2。光亦可從 發光部份2之内側上之側表面發出。從側表面發出的一部 份的光亦為導電層11所反射，並且成為向上行進的光L3。 因而，能增進本發明之第二實施例之半導體發光二極體中 之出光表面（亦即，向上）的出光率。 此外，根據第二貫施例之半導體發光二極體，因為導 電層11也作為反射膜之功能，所以能藉由有效地使發出的 光反射朝向出光表面之方向以增進出光率，同時確保維持 317881 1323043 w _電抓路k亦即，能增進出光率，同時維持正向電壓在低 位準。 此外，根據第二實施例之半導體發光二極體，該導電 f η不是設於墊電極9之正下方，而是設於區域"。換 。之導a電層11之配置係侷限於距墊電極9相對較遠的位 置於疋藉由定位該導電層11，能降低通過該導電層u -之電阻值’並m達成如同高電阻層（亦即，電流阻擔層） / 於《電極9之正下方之結構所達成之相同的效應。亦 •: ’此降低位於該墊電極9之正下方的電流濃度、改善明 儿度的不均勻性，以及達成延長的使用期限。 (第三實施例） * 第5圖係根據本發明之第三實施例，示出半導體發光 二極體之剖面I在第5圖中，與第丨时所示出的第一 實施之構成元件相同的構成的元件係給予相同的符齋 第一與第二實施例令，所描述的結構係將一對電極設U於基 材1之底部纟面以及半導體發光二極體區域之頂部表面， 而且電流朝二極體之厚度方向（亦即，垂直方向）流動，缺 而，如示於第三實施例中，也能應用本發明於具有電流朝 水平方向流動的結構的半導體發光二極體。亦即，也可應 用本發明於第一電極3與第二電極4平行定位於該一主: 表面上方的結構。此外，在第三實施例中，第一實施例之 基材1係由半導體層15形成在非導電性基材14上的結構 所取代。 ' ° 此處，也可能在第二電極4與半導體層15之間形成接 317881 19 1323043 •觸層13。請注意，第一彼覆層5與接觸層 '係期望將導電層π配置於下凹部份丨二::汾 lla^係於半導體層15之一主要表面（亦即，頂部表面）之一 部份的區域中形成，且從該半導體層15之一主要表面上方 -觀看時，所形成之該導電層11係從發光部份2之内側延伸 •至基材延伸超出該發光部份2的區域。換言之係期望形 •成該導電層11以便能突出直到該發光部份2之外側。再/ -者，從該一主要表面上方觀看時，也期望該導電層丨丨突出 直到該發光部份2之外侧，並且同時暴露。換言之係期 望使該導電層11定位以便使包括與發光部份2之外圓周相 鄰之該發光部份的内側、以及以環狀形狀定位以便包圍所 形成該發光部份2之外圓周之導電層u之暴露部份u， 能彼此連續地形成。同時也期望從一主要表面上方觀看 時，該導電層11經過該暴露部们！，延伸直到該接觸層 13之内側H當從—主要表面觀看時，亦期望該下凹 部份11a係定位於非該塾電極9正下方的區域。注意，具 有電流流向水平方向之結構的半導體發光二極體中:也^ 能使用由藍寶石等所製成之非導電基材，而不是使用由石夕 等所製成之導電基材。此外’從該一主要表面上方觀看時， 所形成的該導電層^位於該接觸層13之整個底部表面 之正下方，然而沒有必要包括位於接觸層13之正下方的區 域。然而，係期望形成該導電層11以便能包括緊鄰該半導 體層5的區域之—部份。除此之外，也可能在該導電層U 之暴露區域11之受限區域中的導電層11之内側上形成 317881 20 1323043 T凹部份’以及以具有不同於導電層11之優越反射係數之 材質填充之。 第6圖係根據示出於第5圖中本發明之第三實施例， 用以例示半導體發光二極體之操作與效應的剖面圖。在第 二貫施例之半導體發光二極體中，電流在半導體發光層15 之内部以水平方向流動，然而，藉由形成導電層11，使得 5 ‘電層Π在半導體層η内部突出直到發光部份£之外 側，而以如第一實施例之半導體發光二極體之相同的方 式此增進出光率。亦即，當從發光部份2觀看時，從該 2光部份2發出的光不僅有向上發出的光L1(亦即，朝第 電本3的方向），而且有向下（亦即，朝第二電極4的方 向）發出的光。一部份向下發出的光係為導電層11所反 f ’並且成為向上行進的光L2。光也從該發光部份2之側 义面發出。從側表面發出之一部份的光也被導電層“反 L = 2向上行進的光U。因而，此半導體發光二極 广、在出光表面（亦即’向上）之出光率成為可能。 在夕’根據第三實施例之半導體發光二極體， 電層11也作為反射膜的功能，能藉由有效地使發出的：： ，向出光表面之方向以增進出光率，而同時確 準。 ^進出㈣’同時保持正向電壓在低位 ?者’根據第三實施例之半導體發光二極 11不疋設於墊電極9之正下方。換 導電層 配置係侷限於離該墊電極9 ' Λ ^ Θ 11之 之相對較遠的位置。於是藉由 317881 21 I323U43 疋㈣導電層Π，能降低通過該導電層u之電阻值，並 且能達成如同高電阻層（亦即，電流阻擋層）設於該墊電極 之下方的、..α構中所達成之相同效應。亦即，能降低位 於該墊電極9之正下方的電流濃度、改善明亮度的不均句 性’以及達成延長的使用期限。 (第四實施例） 第7 ®係根據本發明之第四實_，示出半導體發光 二極體之剖面圖。在第7圖中，與示出於第1圖之第二實 •施例之組成元件相同的組成元件係給予相同的元件符號。 第四實施例不同於第一實施例在於由具有與導電層 折射率不同的折射率之材質形成之反射膜12係設於該導 電層11之内侧上。可應用第四實施例至第一至第三實施 例。構成該反射膜12之材質係期望比導電層u具有更高 的折射率，並且可以是非導電性材質。 、 问 、…第8圖係根據示出於第7圖之第四實施例’用以例示 半導體發光二極體之操作與效應之剖面圖。根據第四實施 例之半導體發光二極體，能達成比第一實施例之半導體發 光-極體更為增進的出光率。亦即，如從發光部份2觀看 時，從發光部份2發出的光不僅有向上（亦即，朝第一電極 3之方向)發出的光u ’而且有向下(亦即，朝基材】的方 向）發出的光。一部份向下發出的光係為導電層Η反射， 並且成為向上行進的光L2a。另一部份向下發出的光係為 反射膜12所反射，並且成為向上行進的光L2b。光也從該 發光部份2之側表面發出。從側表面發出的一部份的^亦 317881 22 1323043 1 ^層11反射’並且成為向上行進的光L3a。從側表面

發出的另—部份的光被反射膜12反射，並且成為向上行進 的光L3b。因而，第四實施例之半導體發光二極體在出光 表，^ (亦即，向上）達成更增進的出光率。此外，根據第 四貫施=的半導體發光二極體，因為導電層11亦作為反射 膜的力月b，所以能藉由有效地使發出的光反射朝向出光表 a的方向以增進出光率，同時確保維持電流路徑。亦即， 能增進出《率同時保持正向電壓在低位準。 再者，根據第四實施例之半導體發光二極體， =也作為反射膜的功能，所以能藉由有效地使發出: 電流路：：光表：的方向以增進出光率’同時確保維持 準。i μ即’能增進出光率同時保持正向電壓在低位 根據第四實施例之半導體發光二極體，導電声 於弟一至第三實施例中稱為區域Α的區域中。： 位置。於Γ A之二，限於他 II之電阻值，而且能達—卜能降低通過該導電層 層）設於㈣㈣正·;㈣，電流阻擒 能降低位於位㈣電極 线亦即’ 的不均勾性、以及達成站具 电“度、改善明亮度 及這成延長的使用期限。 (製造方法） 第9A至第9F圖係根據本發明的實施例示出制1 體發光二極體之方法的每& ，、她灼不出製造半導 的只例的剖面圖。第9Α至第9F圖係 317881 23 1323043 • 2用f 1 f所示之第—實施例之半導體發光二極體為例。 請注意，第9A至第9F圖中第！圖的構成元件中相同的構 成元件係給予相同的元件符號。 百先，準備好基材1，使用有機金屬氣相磊晶 (metalorganic vap〇r Phase epitaxy，M0VPE)方法將第 坡覆層5發光層7、以及第二披覆層6依順序堆疊在基 材1上。結果，在基材丨上形成發光部份2。然後在第二 -披覆層6之整個表面上形成透明電極，並且此透明電極形 ♦成該第-電極^詳見第9,圖）。下一步，在基之表面 上（亦即，在第一電極3側的表面上）選擇性形成光罩 • (Ph〇t〇mask)。然後執行乾蝕刻。在此乾蝕刻中，利用基材 .:與發光部份2間之㈣速度的差異性，如第9B圖所示， $擇性地將第—電極3與發光部份2之部份移除以形成凹 21基材1之頂部表面的部份係為這些凹槽所暴露。 下步，例如，使用由氳氟酸（HF)與硝酸（HM03)之液 % 物衣成之蝕刻溶劑，僅在基材1之暴露部份上執行 •、向性餘刻（iS〇tropicetching)。因而，在基材i之一主 要表面上形成下凹部份lla，以使下凹部份11a從該基材1 之曝露部份延伸而朝向基材1與發光部份2間之交界面之 =°換言之’基材i係以凹槽21作核刻岐點，以及 ^材^之一主要表面上形成該下凹部份11a。如第9C圖 這二下凹部份11a係形成具有由發光部份2製成的 伸出部份。 接著，使用電鍍方法' 化學氣相沈積（CVD)法、溶膠- 317881 24 1323043 凹部份11 a中埋置至少一 ’具有反射機能之導電層 凝膠法（so卜gel)等方式，在該下 導電材料。因此’如第9D圖所示 1 1係形成在該下凹部份1 1 a中。 下一步，如第9E圖所千，铱 之敕徊在卹主；u ’、弟一電極4係形成於基材1 i個底邛表面上，而塾電極9係 个 u 私徑a 丁、形成於第一電極3上。 下一步，如第9F圖所示，朝簽 頭2 3之方向執行切割。因 而，完成了許多第1圖所示半 u 根據弟「^四貫施例之半導體發光二極體，亦可使用以 上所描述的製造方法製造。 由於上述的結果，根據本實施例之製造 化材料的選擇以形成導雷厣M 女 八敗*間 朵替”, 電層11。亦即，在基材1上形成發 先# 2後，可使用等向性钱刻等來形成下凹部份⑴， 亚且在下凹部份lla中可形成該導電層1卜因此，相較於 執打接合(b〇nding)的方法，即習知的製造方法，本實施例 的製造方法不會出現有關於導電層11與基材1以及發光部 伤2間之黏著力的問題。此外，因為沒有在導電層"上堆 疊該發光部份2的步驟，所以對晶體成長而言很難出現在 發光部份2，而能減少晶體缺陷。 再者，根據本發明的製造方法，因為沒有將基材1與 發光f份2黏接在一起的步驟，所以能輕易地製造第一至 f四貫施例之半導體發光二極體。因此，根據此製造方法， 月b以低成本製造半導體發光二極體，該半導體發光二極體 具有較咼出光率，以及較低的正向電壓。 以上說明了本發明的實施例，然而本發明之半導體發 25 317881 1323043 光二極體以及半導體發光二極體之製造方法不是只侷限於 上述發明的實例中，並且在不脫離本發明之精神與範脅 下’能在某種程度做出各種修改。 口本發明對多種半導體發光二極體係有效的。也就是， y應用本發明至多種發光二極體。例如，可應用本發明至 乳化鎵系列化合物藍光發光二極體（Mue Hght叫 此3 Γ t月之&佳實施例已說明且例示如上，應該瞭解這 ::==2範用，而不可視為侷限本發明。在不脫 替代：以及：:ΓΓΤ’可以對本發明做出增加、刪除、 管代以及其他修改。因此，太旅ηη 限，而僅由申請專利範圍所限制：月不為上述的說明所褐 【圖式簡單說明】 第1圖係根據本發明的第—者 一 二極體之剖面圖； 风轭例，示出半導體發光

第2圖係根據本發明 一極體的操作與功效之剖 的第一實施例 面圖； 第3圖係根據本發明 二極體之剖面圖； 的第二實施例 例示半導體發光 示出半導體發光 的第二實施例 面圖； 的第三實施例 的第三實施例 ’例示半導體發光 ’示出半導體發光 ’ W示半導體發光 第4圖係根據本發明 二極體之操作與功效之剖 弟5圖係根據本發明 二極體之到面圖； 第6圖係根據本發明 317881 26

二極體〜诉T卜興功效之剖面圖 第7圖係根據本發明的第四實施例 二極體之剖面圖； 第8圖係根據本發明的第四實施例 二極體的操作與功效之剖面圖； 9Α圖係根據本發明的實施例 極體的方法之剖面圖； 9Β圖係根據本發明的實施例 極體的方法之剖面圖； 第9C圖係根據本發明的實施例，示 二極體的方法之剖面圖； 第9D圖係根據本發明的實施例，示 二極體的方法之剖面圖； ’禾出半導體發光 例示半導體發光 示出製造半導體發光二 示出製造半導體發光二 出製造半導體發光 出製造半導體發光 出製造半導體發光 出製造半導體發光 1 3 5 7 11 11a 第9Ε圖係根據本發明的實施例，示 二極體的方法之剖面圖；以及 第9F圖係根據本發明的實施例，示 一極體的方法之剖面圖。 【主要元件符號說明】 基材 2 發光部份 第一電極 4 第二電極 第一披覆層 6 第一坡覆層 發光層 9 墊電極 導電層 11， 暴露部份 下凹部份 12 反射膜 317881 27 1323043 ;13 接觸層 14 非導電性基材 15 半導體層 21 凹槽 23 箭頭 28 317881

Claims (1)

1323043 第95104850號專利申請案 (98年6月8日） 9~|·1日|正替換頁 I 十、申請專利範圍： • L-種半導體發光二極體，包含： - 基材； 發光部份，該發光部份係配置於該基材之一主要表 面上；以及 第一電極，該第一電極係配置於該發光部份上，其 中， 從其上形成有該發光部份的基材之該主要表面上 • 方觀看時，該基材係延伸超出該發光部份，以及其中 該半導體發光二極體復包含導電層’該導電層係反 射從該發光部份發出的光並且由導電材料所形成，且該 導電層係在該主要表面之基材侧上形成，並且從該主要 表面上方觀看時，該導電層係從該發光部份之内側延伸 朝向該基材延伸超出該發光部份的區域而形成。 2. 如申請專利範圍第1項之半導體發光二極體，其中，該 • 導電層具有連接該基材至該發光部份的功能，並且該導 電f與該基材間之接觸電阻（R1)以及該導電層與該發 光°卩伤間之接觸電阻（R2)之總和係小於該發光部份與 該基材間的接觸電阻（R3)，即（r1+r2) <r3。 、 3. =申請專利範圍第丨項之半導體發光二極體，其中，從 /、上形成有該發光部份的基材之該主要表面上方觀看 時，塾電極的下方不存在該導電層。 t申π專利範圍第丨項之半導體發光二極體，其中，從 /、上形成有該發光部份的基材之該主要表面上方觀看 317881修正版 29 1323043 ^ ^95TO2fp50號專利申 一 .· 』！-謂正替換頁(98年6月SI 4，所形成之該導電層係從該^卩份之内j則延伸朝向 該基材延伸超出該發光部份之區域，並且該導電層係突 出且暴露直到該發光部份的外側。 ’' 5. 如申請專利範圍第〗項之半導體發光二極體，其甲，由 具有與該導電層之折射率不同折射率之材料所形成的 反射膜係配置於該導電層之内側上。 6. —種製造半導體發光二極體之方法，包含下列步驟： 在基材之一主要表面上形成發光部份的步驟； ^從其上形成有該發光部份的基材之該主要表面上 方觀看時，將—部份的該發光部份移除直到該基材 暴路該基材之表面之一部份的步驟； 從該主要表面上方觀看時，在該基材之該主要 中形成下凹部份，以使從兮其4 s恭 暴露區域延伸朝向 該基材與該發光部份之交界面的方向的步驟；以及 將具有反射功能之導電材料埋置於該下 的步驟。 r 317881修正版 30