TWI624961B - 發光元件及其製造方法，及發光陣列 - Google Patents

Abstract

一種發光元件，包括基板、具有第一導電特性的第一半導體層、發光層、具有一第二導電特性的一第二半導體層、具有第一導電特性的一第三半導體層、絕緣層以及介電層。第一半導體層位於基板上且具有第一區、第二區以及第三區，其中第二區位於第一區與第三區之間，且第二區圍繞第三區。發光層、第二半導體層及第三半導體層由下而上依序位於第一半導體層的第三區上。絕緣層位於第一半導體層的第二區上。介電層至少覆蓋第二半導體層的側壁。

Description

發光元件及其製造方法，及發光陣列

本發明是有關於一種發光元件及其製造方法，以及發光陣列，且特別是有關於一種具有覆蓋第二半導體層之側壁的介電層的發光元件及其製造方法，以及發光陣列。

可見光通訊(Visible Light Communications，VLC)，是一種無線通訊技術，其利用波長介於400THz(780nm)至800THz(375nm)之間的可見光來作為通訊媒介。

可見光通訊技術多半採用白光LED，因為白光LED具有快速反應的特點，能作為可見光通訊技術的基礎。LED可見光傳輸技術是利用螢光燈或是白光LED等室內照明設備，發出肉眼感覺不到的高速明暗閃爍的訊號，以無線方式來傳輸資料。可見光通訊的優點在於可避免一般無線區域網路或高頻無線傳輸的電磁波對人體與周邊電子設備造成干擾的影響，並且可代替無線基地台，同時具備安全性高的特點。

然而，由於現有的白光發光二極體所發出來的白光的調 變頻寬不超過100Mbps，其難以應用在目前可見光通訊系統中的高位元率(約為1~10Gbps)的資料傳送器中。因此，如何提供一種具有高位元率頻寬且可應用於可見光通訊的發光元件將成為未來重要的一門課題。

本發明提供一種具有覆蓋第二半導體層之側壁的介電層的發光元件及其製造方法，以及發光陣列，其具有高位元率頻寬且可應用於可見光通訊。

本發明提供一種發光元件，包括基板、具有第一導電特性的第一半導體層、發光層、具有一第二導電特性的一第二半導體層、具有第一導電特性的一第三半導體層、絕緣層以及介電層。第一半導體層位於基板上且包含第一區、第二區以及第三區，其中第二區位於第一區與第三區之間，且第二區圍繞第三區。發光層、第二半導體層、第三半導體層由下而上依序位於第一半導體層的第三區上。絕緣層位於第一半導體層的第二區上。介電層至少覆蓋第二半導體層的側壁。

本發明提供一種發光陣列，包括多個上述發光元件。上述發光元件彼此並聯。

本發明提供一種發光元件的製造方法，其步驟如下。提供基板；形成具有第一導電特性的第一半導體層於基板上，其中第一半導體層包含第一區、第二區，以及第三區，第二區位於第 一區與第三區之間，且第二區圍繞第三區；形成堆疊層於的第一半導體層的第三區上，其中堆疊層包括位於第一半導體層上的發光層，位於發光層上且具有第二導電特性的第二半導體層；以及位於第二半導體層上且具有第一導電特性的第三半導體層；形成絕緣層於位在基板第一半導體層的第二區上；以及形成介電層至少覆蓋第二半導體層的側壁。

基於上述，於本發明至少一實施例中利用具有高介電常數的介電層至少覆蓋第二半導體層的側壁，且介電層的側壁上有第二接觸層，使得第二接觸層與第二半導體層為非直接接觸。因此，本發明至少一實施例中的發光元件便可利用電場來控制第二半導體層中的通道的開啟或關閉，以提升發光元件的開關速度。此外，由於第二接觸層不與第二半導體層直接接觸，因此，本發明至少一實施例中的發光元件亦可避免習知第二接觸層與濃度較低的第二半導體層之間歐姆接觸不良的問題。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

10、10a、10b、10c、20‧‧‧發光元件

100‧‧‧基板

102‧‧‧緩衝層

104‧‧‧第一半導體層

104s‧‧‧第一半導體層頂面

104a‧‧‧主體部

104b‧‧‧突出部

105‧‧‧堆疊層

105s‧‧‧堆疊層頂面

106‧‧‧發光層

106a‧‧‧圖案化發光層

108‧‧‧第二半導體層

108a‧‧‧圖案化第二半導體層

108s‧‧‧圖案化第二半導體層頂面

110‧‧‧第三半導體層

110a‧‧‧圖案化第三半導體層

112‧‧‧絕緣層

114、114a‧‧‧介電層

114s‧‧‧介電層頂面

120‧‧‧第一接觸層

122‧‧‧第二接觸層

124‧‧‧第三接觸層

D、D₁、D₂、D₃‧‧‧汲極

G、G₁、G₂、G₃‧‧‧閘極

S、S₁、S₂、S₃‧‧‧源極

R1‧‧‧第一區

R2‧‧‧第二區

R3‧‧‧第三區

T‧‧‧厚度

圖1A是本發明之第一實施例的發光元件的上視示意圖。

圖1B為沿著圖1A之A-A’線段之第一實施例的發光元件的剖面示意圖。

圖2A至圖2E為沿著圖1之A-A’線段之第一實施例的發光元件的製造流程的剖面示意圖。

圖3為第二實施例的發光元件的剖面示意圖。

圖4是本發明之一實施例的發光陣列的電路示意圖。

參照本實施例之圖式以更全面地闡述本發明。然而，本發明亦可以各種不同的形式體現，而不應限於本文中所述之實施例。圖式中的層與區域的厚度會為了清楚起見而放大。

請參考圖1A與圖1B，圖1A是本發明之第一實施例的發光元件10的上視示意圖，圖1B為沿著圖1A之A-A’線段之第一實施例的發光元件10的剖面示意圖。本實施例之發光元件10包括基板100，依序位於基板100上的緩衝層102、第一半導體層104、圖案化發光層106a、圖案化第二半導體層108a與圖案化第三半導體層110a，以及位於第一半導體層104上的絕緣層112和第一接觸層120，與位於絕緣層112上的介電層114和第二接觸層122，還有位於圖案化第三半導體層110a上的第三接觸層124。其中，第一接觸層120位於第二接觸層122以及絕緣層112的一側。第二接觸層122位於第一接觸層120與第三接觸層124之間。如圖1A所示，第二接觸層122圍繞第三接觸層124，而第一接觸層120圍繞第二接觸層122。在本實施例中，第一半導體層104包含第一區R1、第二區R2與第三區R3。第一接觸層120的所在位置 可對應於第一半導體層104的第一區R1；第二接觸層122的所在位置可對應於第一半導體層104的第二區R2；而第三接觸層124的所在位置可對應於第一半導體層104的第三區R3。詳細地說，除了第二接觸層122外，絕緣層112以及介電層114的所在位置亦對應於第一半導體層104的第二區R2。絕緣層112位於第一接觸層120與第三接觸層124之間，以及位於第二接觸層122與基板100之間。介電層114位於絕緣層112上，且介於第二接觸層122與第三接觸層124之間。

圖2A至圖2E為沿著圖1之A-A’線之第一實施例的發光元件的製造流程的剖面示意圖。

第一實施例提供一種發光元件10的製造方法，其步驟如下。請參照圖2A，提供基板100。在一實施例中，基板100可為一成長基板，基板的材料可例如是藍寶石(Sapphire)、碳化矽(SiC)、氮化鋁(AlN)、矽(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、磷化鎵(GaP)、氮化鎵(GaN)或其組合。

接著，為了提高後續的磊晶品質，避免晶格缺陷的產生，可形成非故意摻雜的緩衝層102於基板100上，舉例而言緩衝層102的晶格常數可以介於基板100的晶格常數與後續磊晶層的晶格常數之間。在本實施例中，緩衝層102的材料可例如是非故意摻雜的氮化鎵(u-GaN)。但本發明不以此為限，在其他實施例中，緩衝層102的材料可為三五族半導體材料，例如是氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化鋁鎵(AlGaN)與氮化銦鎵(InGaN)等六方晶系的 材料、等軸晶系(isometric system)或其組合，其形成方法可例如是有機金屬化學氣相沈積法(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)、分子束磊晶(MBE)、氫化物氣相沉積法(HVPE)、蒸鍍法或離子電鍍方法。

之後，形成發光疊層(light-emitting stack)於緩衝層102上。發光疊層包括具有第一導電特性的第一半導體層104、發光層106、具有第二導電特性的第二半導體層108。在本發明的實施例中，第一導電特性以及第二導電特性是以主要載子來區分的，舉例來說第一導電特性以及第二導電特性可為n型導電特性(主要載子為電子)或p型導電特性(主要載子為電洞)，當第一導電特性為n型，第二導電特性則為p型；當第一導電特性為p型，第二導電特性則為n型。p型摻雜例如是鎂、鈣或鈹；n型摻雜例如是矽或氧。在本實施例中，第一半導體層104為n型半導體層，第二半導體層108為p型半導體層，兩者可作為包覆層(cladding layer)或限制層(confinement layer)，並各自具有不同的導電型態、電性、極性，且分別依據其所摻雜的元素提供電子或電洞。以本實施例而言，發光層106形成在第一半導體層104和第二半導體層108之間，第一半導體層104與第二半導體層108在一電流驅動下分別提供電子與電洞，藉此電子與電洞於在發光層106複合並且以光的方式釋放出能量，也就是將電能轉換成光能而發出光線。但本發明不以上述為限，在其他實施例中，第一半導體層104可例如為p型半導體層，第二半導體層108為n型半導體層。

詳細而言，在形成發光疊層時，首先會將第一半導體層104形成於緩衝層102上。第一半導體層104可例如是摻雜矽之n型氮化鎵(n-GaN)層。但本發明不以此為限，在其他實施例中，第一半導體層104可例如為p型第一半導體層，其材料可例如是三族氮化物，其中三族氮化物可例如是氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化鋁鎵(AlGaN)與氮化銦鎵(InGaN)等六方晶系的材料。第一半導體層104的形成方法可例如是有機金屬化學氣相沈積法、分子束磊晶(MBE)、氫化物氣相沉積法(HVPE)、蒸鍍法或離子電鍍方法。另外，如前所述，第一半導體層104包含第一區R1、第二區R2與第三區R3，從圖1A的上視圖來看，第二區R2位於第一區R1與第三區R3之間，且第二區R2圍繞第三區R3。從圖2A的剖面圖來看，第三區R3位於第二區R2之間。

在第一半導體層104形成之後，形成發光層106於第一半導體層104上。於本實施例中，發光層106的材料包含氮化鎵銦系列(In_xGa_(1-x)N，其中0≦x≦1)，且為多層量子井結構(Multi-Quantum Well，MWQ)，其具有多個阻障層及量子井層交替堆疊，其中阻障層為氮化鎵(GaN)，量子井層為氮化銦鎵(In_xGa_1-xN)，可以發出波長介於400nm至480nm之間的藍光(In_xGa_(1-x)N，其中0≦x≦1)。發光層106的形成方法可例如是有機金屬化學氣相沈積法、分子束磊晶(MBE)、氫化物氣相沉積法(HVPE)、蒸鍍法或離子電鍍方法。

本發明之發光層的材料與結構並不以上述為限，在其他 實施例中，發光層可為單層或是多層，且發光層的材料可包括氮化鋁鎵銦系列(Al_xIn_yGa_(1-x-y)N，其中0≦x，y≦1；(x+y)≦1)；磷化鋁鎵銦系列(Al_xIn_yGa_(1-x-y)P，其中0≦x，y≦1；(x+y)≦1)；以及氮化鋁鎵砷系列(Al_xIn_yGa_(1-x-y)As，其中0≦x，y≦1；(x+y)≦1)，並且可藉由改變發光層裡的其中一層或多層的物理及化學組成，調整發出的光波長，使得發出波長可為介於610nm及650nm之間的紅光，或介於530nm及570nm之間的綠光，或介於450nm及490nm之間的藍光，或是介於250nm及400nm之間的紫外光。此外，發光層可例如是單異質結構(Single Heterostructure，SH)、雙異質結構(Double Heterostructure，DH)或雙側雙異質結構(Double-side Double Heterostructure，DDH)。

於形成發光層106之後，形成具有第二導電特性的第二半導體層108於發光層106上。在本實施例中，第二半導體層108可例如是摻雜鎂的p型氮化鎵(p-GaN)。但本發明不以此為限，在其他實施例中，第二半導體層108例如是p型三族氮化物或其組合，其中三族氮化物可例如是氮化鋁(AlN)、氮化銦(InN)、氮化鋁鎵(AlGaN)與氮化銦鎵(InGaN)等六方晶系的材料。第二半導體層108的形成方法可例如是有機金屬化學氣相沈積法、分子束磊晶(MBE)、氫化物氣相沉積法(HVPE)、蒸鍍法或離子電鍍方法。

在形成第二半導體層108之後，形成具有第一導電特性的第三半導體層110於第二半導體層108上。在一實施例中，第三半導體層110可例如是n型半導體層，另外由於本實施例之第一半導體層104為n型氮化鎵(n-GaN)層，發光層106的材料包 含氮化鎵銦系列，第二半導體層108為p型氮化鎵，為了避免發光疊層所發出的光能被位於第二半導體層108之上的第三半導體層110所吸收，以及使第三半導體層110的形成品質較好，可以選用與第二半導體層108能隙接近之材料作為第三半導體層110，例如n型氧化鋅(n-ZnO)、n型氮化鎵(n-GaN)或其組合。本實施例之第三半導體層108選用n型氮化鎵，其形成方法例如是有機金屬化學氣相沈積法、分子束磊晶(MBE)、氫化物氣相沉積法(HVPE)、蒸鍍法或離子電鍍方法、原子層沈積法(Atomic Layer Deposition，ALD)、電漿輔助化學氣相沈積法(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)。

請參照圖2B，在形成第三半導體層110之後，移除位於第一半導體層104之第一區R1與第二區R2上面的第三半導體層110、第二半導體層108以及發光層106，以暴露第一半導體層104的表面，藉此形成圖案化發光層106a、圖案化第二半導體層108a以及圖案化第三半導體層110a。在本實施例中，圖案化發光層106a、圖案化第二半導體層108a以及圖案化第三半導體層110a可視為一堆疊層105。

然後，請參照圖2C，形成絕緣層112於第一半導體層104的第二區R2上。絕緣層112覆蓋第一半導體層頂面104s與圖案化發光層106a的部分側壁。在一實施例中，絕緣層112的材料可例如是氧化矽、氧化鋁或其組合，其形成方法可例如是原子層沈積法或電漿輔助化學氣相沈積法。在本實施例中，絕緣層112可 用以電性隔離後續形成的第二接觸層122(如後續圖2E所示)與第一半導體層104，以避免發光元件10短路。

之後，請參照圖2D，為了避免擊穿(punch through)以及避免使第二接觸層122直接接觸堆疊層105之側壁，可形成具有高介電常數的介電層114於堆疊層105的側壁上。介電層114覆蓋絕緣層112的部分頂面、圖案化活性層106a的部分側壁以及圖案化第二半導體層108a的側壁。詳細地說，所述擊穿是指當發光元件10運作時，電荷穿隧過介電層114，進而導致後續形成的第二接觸層122(如後續圖2E所示)被破壞。因此，本實施例之介電層114包括高介電常數材料，其可提高等效電容厚度(equivalent oxide thickness，EOT)以防止擊穿發生。具體來說，形成介電層114的步驟如下。首先，共形形成介電層114層於第一半導體層104、絕緣層112以及堆疊層頂面105s及側壁上。在一實施例中，介電層114的材料可例如是高介電常數材料。在一實施例中，介電層114的材料可例如是氧化矽、氧化鋁、氧化鎳或其組合，其形成方法可例如是原子層沈積法或電漿輔助化學氣相沈積法。接著，進行蝕刻製程，以移除位於堆疊層頂面105s上的介電層114以及第一半導體層104、絕緣層112上的介電層114。在一實施例中，蝕刻製程可例如是乾式蝕刻製程。在一實施例中，介電層114的厚度T可小於100nm，在此處T代表介電層114的厚度，是指介電層114兩側面之間沿線段AA’的距離，詳請參閱圖2D。在本實施例中，介電層頂面114s可等於或高於圖案化第二 半導體層頂面108s。但本發明不以此為限，在其他實施例中，介電層114可完全覆蓋圖案化第二半導體層108a的側壁及/或圖案化第三半導體層110a的側壁，使得後續形成的第二接觸層122(如後續圖2E所示)不會直接接觸到圖案化第二半導體層108a。在一實施例中，絕緣層112與介電層114的材料可例如是相同，亦或是不同。

之後，請參照圖2E，形成第一接觸層120於第一區R1的第一半導體層104上。形成第二接觸層122於絕緣層104上以及介電層114的側壁上，使得介電層114位於第二接觸層122與堆疊層105之間。在圖案化第三半導體層110a上形成第三接觸層124，其中圖案化第三半導體層110a位於第一半導體層104之第三區R3上面。在一實施例中，第一接觸層120、第二接觸層122以及第三接觸層124的材料可例如是鎳/金(Ni/Au)、鈦/金(Ti/Au)、鉻/金(Cr/Au)、氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)或是其他適於應用在發光元件10的導電材料，本發明並不以此為限。

在一實施例中，第一接觸層120可例如是與源極(Source)電性接觸，施加在第一接觸層120之電壓為源極電壓V_s；第二接觸層122可例如是與閘極(Gate)電性接觸，施加在第二接觸層122的電壓為閘極電壓V_g；第三接觸層124可例如是與汲極(Drain)電性接觸，施加在第三接觸層124的電壓為汲極電壓V_d；具有高介電常數的介電層114可例如是閘介電層。在一實施例中，發光元件10可例如是發光電晶體(Light Emitting Transistor，LET)。

以發光元件10為發光電晶體為例，因為圖案化第二半導體層108a與圖案化第三半導體層110a的導電特性不同，在兩者相連的接合面會形成PN接面，且靠近PN接面的區域形成空乏區，空乏區的寬度隨著電壓方向與大小而變。舉例而言，當分別在第一接觸層120、第二接觸層122、第三接觸層124施加電壓，且施加在第二接觸層122的電壓(亦即閘極電壓V_g)小於或等於零時，第二半導體層108a與第三半導體層110a之間的空乏區寬度變大，電流無法在上述兩者之間流通，第一接觸層120與第三接觸層124所流通的的電流只存在漏電流(Leakage Current)而已。此時發光元件10的第一接觸層120與第三接觸層124之間將處於隔離狀態(無導通電流)，使得發光電晶體本身的開關型態為「關閉」狀態。

另一方面來說，當施加正電壓於發光元件10中的第二接觸層122(亦即V_g>0)，且使得V_g大於起始電壓(threshold voltage)V_t。如此一來，圖案化第二半導體層108a接近介電層114的表面處的電性由第二導電特性轉變為第一導電特性的通道(以下稱之n通道)，使得上述第一接觸層120與第三接觸層124之間隔離消除。在適當的偏壓(即強反轉情況)下，電流將可由第一接觸層120、第一半導體層104、圖案化發光層106a以及n通道而流往經圖案化第三半導體層110a與第三接觸層124。此時，發光元件10可視為「開啟」狀態。

值得一提的是，由於本實施例之發光元件10具有高介電 常數的介電層114覆蓋圖案化第二半導體層108a的側壁，其使得第二接觸層122與圖案化第二半導體層108a為非直接接觸或場效式。因此，本實施例之發光元件10可例如是發光電晶體，其可藉由施加閘極電壓至第二接觸層122，以形成n通道於圖案化第二半導體層108a接近介電層114的表面處。相較於傳統發光二極體來說，本實施例之發光元件10可基於施加的電壓，來控制流出的電流，因此其可做為一種電流的可變開關。一般而言，上述開關的切換速度甚至可高達100GHz。如此一來，本實施例之發光元件10不僅具有發光特性，還可應用在高位元率頻寬的可見光通訊領域上。此外，由於本實施例之第二接觸層122不與圖案化第二半導體層108a直接接觸，因此，本實施例之發光元件10亦可避免習知第二接觸層與濃度較低的第二半導體層之間歐姆接觸不良的問題。

於上述第一實施例的發光元件10的製造流程中，於形成第二半導體層108後，接著形成第三半導體層110於第二半導體層108，然後形成圖案化發光層106a、圖案化第二半導體層108a、圖案化第三半導體層110a，再依序形成絕緣層112、介電層114，最後形成第一接觸層120、第二接觸層122與第三接觸層124。然而，本發明並不以此順序為限，於其他實施例中，與前述實施例差異特別是在針對圖案化發光層106a與圖案化第二半導體層108a之形成方式，和圖案化第三半導體110a的形成方式不同時，例如，以有機金屬化學氣相沈積法形成發光層106與第二半導體層 108，以濺鍍法形成n型氧化鋅(n-ZnO)以作為第三半導體層110，在形成第二半導體層108後，可以先形成圖案化發光層106a與圖案化第二半導體層108a，再依序形成絕緣層112、介電層114，接著才以例如濺鍍方式形成n型氧化鋅第三半導體層於圖案化第二半導體層108a上，之後再形成第一接觸層120、第二接觸層122與第三接觸層124以完成發光元件的製備。

以下的實施例中，相同或相似的元件、構件、層以相似的元件符號來表示。舉例來說，圖2E之基板100與圖3之基板100為相同或相似的構件。於此不再逐一贅述。

請參照圖3為第二實施例的發光元件的剖面示意圖，第二實施例的發光元件20與第一實施例的發光元件10基本上相似。上述兩者不同之處在於：第二實施例的第一半導體層104具有主體部104a與位於主體部104a上的突出部104b。突出部104b位於主體部104a與圖案化發光層106a之間。而且與第二實施例的介電層114差別在介電層114a延伸覆蓋至圖案化第三半導體層110a的側壁與部分頂面。由於介電層114a延伸覆蓋部分圖案化第三半導體層110a的部分頂面，第二實施例的上視圖與第一實施例的上視圖大致類似，差別在第二實施例中圖案化第三半導體層110a暴露之區域面積小於第一實施例中圖案化第三半導體層110a暴露之區域面積。

詳細地說，第二實施例的第一半導體層104的形成方法可例如是在進行如圖2B所述的移除位於第一半導體層104之第一 區R1與第二區R2上面的第三半導體層110、第二半導體層108以及發光層106時，藉由過蝕刻法(over-etching)更移除部分的第一半導體層104的第一區R1與第一半導體層104的第二區R2。如此一來，後續形成的絕緣層112不僅覆蓋第二區R2的主體部104a的頂面，還延伸覆蓋突出部104b的側壁。

圖4是本發明之一實施例的發光陣列的電路示意圖。請參照圖4，本實施例提供一種發光陣列，其包括多個前述實施例之發光元件10a、10b、10c。汲極D₁、D₂、D₃彼此並聯，其可例如是與共同汲極D電性接觸。閘極G₁、G₂、G₃彼此並聯，其可例如是與共同閘極G電性接觸。源極S₁、S₂、S₃彼此並聯，其可例如是與共同源極S電性接觸。在本實施例中，藉由並聯多個發光元件10a、10b、10c可提高發光陣列的整體照度。雖然圖4中僅繪示3個發光元件，但本發明不以此為限，在其他實施例中，發光元件的數量可依需求來進行調整。

此外，本發明之發光元件與發光陣列不僅可應用在高位元率頻寬的可見光通訊領域上，還可應用在背光元件領域上。

綜上所述，於本發明至少一實施例中利用具有高介電常數的介電層至少覆蓋第二半導體層的側壁，使得第二接觸層與第二半導體層為非直接接觸。因此，本發明至少一實施例中的發光元件便可利用電場來控制第二半導體層中通道的開啟或關閉，以提升發光元件的開關速度。如此一來，本發明至少一實施例中的發光元件不僅具有發光特性，還可應用在高位元率頻寬的可見光 通訊領域上。此外，由於第二接觸層不與第二半導體層直接接觸，因此亦可避免習知第二接觸層與濃度較低的第二半導體層之間歐姆接觸不良的問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (10)

1. 一種發光元件，包括：一基板；具有一第一導電特性的一第一半導體層，位於該基板上，該第一半導體層具有一第一區、一第二區以及一第三區，其中該第二區位於該第一區與該第三區之間，且該第二區圍繞該第三區；一發光層，位於該第一半導體層之該第三區上；具有一第二導電特性的一第二半導體層，位於該發光層上；具有該第一導電特性的一第三半導體層，位於該第二半導體層上；一絕緣層，位於該第一半導體層之該第二區上；以及一介電層，至少覆蓋該第二半導體層的側壁。
2. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，更包括：一第一接觸層，位於該第一半導體層的該第一區上；一第二接觸層，位於該絕緣層上以及該介電層的側壁上；以及一第三接觸層，位於該第三半導體層上。
3. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該介電層的材料包括高介電常數材料。
4. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該介電層的材料包括氧化矽、氧化鋁、氧化鎳或其組合。
5. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該介電層的厚度小於100nm。
6. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第三半導體層的材料包括氧化鋅、氮化鎵或其組合。
7. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該第一半導體層包括一主體部與位於該主體部上的一突出部，其中該突出部位於該基板與該發光層之間。
8. 如申請專利範圍第7項所述的發光元件，其中該絕緣層延伸覆蓋至該突出部的側壁。
9. 如申請專利範圍第1項所述的發光元件，其中該介電層延伸覆蓋至該第三半導體層的側壁與部分頂面以及該發光層的側壁。
10. 一種發光陣列，包括多個如申請專利範圍第1項至第9項中任一項所述的發光元件，其中該些發光元件彼此並聯。