TWI572056B - 紫外光半導體發光裝置 - Google Patents

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TWI572056B TW101144149A TW101144149A TWI572056B TW I572056 B TWI572056 B TW I572056B TW 101144149 A TW101144149 A TW 101144149A TW 101144149 A TW101144149 A TW 101144149A TW I572056 B TWI572056 B TW I572056B
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金載焄
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Description

紫外光半導體發光裝置
本發明係主張關於2011年11月25日申請之韓國專利案號10-2011-0124452之優先權。藉以引用的方式併入本文用作參考。
本發明係關於一種紫外光半導體發光裝置。
發光二極體(LED)是一種將電流轉換成光的半導體發光裝置。由於半導體發光裝置可獲得具有高亮度的光，半導體發光裝置已被廣泛作為顯示器、汽車、以及照明的光源。
最近提出一種可以輸出紫外光的紫外光半導體發光裝置。
然而該紫外光在該紫外光半導體發光裝置內部被吸附，量子效率(quantum efficiency)因此降低。
本發明實施例提供一種紫外光半導體發光裝置，藉由防止紫外光被吸附而可以改善量子效率。
本發明實施例提供一種紫外光半導體發光裝置，藉由將紫外光向前反射而可以改善量子效率。
根據實施例，提供一種紫外光發光裝置包括：一第一導電半導體層、一主動層在該第一導電半導體層之下方；一第一反射層在該主動層之下方；以及一第二導電半導體層在該第一反射層之下方，其中該第一反射層包含複數個化合物半導體層，其中該化合物半導體層包含至少二種半導體材料，而且其中該至少二種半導體材料的成分(content)彼此相異。
根據實施例，提供一種照明系統包括：一基板、一紫外光發 光裝置在該基板上、以及一模製件(molding member)環繞上述該紫外光發光裝置且包含一螢光材料。
10‧‧‧紫外光半導體發光裝置
11‧‧‧基板
13‧‧‧緩衝層
15‧‧‧第一導電半導體層
19‧‧‧主動層
21‧‧‧第二導電半導體層
23‧‧‧第三導電半導體層
25‧‧‧第四導電半導體層
31‧‧‧第一對層
31a、33a、35a‧‧‧第一層
31b、33b‧‧‧第二層
33‧‧‧第二對層
41‧‧‧第一電極
43‧‧‧反射層
45‧‧‧第二電極
47‧‧‧第二導電半導體層
51‧‧‧圖案
53‧‧‧對層
53a、55a、57a‧‧‧第一層
53b、55b‧‧‧第二層
55‧‧‧對層
59‧‧‧第三導電半導體層
A‧‧‧圖案寬度
B‧‧‧圖案間隔
圖1係繪示根據第一實施例的紫外光半導體發光裝置之剖面圖。
圖2係繪示藉由圖1之紫外光半導體發光裝置反射紫外光的機制之圖。
圖3係繪示圖1之第二導電半導體層詳細結構的剖面圖。
圖4係繪示覆晶式(flip chip)紫外光半導體發光裝置作為圖1紫外光半導體發光裝置應用範例之剖面圖。
圖5係繪示根據第二實施例的紫外光半導體發光裝置之剖面圖。
圖6係繪示根據第三實施例的紫外光半導體發光裝置之剖面圖。
圖7係繪示圖6之第二導電半導體層詳細結構的剖面圖。
圖8係繪示圖6之第二導電半導體層形狀的平面圖。
圖9係繪示根據該實施例該紫外光半導體發光裝置之第二導電層波長反射的圖形。
必須說明在本發明實施例的說明中，當指明一層(或膜)、區域、圖案、或一架構是在另一個基板、一層(或膜)、區域、墊狀物、或圖案「之上」或「之下」，則其可以是「直接」或「間接」在這另一個基板、一層(或膜)、區域、墊狀物、或圖案上，或者可能呈現一個以上的中間層。參照附圖說明該層的位置。
以下將詳細敘述本發明實施例，並參照附圖。為求方便、清晰，附圖所示每一層的厚度與大小，可能被誇大、省略或是以示意圖繪製。另外，圖中零件大小並不完全反映實際的大小。
圖1係繪示根據第一實施例的紫外光半導體發光裝置之剖面圖。
參閱圖1，根據該第一實施例的紫外光半導體發光裝置10可包括一基板11、一緩衝層13、一第一導電半導體層15、一主動層19、一 第二導電半導體層21、一第三導電半導體層23、以及一第四導電半導體層25。
該第一導電半導體層15可作為電極層和阻隔層這兩者，第二導電半導體層21可作為反射層，第三導電半導體層23可作為阻隔層，第四導電半導體層可25作為電極層，但實施例並非限定於此。
緩衝層13和該第一至第四導電半導體層25可包括III-V族化合物半導體材料，或II-VI族化合物半導體材料。舉例而言，該化合物半導體材料可包括鋁(Al)、銦(In)、鎵(Ga)和氮(N)。
基板11可包括具有優越的熱導率(thermal conductivity)以及優越的光透射率(light transmittance)之一材料，但實施例並非限定於此。舉例而言，基板11可包括氧化鋁(Al2O3)、碳化矽(SiC)、矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、磷化鎵(GaP)、磷化銦(InP)、和鍺(Ge)中的至少一者，但實施例並非限定於此。
緩衝層13可減少基板11和第一導電半導體層15之間的晶格不匹配(lattice mismatch)。
舉例而言，緩衝層13可包括氮化鋁(AlN)或氮化鎵(GaN)，但實施例並非限定於此。緩衝層13可具有一多層結構，其中氮化鋁和氮化鎵可交替疊層。舉例而言，緩衝層13可具有一多層結構，其中AlxGaN(0x1)層可與不同成分的鋁交替疊層。
第一導電半導體層15因緩衝層13而可以穩定長成在基板11上。
雖然圖中未顯示，但一未摻雜的半導體層可形成在緩衝層13和第一導電半導體層15之間。該未摻雜的半導體層沒有摻雜物。由於該未摻雜的半導體層沒有摻雜物，該未摻雜的半導體層可具有電傳導性低於該第一導電半導體層15的電傳導性。舉例而言，該未摻雜的半導體層可包括氮化鎵或氮化鋁，但實施例並非限定於此。
第一導電半導體層15可形成在緩衝層13上。舉例而言，第一導電半導體層15可以為一n型半導體層包括n型摻雜物。第一導電半 導體層15可包括具有InxAlyGa1-x-yN(0x1,0y1,0x+y1)化學式的半導體材料，例如，可選自由氮化鎵銦鋁(InAlGaN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、和氮化鋁銦(AlInN)所構成之群組中的至少一者，但實施例並非限定於此。該n型摻雜物可包括矽(Si)、鍺(Ge)、或錫(Sn)。
第一導電半導體層15可作為電極層以提供第一載子(carrier)，亦即，電子至主動層19。該第一導電半導體層15可作為阻隔層以防止第二載子，亦即，該主動層19所提供的電洞被傳送至緩衝層13。
第一導電半導體層15作為阻隔層，另一導電半導體層作為電極層則可形成在緩衝層13和第一導電半導體層15之間。
主動層19可形成在第一導電半導體層15上。
舉例而言，該第一導電半導體層15和該第四導電半導體層25所提供的電子和電洞可彼此再結合在主動層19，藉此產生紫外光。
主動層19可具有井層和阻隔層的一疊層結構，包括III-V族或II-VI族半導體化合物具有能隙(band gap)用以產生紫外光，但實施例並非限定於此。
舉例而言，主動層19可具有氮化銦鎵(InGaN)/氮化鎵(GaN)或氮化銦鎵(InGaN)/氮化鋁鎵(AlGaN)的疊層結構。該阻隔層可具有一能隙高於該井層的能隙。亦即，主動層19可包括單量子井(single quantum well)結構、多重量子井(multi-quantum well,MQW)結構、量子點(quantum dot)結構、以及量子線(quantum wire)結構的其中一種。
主動層19可包括選自由氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、和氮化鋁銦鎵(AlInGaN)所構成群組中的一者，或可具有氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、和氮化鋁銦鎵(AlInGaN)的週期性。
第二導電半導體層21可形成在主動層19上。
第二導電半導體層21可阻擋在主動層19中的紫外光，以被 提供至第四導電半導體層25，且可反射該紫外光。舉例而言，第四導電半導體層25可包括氮化鎵(GaN)以作為電極層。
氮化鎵(GaN)具有吸收紫外光的特性。據此，當主動層19的紫外光被提供至第四導電半導體層25，該紫外光被第四導電半導體層25所吸收而不會輸出至外部，因此外部量子效率(external quantum efficiency)明顯惡化。
在第一實施例中，由於第二導電半導體層21作為反射層形成在主動層19和第四導電半導體層25之間，而主動層19的紫外光從第二導電半導體層21反射，因此可將外部量子效率最大化。
如圖2所示，該紫外光可自主動層19產生。
該紫外光可行進於所有方向。據此，該紫外光可部份行進至第四導電半導體層25。
然而，該紫外光可被形成在主動層19和第四導電半導體層25之間的第二導電半導體層21所反射，因此該紫外光可行進至第一導電半導體層15或在側向的方向。
據此，主動層19的紫外光不會行進至第四導電半導體層25但反射至第一導電半導體層15的方向或在側向的方向，因此改善外部量子效率。
如圖3所示，第二導電半導體層21可包括複數個化合物半導體層。第二導電半導體層21可具有該些第一層31a、33a、和35a和該些第二層31b和33b的一疊層結構。
該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b的數字是奇數，但實施例並非限定於此。
該些第一層31a、33a、35a可分別定義為奇數層，該些第二層31b、33b為偶數層，但實施例並非限定於此。
舉例而言，該第一層31a可形成為最底層與主動層19接觸，該第二層31b可形成在該第一層31a上，該第一層33a可形成在該第二層31b上，該第二層33b可形成在該第一層33a上，以及該第一層35a可形成在該第二層33b上。
舉例而言，該第一層31a與主動層19接觸和該第二層31b形成在該第一層31a上可被定義為第一對層31(pair layer)。該第一和該第二層33a、33b形成該第一對層31上則被定義為第二對層33。
第二導電半導體層21可包括3至5個對層，但實施例並非限定於此。
第二導電半導體層21的一最底層和一最上層可共同具有該些第一層31a、35a。亦即，與主動層19接觸之一最底層可被設定為第一層31a，與第三導電半導體層23接觸之一最上層則可被設定為第一層35a。
該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b可包括相同的III-V族或II-VI族化合物半導體材料。舉例而言，該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b可包括氮化鋁鎵(AlGaN)，但實施例並非限定於此。
然而，該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b可包括彼此相異的鋁成分。此外，該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b可包括彼此相異的鎵成分。
舉例而言，在該些第一層31a、33a、35a中，鋁的成分可高於鎵的成分，在該些第二層31b、33b中，鋁的成分可高於鎵的成分，但實施例並非限定於此。
舉例而言，在該些第一層31a、33a、35a中之鋁的成分可高於在該些第二層31b、33b中之鋁的成分，在該些第一層31a、33a、35a中之鎵的成分可低於在該些第二層31b、33b中之鎵的成分。透過成分的改變，可控制該些第二層31b、33b的折射係數(refractive indexes)高於該些第一層31a、33a、35a的折射係數。
舉例而言，該些第一層31a、33a、35a可包括鋁成分95%和鎵成分5%，而該些第二層31b、33b可包括鋁成分60%和鎵成分40%，但實施例並非限定於此。在此情況下，該些第一層31a、33a、35a的折射係數可為2.1，該些第二層31b、33b的折射係數可為2.45。
第二導電半導體層21的最底層和主動層19的最上層可作為一阻隔層。在此情況下，該第一層31a通常可作為主動層19的最上層和第 二導電半導體層21的最底層，第二導電半導體層21的該第二層31b可形成在該第一層31a上。
同時，與該些第一層31a、33a、35a接觸之主動層19作為第二導電半導體層21的最底層具有折射係數高於該第一層31a作為最底層的折射係數。第三導電半導體層23與第一層35a接觸作為第二導電半導體層21的最上層可具有折射係數高於第一層31a作為最上層的折射係數。
如上所述，第二導電半導體層21藉由層疊具有低折射係數的該些第一層31a、33a、35a以及具有高折射係數的該些第二層31b、33b而可作為反射層。
在第二導電半導體層21中，該些第一層31a、33a、35a的每一層可具有一厚度大於該些第二層31b、33b每一層的厚度，但實施例並非限定於此。該些第一層31a、33a、35a可具有一厚度在30nm至40nm的範圍，該些第二層31b、33b可具有一厚度在20nm至30nm的範圍，但該實際例不受限於此。
如圖9所示，第二導電半導體層21的反射係數(reflectance)可根據波長而改變。
第一實施例的第二導電半導體層21在270nm至290nm的波長範圍具有最大反射係數。據此，第一實施例的主動層19可產生紫外光具有波長在270 nm至290 nm的範圍。
第一實施例的第二導電半導體層21可主要反射波長在270 nm至290 nm範圍的紫外光，但實施例並非限定於此。
亦即，第二導電半導體層21可設計為藉由改變該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b的成分和厚度而使波長在270 nm至290 nm範圍的紫外光具有最大反射係數。
同時，第二導電半導體層21的該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b可包括一n型摻雜物或p型摻雜物。
第二導電半導體層21的該些第一層31a、33a、35a和該些第二層31b、33b可以不包括摻雜物。
第二導電半導體層21的該些第一層31a、33a、35a和該些第 二層31b、33b的其中之一可包括n型摻雜物或p型摻雜物，另一者則可不包括n型摻雜物和p型摻雜物兩者。舉例而言，該些第一層31a、33a、35a可包括n型摻雜物，和該些第二層31b、33b可包括p型摻雜物，但實施例並非限定於此。
第三導電半導體層23作為阻隔層可形成在第二導電半導體層21上。
第三導電半導體層23可包括具有InxAlyGa1-x-yN(0x1,0y1,0x+y1)化學式的半導體材料，例如，可選自由氮化銦鋁鎵(InAlGaN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、和氮化鋁銦(AlInN)所構成之群組中的至少一者，但實施例並非限定於此。
舉例而言，第三導電半導體層23可包括氮化鋁鎵(AlGaN)，但實施例並非限定於此。舉例而言，第三導電半導體層23可以為p型半導體層具有p型摻雜物。該p型摻雜物可包括鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba)。
第四導電半導體層25作為電極層可形成在第三導電半導體層23上。
第四導電半導體層25可包括具有InxAlyGa1-x-yN(0x1,0y1,0x+y1)化學式的半導體材料，例如，可選自由氮化銦鋁鎵(InAlGaN)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁(AIN)、氮化銦(InN)、和氮化鋁銦(AlInN)所構成之群組中的至少一者，但實施例並非限定於此。
舉例而言，第四導電半導體層25可以為p型半導體層具有p型摻雜物。舉例而言，第四導電半導體層25可包括氮化鋁鎵(AlGaN)，但實施例並非限定於此。該p型摻雜物可包括鎂(Mg)、鋅(Zn)、鈣(Ca)、鍶(Sr)或鋇(Ba)。
據此，第一導電半導體層15和第四導電半導體層25可作為電極層。
舉例而言，第一導電半導體層15可作為n型電極層，第四導 電半導體層25可作為p型電極層。據此，第一導電半導體層15的電子可提供給主動層19，第四導電半導體層25的電洞可提供給主動層19。第一導電半導體層15和第四導電半導體層25所提供的該些電子和電洞在主動層19再彼此結合，藉此產生紫外光具有對應由主動層19材料決定的能隙之波長，例如，波長在270 nm至290 nm範圍。
同時，當第四導電半導體層25作為電極層和阻隔層兩者時，可以不形成第三導電半導體層23。
當沒有形成第三導電半導體層23時，第四導電半導體層25可與第二導電半導體層21的頂部表面接觸。
在第一實施例中，為了防止主動層19的紫外光被第四導電半導體層25所吸附，可以反射該紫外光的第二導電半導體層21可以形成在主動層19和第四導電半導體層25之間。
圖4係繪示覆晶紫外光半導體發光裝置作為圖1紫外光半導體發光裝置的應用範例之剖面圖。
如圖4所示，舉例而言，第一實施例中的紫外光半導體發光裝置10可應用為覆晶式紫外光半導體發光裝置，但實施例並非限定於此。
覆晶式紫外光半導體發光裝置可具有紫外光半導體發光裝置10類型的翻轉結構。
亦即，緩衝層13可形成在基板11之下方，第一導電半導體層15可形成在緩衝層13之下方，以及主動層19可形成第一導電半導體層15之下方。第二導電半導體層21可形成在主動層19之下方，第三導電半導體層23可形成在第二導電半導體層21之下方，以及第四導電半導體層25可形成在第三導電半導體層23之下方。
由於覆晶式紫外光半導體發光裝置往側向或向上發出紫外光，一反射層43形成在第四導電半導體層25之下方以防止主動層19發出的紫外光向下行進。
反射層43可包括金屬材料。舉例而言，該金屬材料可包括選自由銀(Ag)、鎳(Ni)、鋁(Al)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銥(Ir)、 釕(Ru)、鎂(Mg)、鋅(Zn)、鉑(Pt)、金(Au)和鉿(Hf)、以及其合金所構成之群組中的一者。
形成反射層43之前或之後，可台面蝕刻(mesa-etched)第四導電半導體層25、第三導電半導體層23、第二導電半導體層21、和主動層19，因此第一導電半導體層15可部份露出。藉由台面蝕刻程序而部份蝕刻第一導電半導體層15的一表面。
第一電極41可提供在藉由台面蝕刻而露出的第一導電半導體層15之下方，並且第二電極45可提供在反射層43或第四導電半導體層25的之下方。
主動層19的一頂部表面可裝設在低於第一電極41頂部表面的位置，但實施例並非限定於此。
第二導電半導體層19可與至少一部份的第一電極41水平重疊，但實施例並非限定於此。
同時如上所述，第二導電半導體層21可作為一反射層可以反射紫外光。如果第二導電半導體層21可向上反射主動層19的紫外光，反射層43可不必形成在第四導電半導體層25之下方。在此情況下，一透明導電層取代該反射層43形成在第四導電半導體層25之下方，且提供第二電極45在該透明導電層之下方，但實施例並非限定於此。由於該透明導電層作為電流分散層，該透明導電層具有一大小至少對應該主動層的大小，但實施例並非限定於此。舉例而言，該透明導電層可包括選自由氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、氧化鎵鋅(GZO)、氧化鋁鋅(AZO)、氧化鋁鎵鋅(AGZO)、氧化銦鎵鋅(IGZO)、IrOx、RuOx、RuOx/ITO、Ni/IrOx/Au、和Ni/IrOx/Au/ITO所組成的群組中的至少一者，但實施例並非限定於此。
主動層19產生的並往下行進的光從第二導電半導體層21反射，而且該反射光向上或側向行進，因此可以改善外部量子效率。
圖5係繪示根據第二實施例的紫外光半導體發光裝置之剖面圖。
第二實施例大致上與第一實施例相同，除了第二導電半導體 層47形成在第三導電半導體層23和第四導電半導體層25之間。
第二實施例中類似或相同的元件由第一實施例中類似或相同的元件所指定，因此省略其詳細敘述。
參閱圖5，根據第二實施例的紫外光半導體發光裝置10A可包括基板11、緩衝層13、第一導電半導體層15、主動層19、第二導電半導體層47、第三導電半導體層23、以及第四導電半導體層25。
第二導電半導體層47可以或不需形成在主動層19上，但實施例並非限定於此。
第二導電半導體層47可形成在第三導電半導體層23上，且第四導電半導體層25可形成在第二導電半導體層47上。
亦即，第二導電半導體層47可以形成在第三導電半導體層23和第四導電半導體層25之間。
主動層19產生的紫外光可以行進在所有方向。該紫外光的一部份藉由第三導電半導體層23而可行進至第二導電半導體層47。
行進至第二導電半導體層47的該紫外光被第二導電半導體層47阻擋，因此該紫外光不會行進至含有可以吸收紫外光的氮化鎵(GaN)的第四導電半導體層25。因此，可以防止由於第四導電半導體層25吸收紫外光而造成的外部量子效率惡化。
第二導電半導體層47可以反射穿越第三導電半導體層23之紫外光，因此該紫外光可以再次行進至主動層19或第一導電半導體層15。
據此，穿越第三導電半導體層23的紫外光被第二導電半導體層47阻擋並且從第二導電半導體層47反射，因此改善外部量子效率。
同時，作為第一和第二實施例的結合，第二導電半導體層47可以形成在主動層19和第三導電半導體層23之間以及在第三導電半導體層23和第四導電半導體層25之間。如上所述，由於具有反射功能的第二導電半導體層47形成在至少二個區域，防止主動層19產生的光行進至第四導電半導體層25而將光損失(optical loss)最小化，因此可將外部量子效率最大化。
圖6係繪示根據第三實施例的紫外光半導體發光裝置之剖面圖。
參閱圖6，在根據第三實施例的紫外光半導體發光裝置10B中，第二導電半導體層21在主動層19上可包括複數個圖案51。每一個圖案51可包括複數個對層53、55，在其中該些第一層53a、55a、57a和該些第二層53b、55b為成對的。
可從第一實施例中瞭解該些第一層53a、55a、57a和該些第二層53b、55b，因此省略其詳細敘述。
該些圖案51可具有一多邊形狀，包括三角形、四方形、五邊形、以及六角形(圖8A)，但實施例並非限定於此。
該些圖案51可具有一圓形形狀(圖8B)或圓柱形形狀，但實施例並非限定於此。
該些圖案51可平均或隨機設置。
該些圖案51的一側可相對於一水平線傾斜，舉例而言，主動層19的頂部表面，但實施例並非限定於此。
在此情況下，圖案51的寬度可往上逐漸縮減。亦即，在該些第一層53a、55a、57a和該些第二層53b、55b之中，位於上面位置的該些層寬度可以小於位於下面位置的該些層的寬度。
相反的，圖案51的寬度可往上逐漸增加。亦即，在該些第一層53a、55a、57a和該些第二層53b、55b之間，位於上面位置該些層的寬度可以大於位於下面位置該些層的寬度。
圖案51的該側可以與主動層19的頂部表面垂直，但實施例並非限定於此。在此情況下，該些層53a,53b,55a,55b,57a的寬度可彼此相同。
圖7係繪示圖6之第二導電半導體層詳細結構的剖面圖。
如圖7所示，介於該些圖案51之間的間隔B(interval)可以小於圖案51的寬度A，但實施例並非限定於此。
圖案51的寬度A可以在0.5μm至1μm的範圍，而且圖案51的間隔B可以在1μm至2μm的範圍。
第三導電半導體層59可以形成在第二導電半導體層21的該些圖案51之間的主動層19的頂部表面，以及在該些圖案的頂部表面。
第三導電半導體層59可與該些圖案51之間的主動層19頂部表面接觸，而且形成在該些圖案51的側面和頂部表面。
在長成的過程中，第三導電半導體層59可從該些圖案51之間的主動層19頂部表面長成。第三導電半導體層59可從該些圖案51的頂部表面以及該些圖案51之間的空隙長成。
第三導電半導體層59和主動層19，舉例而言，多重量子井結構中的阻隔層可以包括相同的III-V族或II-VI族化合物半導體材料。舉例而言，主動層19的阻隔層和第三導電半導體層59可共同包括氮化鋁鎵(AlGaN)，但實施例並非限定於此。
由於第三導電半導體層59的阻隔層和主動層19可包括相同的III-V族或II-VI族化合物半導體材料，第三導電半導體層59可穩定從第二導電半導體層21的該些圖案51之間的主動層19長成而沒有裂痕。
在第三實施例中，由於第四導電半導體層25的電洞可以藉由第二導電半導體層21的該些圖案51之間的第三導電半導體層59但沒有穿越第二導電半導體層21的該些圖案51，而提供至主動層19，電流注入效率(current injection efficiency)的改善造成光效率的改善。
根據第三實施例，第二導電半導體層21包括複數個圖案51以進一步改善紫外光的反射效率。
當第四導電半導體層25作為電極層和阻隔層兩者時，可以不形成第三導電半導體層59。
當沒有形成第三導電半導體層59時，第四導電半導體層25可與第二導電半導體層21的該些圖案51頂部表面和第二導電半導體層21的該些圖案51之間的主動層19頂部表面接觸。
第三實施例可與第一實施例聯結。亦即，準備第三實施例，藉由形成包括複數個圖案51的第二導電半導體層21。
雖然圖未顯示，具有複數個圖案的第二導電半導體層應用在第二實施例。亦即，第二實施例的第二導電半導體層47具有複數個圖 案，而且第四導電半導體層25可與該些圖案之間的第三導電半導體層23的頂部表面以及該些圖案的頂部表面接觸，但實施例並非限定於此。
根據該實施例，作為反射層的第二導電半導體層形成在主動層和第四導電半導體層之間，因此主動層的紫外光從第二導電半導體層反射，藉此最大化外部量子效率。
根據該實施例，由於第四導電半導體層的電洞藉由第二導電半導體層的該些圖案之間的第三導電半導體層但沒有穿越第二導電半導體層的該些圖案，而提供至主動層19，電流分散效果(current spreading effect)因此可以改善。
根據該實施例，第二導電半導體層具有複數個圖案，因此紫外光的反射效率由於該些圖案而可更加改善。
同時，根據該些實施例，該些紫外光半導體發光裝置10、10A、10B可使用模製件而組合為一封裝件，該封裝件包括一螢光材料或一照明系統。
為使用該些紫外光半導體發光裝置10、10A、10B為照明系統，其紫外光必須轉換為可見光。
在本說明書中所提及的「一實施例」、「實施例」、「範例實施例」等任何的引用，代表本發明之至少一實施例中包括關於該實施例的一特定特徵、結構、或特色。此類用語出現在文中多處但不盡然要參考相同的實施例。此外，在特定特徵、結構、或特性的描述關係到任何實施例中，皆認為在熟習此技藝者之智識範圍內其利用如此的其他特徵、結構或特色來實現其他實施例。
雖然參考實施例之許多說明性實施例來描述實施例，但應理解，熟習此項技藝者可想出將落入本發明之原理的精神及範疇內的眾多其他修改及實施例。更特定言之，在本發明、圖式及所附申請專利範圍之範疇內，所主張組合配置之零部件及/或配置的各種變化及修改為可能的。對於熟習此項技術者而言，除了零部件及/或配置之變化及修改外，替代用途亦將顯而易見。
10‧‧‧紫外光半導體發光裝置
11‧‧‧基板
13‧‧‧緩衝層
15‧‧‧第一導電半導體層
19‧‧‧主動層
21‧‧‧第二導電半導體層
23‧‧‧第三導電半導體層
25‧‧‧第四導電半導體層

Claims (23)

  1. 一種紫外光發光裝置包括：一第一導電半導體層；一主動層在該第一導電半導體層之下方；一第一反射層在該主動層之下方；以及一第二導電半導體層在該第一反射層之下方，其中該第一反射層包括複數個化合物半導體層，其中該化合物半導體層包括至少二種半導體材料，其中該至少二種半導體材料的成分彼此相異，其中該第一反射層包括複數個圖案彼此隔開，以及其中位於該圖案間的該第二導電半導體層直接接觸該主動層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，更包括：一第三導電半導體層在該第二導電半導體層之下方。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之紫外光發光裝置，更包括：一第二反射層介於該第二導電半導體層和該第三導電半導體層之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之紫外光發光裝置，其中該第二反射層包括複數個化合物半導體層，其中該化合物半導體層包括至少二種半導體材料，以及其中該至少二種半導體材料的成分彼此相異。
  5. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之紫外光發光裝置，其中該些複數個化合物半導體層包括複數個奇數的化合物半導體層和複數個偶數的化合物半導體層。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該化合物半導體層包括鎵，以及其中該些複數個化合物半導體層的該些鄰近化合物半導體的鎵成分彼此相異。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該化合物半導體層包括鋁，以及 其中該些複數個化合物半導體層的該些鄰近化合物半導體的鋁成分彼此相異。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該些化合物半導體層具有不同的折射係數。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該些化合物半導體層具有奇數層。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層的一最底層和一最上層包括至少二個具有相同成分半導體層。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層的一最底層是該主動層的最上層。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層的一最底層是該主動層的阻隔層。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該主動層具有一折射係數大於該第一反射層最底層的折射係數。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第二導電半導體層具有一折射係數大於該第一反射層最上層的折射係數。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層包括一材料用以反射具有270nm至290nm波長的紫外光。
  16. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層包括一摻雜物與該第一導電半導體層的摻雜物相同。
  17. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層包括一摻雜物與該第二導電半導體層的摻雜物相同。
  18. 如申請專利範圍第1項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層包括一半導體材料與該第二導電半導體層的半導體材料相同。
  19. 如申請專利範圍第2項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層包括一半導體材料與該第三導電半導體層的半導體材料相異。
  20. 如申請專利範圍第2項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層、第二導電半導體層和第三導電半導體層的其中一層具有一半導體材料與該第一反射層、第二導電半導體層、和第三導電半導體層的其餘他層的半導體材料相異。
  21. 如申請專利範圍第2項所述之紫外光發光裝置，更包括：一第一電極在該第一導電半導體層之下方；以及一第二電極在該第二導電半導體層和該第三導電半導體層的其中一層之下方。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之紫外光發光裝置，其中該第一反射層的一頂部表面被裝置在低於該第二電極之一頂部表面的位置。
  23. 如申請專利範圍第3項所述之紫外光發光裝置，其中該第二反射層包括複數個圖案彼此隔開。
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