TWI438922B - 半導體發光元件及半導體發光元件的製造方法 - Google Patents
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Description
本發明關於一種半導體發光元件,特別是關於提高光取出效率的半導體發光元件及半導體發光元件製造方法。
在由半導體材料構成的半導體發光元件中,半導體發光元件內部的折射率高於空氣(光最終射出處)的折射率。由此,在半導體發光元件內的pn接面產生的光由於在半導體與空氣間的介面材料上的折射率差異而被反射,不能將光充分取出到半導體發光元件外。
作為該問題的對策,提出了將透明材料層疊在半導體發光元件的光取出面之上的方案,其中的透明材料的折射率介於半導體材料的折射率與密封樹脂及空氣的折射率之間。另外,還提出了藉由例如將光取出面進行粗糙化等的加工來增加光取出面積/立體角的方案,並被實用化。
但是,即使採用這些方法也未能實現有效地取出並最大限度地利用半導體發光元件內產生的光。
本發明觀點屬於一種半導體發光元件,其包含發光功能層疊體,又其發光功能層疊體包含具有發光功能的發光區域,且半導體發光元件包含光取出面,其光取出面從發光區域取出所射出的光,以及配置在光取出面之上向上凸
起的透鏡。
本發明主題的另一個觀點屬於半導體發光元件的製造步驟,其包含在生長基板的的其中之一個主表面生長發光功能層疊體,形成貫穿發光功能層疊體的槽部,且形成貫通發光功能層疊體的槽部,並在生長基板的一個主面的區域向生長基板進行等向蝕刻,其區域具有藉由已貫通的發光功能層疊體的槽部而暴露,藉以在生長基板上形成空穴,在空穴中充填折射率比構成發光功能層疊體的材料低的材料,藉以形成朝向生長基板呈凸起的透鏡,及去除生長基板,藉以使發光功能層疊體的光取出面及透鏡露出。
以下結合附圖做為參考而對本發明的各種實施例加以說明。在全部的圖式中,對相同或相似的部件或元件賦予相同或相似的元件符號,且相同或相似的部件或元件之敘述將會省略或是精簡。
在下方的敘述中,許多特定細節會被提出,例如特定訊號值…等,以提供本發明徹底的了解。然而,對擅長此技術的人是顯而易知的,本發明可以不需此特定細節而加以施行。
如圖1所示,根據本發明的第一實施例的半導體發光元件包括:具有發光功能的發光區域34之發光功能層疊體30,其中,發光功能層疊體30具有從光取出面30a至
比發光區域34更深的位置所形成的槽部42;且朝向配置在光取出面30a的上方並覆蓋槽部42之凸面透鏡40。根據第一實施例的半導體發光元件還包括:支撐發光功能層疊體30的支撐基板10、在支撐基板10上形成的反射膜20、與發光功能層疊體30連接的第一電極50以及與支撐基板10連接的第二電極52。
支撐基板10具有作為用於使發光功能層疊體30外延生長的基板之功能,以及作為第一電極50及第二電極52之間的電流通路的功能。支撐基板10的厚度約形成200微米~500微米,且添加決定導電型態的雜質。支撐基板10由矽(Si)、砷化鎵(GaAs)和例如氮化鎵(GaN)等的氮系化合物半導體構成。
發光功能層疊體30具有發光功能,能夠做成例如將第一半導體層32、發光區域(活性層)34、第二半導體層36彼此加以層疊而形成的雙異質結構。在此,第一半導體層32是由添加了鎂(Mg)作為p型摻雜劑的Alx
Iny
Ga1-x-y
N(在此,x及y是0≦x<1,0≦y<1)構成,例如是GaN形成的p型包覆層。活性層34是由AlxIny
Ga1-x-y
N(在此,x及y是0≦x<1,0≦y<1)構成,例如是氮化銦鎵(InGaN)。第二半導體層36是由添加了Si作為n型摻雜劑的Alx
Iny
Ga1-x-y
N(在此,x及y是0≦x<1,0≦y<1)構成,例如是GaN形成的N型包覆層。在圖1所示的雙異質結構的情況下,活性層34成為發光區域。另外,在圖1中,活性層34圖示為一個層,還可以採用:將由Inx
Ga1-x
N構
成的障壁層和由GaN構成的井層交錯反復多次配置構成的多重量子井結構;或由GaN構成的成對的井層並夾著由InxGa1-x
N構成的障壁層,所構成的單一量子井結構等;及其類似者。另外,發光功能層疊體30能夠省略活性層34。如果在省略活性層34的情況下,則電子與空穴再與彼此結合的第一半導體層32和第二半導體層36的介面附近成為發光區域。
第一電極50以作為陽極以及銲墊電極來發揮功能,且與發光功能層疊體30低電阻(歐姆)接觸。第一電極50是藉由蒸鍍和類似者而將金(Au)進行退火處理或鎳(Ni)和Au彼此進行層疊所形成的電極,且由退火一所得的薄膜而獲得。第一電極50具有使由例如活性層34等的發光區域產生的光不能透過的厚度。因此,光取出面30a中沒有被第一電極50覆蓋的部分就成為將從發光區域發出的光取出到半導體發光元件的外部的有效的部分。例如,如圖1所示,在將第一電極50配置在發光功能層疊體30的光取出面30a的實質上中央的情況下,第一電極50的周圍成為取出光的有效部分。
第二電極52與支撐基板10的設有發光功能層疊體30之相對的面進行低電阻(歐姆)接觸。第二電極52是由蒸鍍或類似者而將Au退火或Ni和Au彼此進行層疊且退火所得的薄膜,而因此構成之電極。
反射膜20是為了抑制在支撐基板10的上方從發光區域(活性層)34產生的光免除被支撐基板10吸收而設置
的。反射膜20可採用Ag合金、Ni合金、氧化銦錫(ITO)及其類似者。另外,如後述的製造方法所示,在使用層合技術形成根據第一實施例的半導體發光元件的情況下,在反射膜20與支撐基板10之間,形成由焊錫及導電性黏合劑等彼此接合Au、Au合金、Al、Ag合金、銠(Rh)、鉑(Pt)極其類似者的金屬層的接合金屬層。
透鏡40配置在發光功能層疊體30的光取出面30a的沒有形成第一電極50的區域上。透鏡40能夠使用的材料的折射率,要小於構成發光功能層疊體30的氮系化合物半導體或其類似者的半導體材料的折射率,且大於最終發出光的半導體發光元件的外部的折射率。透鏡40能夠使用例如環氧樹脂、矽膠樹脂、氧化鋁(AlOx)、氧化鐵(Fe2
O3
)、氮化矽(SiNx
)、氧化鈷(CoOx
)、氧化鋯(ZrOx
)、氧化銅(CuOx
)、氧化鈦(TiO2
)、氧化鋅(ZnOx
)、氧化銦(In2
O5
)、氧化錫(SnO2
)、氧化鉿(HfO2
)或其類似者的電介質(折射率:1.1~2.4)。另外,較佳地,透鏡40是具有似拱狀的半圓球或似角錐形狀的錐體等的向光出射方向(向上方向)凸起的形狀。具有半圓球或角錐體形狀的透鏡40從光取出面30a側看半導體發光元件,每一個透鏡40的底面的直徑為0.4~200微米。
從光取出面30a側看半導體發光元件,槽部42包含在透鏡40中,並在透鏡40的正下方從發光功能層疊體30的光取出面30a朝向與光取出面30a相對的面而形成。至於從半導體發光元件的光取出面30a看向槽部,槽部42形
成圓點狀或線(槽)狀。同樣,在槽部42上方的透鏡40也形成圓點形狀或線狀。每一個槽部42的直徑或寬度小於每一個透鏡40的底面,例如為0.2微米~100微米。如圖1所示,在槽部42中,由於埋入與透鏡40上使用的電介質同樣的電介質,所以,埋設有透鏡40的一部分。在圖1中作為一例,顯示為槽部42從發光功能層疊體30的光取出面30a向與光取出面30a相對的面貫通;但是,槽部42也可以不貫通發光功能層疊體30。只是期望所形成的槽部42的底面比活性層34的發光區域深,且更期望槽部42的底面貫通發光功能層疊體30。
以下說明根據第一實施例的半導體發光元件的功能以及半導體發光元件產生的光的行進路線。
根據第一實施例的半導體發光元件的內部的折射率為:構成障壁層的Inx
Ga1-x
N的折射率約為3.0,構成第一半導體層32及第二半導體層36的Alx
Ga1-x
N或GaN的折射率約為2.4~2.5。明確地,構成障壁層的Inx
Ga1-x
N的折射率高,所以從活性層34產生的光在第一半導體層32及第二半導體層36上產生全反射,比較而言,光向側方行進至有關於光取出面30a的光比較多,因此光的影響不能忽視。
構成發光功能層疊體30的氮系化合物半導體的折射率為2.4~2.5,其比埋入槽部42的電介質的折射率高。因此,如圖2的左圖所示,關於具有規定角度以上的入射角的光的一部分在發光功能層疊體30與每一個槽部42之間的介
面上反射,向光取出面30a方向行進,到達設於發光功能層疊體30的上方的凸透鏡40。關於由發光功能層疊體30發出的光,在比起沒有設置透鏡40的情況下,抑制了在光取出面30a與外部的介面上的全反射的光。在此,通過由低於構成發光功能層疊體30的氮系化合物半導體的折射率且高於外部的折射率的高電介質構成的透鏡40。接著,且如上述所發射的光將由透鏡40聚光,並取出到半導體發光元件的外部。進而,更佳的是每一個透鏡40具有向上凸起的形狀,其為了抑制在透鏡40內向上方或側方行進的光在透鏡40和半導體發光元件的外部的介面上進行全反射。
另外,在根據第一實施例的半導體發光元件的內部向側方行進的光到達每一個槽部42後,如圖2的右部所示,其一部分的光不反射地向槽部42的內部行進。於是,光由埋入槽部42內的電介質而產生漫反射。一部分漫反射的光向光取出面30a方向行進,而另一部分則當槽部42的側面折射或反射時,或當其不斷反復此折射或反射時,達到透鏡40或光取出面30a。到達透鏡40的上面的光抑制在半導體發光元件的外部與透鏡40間的介面上進行全反射的光,且由透鏡40聚光,被取出到半導體發光元件的外部。因此,較佳的是透鏡40具有此向上凸起的構造,其為了抑制向光取出面30a方向行進的光在透鏡40與半導體發光元件的外部間的介面進行全反射。因此,根據本發明的第一實施例的半導體發光元件,能夠使來自光取出面
30a的光取出效率提高。
根據本發明的第一實施例的半導體發光元件,藉由電介質形成具有凸起形狀的透鏡40,因此從發光功能層疊體30放射的光的反射成分減少、且提高了可得外部發光效率的節電、長壽的半導體發光元件。
另外,根據本發明的第一實施例的半導體發光元件,藉由使用環氧樹脂及矽膠樹脂作為透鏡40的電介質材料,可採用不會使發光效率降低的中空的金屬封裝,因此可減少半導體發光元件本身之樹脂應力並提高對環境的耐受性。
以下參照圖3A及圖4C說明使用了根據本發明的第一實施例的半導體發光元件的層合技術的製造方法。
(1)首先,如圖3A所示,準備Si、GaAs、GaP或其類似者的生長基板15,藉由有機金屬氣相生長(MOVPE)或分子束外延(MBE),使包含pn接合的AlInGaN、AlInGaP或其類似者的發光功能層疊體30在生長基板15的一個主面上生長。
(2)接著,如圖3B所示,在發光功能層疊體30上形成反射膜20。反射膜20是由Ag系合金、Ni合金、ITO或其類似者構成。另外,反射膜20也能夠做成在由Au、Au合金、導電性粘結劑(例如:焊錫)、Al、Ag合金或其類似者形成的層合金屬層兼作接觸層,或做成在反射膜的上方層疊了層合金屬層。如果有必要,反射膜20要進行退火。
(3)接著,如圖3C所示,除了形成槽部42以外的部分,在發光功能層疊體30及反射膜20上覆蓋並形成隔絕膜、SiO2
膜、Ni膜等的蝕刻用掩模(未圖示),藉由反應性離子蝕刻(RIE)或其類似者形成作為貫通發光功能層疊體30和反射膜20的孔,即直徑0.2微米~100微米的槽部42。槽部42也可以是寬度為0.2微米~100微米的線(槽)狀的槽。
(4)接著,在去除了蝕刻用掩模後,如圖3D所示,將發光功能層疊體30及反射膜20作為掩模,藉由用氟硝酸、KOH、硫酸、磷酸等的強酸或強鹼對生長基板15進行濕式蝕刻(各向同性蝕刻)。藉由此方法,當藉由貫通的槽部42而使露出的生長基板15的區域當成中心,在生長基板15上形成直徑0.4微米~200微米的半球狀的空穴45。在濕蝕刻中使用了強鹼的情況下,能夠以藉由貫通的槽部42而露出的生長基板15的區域為底面的中心,在生長基板15上形成角錐狀的空穴45。如果有必要,也可使用與形成貫通發光功能層疊體30的槽部42時同樣的掩模,在濕式蝕刻時保護發光功能層疊體30及反射膜20。
(5)接著,如圖3E所示,藉由旋轉塗膜或浸漬法,供給並注入電介質材料至發光功能層疊體30和反射膜20上方部分、槽部42內及生長基板15上形成的空穴45內。在此,折射率比構成發光功能層疊體30的例如氮系半導體等的半導體材料低的材料即環氧、矽、AlO、SiN、Fe2
O3
、CoO、ZrO、CuO、TiO2
、ZnO、In2
O5
、SnO2
、HfO2
等的電
介質材料。因此,藉由燒結所供之電介質材料而形成作為燒結體的透鏡40。然後,通過拋光、研磨、蝕刻等去除發光功能層疊體30和反射膜20上殘存的電介質。
(6)接著,如圖3F所示,藉由使用了焊錫、導電性粘結劑及其類似者進行的的晶片接合,使支撐基板10不是與生長基板15一側而是與反射膜20一側層合。如果有必要,能夠分別由Au、Al、Ag合金或其類似者在發光功能層疊體30和支撐基板10上形成金屬層,藉由將金屬層互相層合很容易地進行晶片鍵合。
(7)接著,如圖4A所示,藉由使用氟硝酸、KOH、硫酸、磷酸的強酸或強鹼進行濕式蝕刻而去除生長基板15,使發光功能層疊體30的光取出面30a及透鏡40露出。
(8)接著,如圖4B所示,在發光功能層疊體30的光取出面30a上配置ITO、ZnO、Ti/Al、Cr/Al或其類似者的第一電極50。另外,也可以在發光功能層疊體30與第一電極50之間設置接觸層(未圖示)。
(9)接著,如圖4C所示,配置Ti/Ni/Au或其類似者的第二電極52,使其與第一電極50相對。另外,也可以在支撐基板10與第二電極52之間設置接觸層(未圖示)。
藉由使用了以上的層合方式的製造方法,可以製造根據第一實施例的半導體發光元件。半導體發光元件藉由切割而晶片化。然後,將半導體元件的晶片與引線框接合,進行環氧及矽的樹脂或其類似者密封,或替代地,插入金屬封裝中。
根據本發明的第一實施例的半導體發光元件製造方法,在生長基板15上形成空穴,在空穴中充填電介質,以形成半球狀或角錐狀的透鏡40。所以,能夠使來自光取出面30a的光取出效率提高的半導體發光元件的量化生產性優越,而製造半導體發光元件的成本降低。
根據本發明的第二實施例的半導體發光元件與圖1所示的半導體發光元件相比,如圖5所示不同點在於:沒有反射膜20,以及具有空穴部44,因為槽部42的內部整體沒有被與透鏡40上使用的電介質同樣的電介質埋住。其餘與由第一實施例說明的半導體發光元件實質上相同,所以省略重複的記載。
入射到每一個空穴部44的光由槽部42的側壁面和支撐基板10的表面反射,向光取出面30a的方向行進,到達設於發光功能層疊體30上方的凸透鏡40。到達透鏡40的光在半導體發光元件的外部與透鏡40的介面上抑制全反射的光,且由透鏡40聚光,被取出到半導體發光元件的外部。
在圖5中,作為一例,顯示空穴部44為槽部42的一部分,但也可以是槽部42的整體可以是空穴部44。另外,此架構是可行的,其中將與透鏡40上使用的電介質的折射率不同的電介質埋入一部分或全部空穴部44中,將槽部42的內部作成多層的電介質層。
根據本發明的第二實施例的半導體發光元件,即便槽
部42的內部有空穴部44,將與透鏡40上使用的電介質的折射率不同的材料的電介質埋入一部分或全部空穴部44中,來自光取出面30a的光取出效率也不會降低,能夠得到與根據第一實施例的半導體發光元件同樣的光取出效率。
在第二實施例中,能夠藉由不設置反射膜20來削減反射膜20上使用的材料的成本。另外,由於能夠減少用於設置反射膜的製造工序,所以能夠縮短製造所需的時間。另外,當然也能夠做成在支撐基板10與發光功能層疊體30之間設置反射膜20的結構。
根據本發明的第三實施例的半導體發光元件與圖1所示的半導體發光元件相比,如圖6所示,不同點在於:在槽部42的內壁面及光取出面30a上設有多個凹凸。其餘與由第一實施例中說明的半導體發光元件實質上相同,所以省略重複的記載。
凹部和凸部的高度及間距寬度為50奈米~1微米,更加的為100~300奈米。槽部42的內壁面及光取出面30a上設置的多個凹凸是以磷酸(H3
PO4
)或氫氧化鉀(KOH)溶液作為蝕刻液加熱到約70℃,而藉由濕式蝕刻,在氮系半導體表面形成的。
在槽部42的內壁面上設置多個凹凸的場合,是在第一實施例所示的半導體發光元件製造方法中的形成槽部42的工序之後,通過濕式蝕刻,形成多個凹凸。另外,在光
取出面30a上設置多個凹凸的場合,是在第一實施例所示的半導體發光元件製造方法中的使光取出面30a露出的工序之後,通過濕式蝕刻,形成多個凹凸。
在槽部42的內壁面提供多個凹凸的情況下,在形成的槽部42之步驟(其步驟描述於第一實施例的半導體發光元件製造步驟)以後,而進行濕式蝕刻,因此多個凹凸而形成。再者,在光取出面30a提供多個凹凸的情況下,在暴露光取出面30a之步驟(其步驟描述於第一實施例的半導體發光元件製造步驟)以後,而進行濕式蝕刻,因此多個凹凸而形成。
另外,更佳地是在槽部42的內壁面及光取出面30a上都形成多個凹凸,但也可以是在槽部42的內壁面及光取出面30a的至少一個中形成多個凹凸。在不希望形成多個凹凸的情況下,只要在不希望形成多個凹凸的主面上形成SiO2
膜,之後用上述的蝕刻液對氮化半導體進行蝕刻。由於由SiO2
膜覆蓋的地方沒有被蝕刻,所以就不會形成多個凹凸。
根據本發明的第三實施例的半導體發光元件,藉由在槽部42的內壁面及光取出面30a形成的多個凹凸,能夠增加光取出面的面積及立體角。因此能夠使來自光取出面的光取出效率提高。
根據本發明的第三實施例的半導體發光元件,藉由電介質形成凸起形狀的透鏡40,藉以從發光功能層疊體30放射的光的反射成分減少,且外部發光效率提高了的省電/
長壽的可得之半導體發光元件。
另外,根據本發明的第三實施例的半導體發光元件,藉由使用環氧樹脂及矽膠樹脂作為透鏡40的電介質材料,能採用不會降低發光效率的中空的金屬封裝,藉以能減少樹脂應力並提高半導體發光元件本身對環境的耐受性。
如上所述,本發明是根據實施例記載的,但作為該揭示的一部分的記載以及附圖並不應當理解為限定該發明。擅長此技術者應當從該揭示中明瞭各種替代實施例、範例及運用技術。
例如,在第一~第三實施例中,可以在沒有形成反射膜時,在支撐基板10與發光功能層疊體30之間設置緩衝層。緩衝層主要具有緩衝功能,用於使矽半導體基板的面方位很好地承繼藉由外延生長法在其上形成的氮化物半導體的區域。為了很好地發揮該緩衝功能,較佳的是使緩衝層具有10nm以上的厚度。但是,為了防止緩衝層開裂,較佳的是將緩衝層的厚度限制在500nm以下。緩衝層是由包含n型雜質(授予體雜質)且由3族元素和氮構成的例如由化學式Ala
Inb
Ga1-a-b
N(在此,a及b是滿足0≦a<1、0≦b<1的數值)所示的n型氮化物半導體所構成。作為基板,在p型矽半導體基板上使包含3族元素的n型氮化物外延生長,形成n型緩衝區域後,n型緩衝層的3族元素在p型矽半導體基板上擴散,藉以產生3族元素擴散區域。該3族元素擴散區域是電阻率比p型矽半導體基板的
沒有形成3族元素擴散區域的部分低的p型半導體區域。
另外,在第一~第三實施例中,也可以在沒有形成透鏡40的光取出面30a的露出部上形成透光性導電層。透光性導電性層是由例如氧化銦(In2
O3
)與氧化錫(SnO2
)的混合物構成,具有使從活性層34放射的光透過的功能,並有導電性。因此,透光性導電層有助於使主半導體區域的外周側部分的電流增大。
另外,在第一~第三實施例中,是將第一半導體層32定義為p型包覆層、將第二半導體層36定義為n型包覆層,但也可以相反配置,使將第一半導體層32定義為n型包覆層,將第二半導體層36定義為p型包覆層。
另外,根據第一~第三實施例的半導體發光元件只圖示了一種形狀,但也能夠做成例如圖7A~圖12B所示的半導體發光元件各種形狀。圖7A及圖7B顯示的半導體發光元件是設有與槽部42所提供孔的數量同等數量的透鏡40來覆蓋槽部42。圖8A及圖8B顯示的半導體發光元件是在發光功能層疊體30上設置一個槽部42,設有一個透鏡40來覆蓋槽部42。圖9A及圖9B顯示的半導體發光元件是在發光功能層疊體30上設置環狀的槽部42,設有環狀的透鏡40來覆蓋槽部42。圖10A及圖10B及圖11A及圖11B顯示的半導體發光元件是在發光功能層疊體30上設置各種長度的條紋狀的槽部42,設有條紋狀的透鏡40來覆蓋槽部42。圖12A及圖12B顯示的半導體發光元件是在發光功能層疊體30的光取出面30a上設有透光性導電層
6b。
進而,在第一~第三實施例中,顯示了半導體發光元件的製造方法是使用了層合技術的製造法,但並不僅限於層合技術。例如,能夠藉由發光功能層疊體30生長在支撐基板10上後,而由RIE或其類似者在發光功能層疊體30上形成槽部42,在槽部42的上方設置透鏡40,藉以來製造根據本發明的實施例的半導體發光元件。藉由由該製造方法製造半導體發光元件,而能夠在發光功能層疊體30上形成所希深度的槽部42。
進而,在第一~第三實施例中,即便不形成槽部42,也能夠實現來自光取出面30a的光取出效率之提高,其為本發明的成果。
對於擅長此技術的人士來說,在接到本發明揭示的教示後,可以不偏離本發明範疇而做出各種修改。
6b‧‧‧透光性導電層
10‧‧‧支撐基板
15‧‧‧生長基板
20‧‧‧反射膜
30‧‧‧發光功能層疊體
30a‧‧‧光取出面
32‧‧‧第一半導體層
34‧‧‧發光區域/活性層
36‧‧‧第二半導體層
40‧‧‧透鏡
42‧‧‧槽部
44‧‧‧空穴部
45‧‧‧空穴
50‧‧‧第一電極
52‧‧‧第二電極
圖1是根據本發明的第一實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖2是顯示由根據本發明的第一實施例的半導體發光元件所產生的光移動之圖。
圖3A至3F是根據本發明的第一實施例的半導體發光元件製造方法的製程剖面圖之一。
圖4A至4C是根據本發明的第一實施例的半導體發光元件製造方法的製程剖面圖之二。
圖5是根據本發明的第二實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖6是根據本發明的第三實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖7A和7B是根據本發明的其他實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖8A和8B是根據本發明的其他實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖9A和9B是根據本發明的其他實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖10A和10B是根據本發明的其他實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖11A和11B是根據本發明的其他實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
圖12A和12B是根據本發明的其他實施例的半導體發光元件的示意性剖面圖。
10‧‧‧支撐基板
20‧‧‧反射膜
30‧‧‧發光功能層疊體
30a‧‧‧光取出面
32‧‧‧第一半導體層
34‧‧‧發光區域/活性層
36‧‧‧第二半導體層
40‧‧‧透鏡
42‧‧‧槽部
50‧‧‧第一電極
52‧‧‧第二電極
Claims (13)
- 一種半導體發光元件,其包括:發光功能層疊體,其包含具有發光功能的發光區域和包含光取出面,其取出從發光區域射出的光;及向上凸起的透鏡,其配置在光取出面上,其中發光功能層疊體包含槽部,其槽部形成從光取出面至比發光區域更深的位置,且當從光取出面一側看去,該槽部包含在透鏡中,其中在槽部的內壁面設有複數個凹凸。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中發光功能層疊體由氮系化合物半導體所構成,而構成透鏡的材料的折射率小於氮系化合物半導體的折射率,而且高於透鏡所接觸的外部之折射率。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中每一個槽部及透鏡為複數個。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中在槽部中埋有一部分的透鏡。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中槽部包含空穴部。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中在槽部中埋有與透鏡的材料不同的電介質。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中在光取出面上設有複數個凹凸。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中透 鏡的折射率為1.1~2.4。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中透鏡為半圓球形狀。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中透鏡為圓錐形狀。
- 根據申請專利範圍第1項的半導體發光元件,其中透鏡的底面的直徑為0.4~200微米。
- 一種半導體發光元件的製造方法,其包括:在生長基板的一個主面上生長發光功能層疊體,形成貫通發光功能層疊體的槽部,並從生長基板的一個主面的區域向生長基板進行等向蝕刻,其區域具有藉由已貫通的發光功能層疊體的槽部而暴露,藉以在生長基板上形成空穴,在空穴中充填折射率比構成發光功能層疊體的材料低的材料,藉以形成朝向生長基板呈凸起的透鏡,去除生長基板,藉以使發光功能層疊體的光取出面及透鏡露出,及在槽部的內壁面形成複數個凹凸。
- 根據申請專利範圍第12項的半導體發光元件的製造方法,其更進一步的包含在光取出面形成複數個凹凸。
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