TWI681571B - 發光二極體結構 - Google Patents

發光二極體結構 Download PDF

Info

Publication number
TWI681571B
TWI681571B TW103133506A TW103133506A TWI681571B TW I681571 B TWI681571 B TW I681571B TW 103133506 A TW103133506 A TW 103133506A TW 103133506 A TW103133506 A TW 103133506A TW I681571 B TWI681571 B TW I681571B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
layer
electrode
emitting diode
diode structure
type doped
Prior art date
Application number
TW103133506A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201608737A (zh
Inventor
楊程光
馮輝慶
徐健彬
余國輝
潘錫明
Original Assignee
晶元光電股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 晶元光電股份有限公司 filed Critical 晶元光電股份有限公司
Publication of TW201608737A publication Critical patent/TW201608737A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI681571B publication Critical patent/TWI681571B/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/387—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape with a plurality of electrode regions in direct contact with the semiconductor body and being electrically interconnected by another electrode layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

一種發光二極體結構，其包括一堆疊半導體層、一接觸層以及一介電反射層。堆疊半導體層包括一第一型摻雜層、一第二型摻雜層以及一配置於第一型摻雜層及第二型摻雜層之間的主動層，其中多個開孔穿入第一型摻雜層、主動層及第二型摻雜層。接觸層配置於第二型摻雜層上。從發光二極體結構的俯視方向觀之，介電反射層以小於或等於60%的覆蓋率連接接觸層及第一型摻雜層。

Description

發光二極體結構
本發明是有關於一種半導體結構，且特別是有關於一種發光二極體結構。
發光二極體(Light Emitting Diode,LED)具有高功率、壽命長等的特性，也因此發光二極體光源被廣泛地應用。Ⅲ-V族元素化合物的半導體材料所形成的發光二極體是廣能帶隙發光元件，其發出的光包含可見光的全波段。近幾年來，隨著趨向高色度及高亮度的發展，發光二極體增加了各式各樣的應用領域像是超大尺寸戶外顯示板及交通號誌燈，也更甚至成為取代鎢絲燈泡及汞燈的具備節能及環保優點的未來發光光源。
在傳統成長於第一基板(例如是具有絕緣性質的藍寶石基板)上的氮化鎵系(GaN based)發光二極體中，由於發光二極體的正負電極通常被配置在一第一表面的同一側，而正電極會遮擋自發光二極體的主動層發出的光。所以，氮化鎵系發光二極體的封裝最好是利用覆晶接合方法，從而透過發光二極體的一第二表面出光。此外，為了使絕大部分的光線能朝向發光二極體的第 二表面發射，通常會形成一金屬反射層於發光二極體最頂層的表面。
然而，金屬反射層的反射能力是有限的。故在發光二極體的最頂面形成分佈式布拉格反射(Distributed Bragg Reflector,DBR)層的方法亦被同時提出，其中，所述分佈式布拉格反射層可為多層介電質，其具有交替堆疊的多層較金屬反射層的反射能力高的介電材。然而，分佈式布拉格反射層是由非導體材料製成，因此分佈式布拉格反射層的配置對發光二極體的電性效能會形成負面影響。因此，在發光二極體封裝的光萃取效能的改善仍存在有限制。
本發明提供一種發光二極體結構，其具有適合的光萃取效能及電性效能。
本發明提供一種發光二極體結構，其包括一堆疊半導體層、一接觸層以及一介電反射層。堆疊半導體層包括一第一型摻雜層、一第二型摻雜層以及一配置於第一型摻雜層及第二型摻雜層之間的主動層，其中多個開孔穿入第一型摻雜層、主動層及第二型摻雜層。接觸層配置於第二型摻雜層上。從發光二極體結構的俯視方向觀之，介電反射層以小於或等於60%的覆蓋率連接接觸層及第一型摻雜層。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括 一電極層，其配置於介電反射層上，其中電極層包括一第一電極區域及一第二電極區域，且第一電極區域及第二電極區域以一溝槽而彼此分隔並電性絕緣。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括多個凹穴，其在發光二極體結構的一上表面上具有對應凹口，其中這些凹穴配置在堆疊半導體層上。
在本發明的一實施例中，上述的電極層的第二電極區域經由至少部份這些凹穴電性連接至接觸層。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括一圖案化鏡面層，其配置在接觸層上，其中圖案化鏡面層連接至少部份這些凹穴及接觸層，使得電極層的第二電極區域經由這些對應的凹穴而電性連接至接觸層以及連接其上的圖案化鏡面層。
在本發明的一實施例中，上述的介電反射層覆蓋未與凹穴連接的部分圖案化鏡面層。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括一導電層，其配置在介電反射層和電極層之間，其中導電層經由至少部份開孔連接至第一型摻雜層，且電極層的第一電極區域連接至部分導電層。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括一絕緣層，其配置在電極層的第二電極區域及導電層之間。
在本發明的一實施例中，在上述的電極層的第一電極區域未與導電層連接處，絕緣層配置在電極層的第一電極區域及導 電層之間。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括一基板，其具有一表面，堆疊半導體層配置於該表面上，其中堆疊半導體層暴露基板的表面的一部分而形成一暴露區，且介電反射層更覆蓋基板的暴露區的至少一部分。
在本發明的一實施例中，上述的介電反射層包括一低折射率層，且低折射率層的材質是選自二氧化矽(SiO2)、氟化鎂(MgF2)、氟化鈣(CaF2)或其任意組合。
在本發明的一實施例中，上述的介電反射層是一分佈式布拉格反射鏡並更包括一高折射率層，且高折射率層的材質是選自二氧化鈦(TiO2)、硒化鋅(ZnSe)、氮化矽(Si3N4)、五氧化二鈮(Nb2O5)、五氧化二鉭(Ta2O5)或其任意組合。
在本發明的一實施例中，上述的覆蓋率小於或等於30%。
在本發明的一實施例中，上述的至少一部分這些凹穴是條狀凹穴，且這些條狀凹穴的延伸方向彼此平行。
在本發明的一實施例中，上述的至少一部分這些凹穴是圓形凹穴並排列成一陣列。
在本發明的一實施例中，上述的接觸層的材質是選自銦錫氧化物(Indium Tin Oxide,ITO)、鈰錫氧化物(Cerium Tin Oxide,CTO)、銻錫氧化物(Antimony Tin Oxide,ATO)、鋁鋅氧化物(Aluminum Zinc Oxide,AZO)、銦鋅氧化物(Indium Zinc Oxide,IZO)、鋅氧化物(Zinc Oxide,ZnO)、鎘錫氧化物(cadmium tin oxide)、氧化鎵鋅(ZnGa2O4)、摻銻氧化錫(SnO2：Sb)、摻錫氧化鎵(Ga2O3：Sn)、摻錫氧化銀銦(AgInO2：Sn)、摻鋅氧化銦(In2O3：Zn)、氧化銅鋁CuAlO2)、鑭銅氧硫化合物(LaCuOS)、氧化鎳(NiO)、氧化銅鎵CuGaO2)、氧化鍶銅(SrCu2O2)、銀、金、鋁、鈦、鈀、石墨烯(graphene)或其任意組合。
在本發明的一實施例中，上述的電極層的第二電極區域經由這些凹穴連接接觸層。
在本發明的一實施例中，上述的發光二極體結構更包括一導電層，其配置在介電反射層及電極層之間，其中導電層經由至少部份的這些開孔連接到第一型摻雜層，且電極層的第一電極區域經由至少部份的這些凹穴連接至導電層的一部分。
在本發明的一實施例中，使上述的電極層的第二電極區域電性連接到接觸層的這些凹穴的其中之一與使導電層連接到第一型摻雜層的這些開孔的其中之一緊鄰配置。
在本發明的一實施例中，使上述的電極層的第二電極區域電性連接到接觸層的至少部份凹穴與使導電層連接到第一型摻雜層的至少部份開孔交錯配置。
基於上述，本發明的發光二極體結構使用介電反射層作為反射層，以反射主動層所發出的光，且從發光二極體結構的俯視方向觀之，介電反射層以小於或等於60%的覆蓋率連接接觸層及第一型摻雜層，以便增強發光二極體結構的發光強度(Luminous Intensity,IV)並同時維持發光二極體結構的順向電壓(Forward Voltage,VF)在可接受的範圍內。因此，本發明的發光二極體結構不僅可以增強發光強度，還可以提供優異的電性效能。
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。
100、200‧‧‧發光二極體結構
110、210‧‧‧基板
120、220‧‧‧第一型摻雜層
122、222‧‧‧開孔
130、230‧‧‧主動層
140、240‧‧‧第二型摻雜層
150、250‧‧‧接觸層
160、260‧‧‧介電反射層
162、162a、162b、262‧‧‧凹穴
170、270‧‧‧導電層
180、280‧‧‧絕緣層
190、290‧‧‧電極層
192、292‧‧‧第一電極區域
194、294‧‧‧第二電極區域
196、296‧‧‧溝槽
265‧‧‧圖案化鏡面層
圖1是說明本發明的一實施例的發光二極體結構的剖面圖。
圖2是說明本發明的一實施例的介電反射層的俯視圖。
圖3是說明本發明的另一實施例的介電反射層的俯視圖。
圖4是說明本發明的一實施例的介電反射層的覆蓋率和順向電壓及發光強度之間關係的曲線圖。
圖5是說明本發明的一實施例中發光二極體結構的俯視圖及其沿著A-A線的剖面圖。
有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之各實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。並且，在下列各實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號。
圖1是說明本發明的一實施例的發光二極體結構的剖面圖。請參照圖1，在本實施例中，氮化鎵系發光二極體結構100可以是一覆晶式發光二極體結構，其包括堆疊半導體層120、130、140、接觸層150以及介電反射層160。堆疊半導體層包括第一型摻雜層120、主動層130以及第二型摻雜層140。主動層130設置於第一型摻雜層120以及第二型摻雜層140之間。在本實施例中，第一摻雜層120、主動層130以及第二摻雜層140依序彼此堆疊，但當然本發明不限於此。多個開孔122穿入第一型摻雜層120、主動層130以及第二型摻雜層140以暴露第一型摻雜層120、主動層130以及第二型摻雜層140。接觸層150配置在第二型摻雜層140上。在本實施例中，接觸層150可以是透明導電層，而接觸層150的材料可選自銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)、鈰錫氧化物(cerium tin oxide,CTO)、銻錫氧化物(antimony tin oxide,ATO)、鋁鋅氧化物(aluminum zinc oxide,AZO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)、鋅氧化物(zinc oxide,ZnO)、鎘錫氧化物(cadmium tin oxide)、氧化鎵鋅(ZnGa2O4)、摻銻氧化錫(SnO2：Sb)、摻錫氧化鎵(Ga2O3：Sn)、摻錫氧化銀銦(AgInO2：Sn)、摻鋅氧化銦(In2O3：Zn)、氧化銅鋁CuAlO2)、鑭銅氧硫化合物(LaCuOS)、氧化鎳(NiO)、氧化銅鎵CuGaO2)、氧化鍶銅(SrCu2O2)、銀、金、鋁、鈦、鈀、石墨烯或其任意組合。
介電反射層160設置於接觸層150上並連接接觸層150，且介電反射層160延伸至開孔122內以連接第一型摻雜層120。從 發光二極體結構100的俯視方向觀之，介電反射層160以小於或等於60%的覆蓋率連接接觸層150以及第一型摻雜層120。也就是說，從發光二極體結構的俯視方向觀之，介電反射層160以小於或等於60%的覆蓋率覆蓋了接觸層150及第一型摻雜層120。在本實施例中，介電反射層160可包括一低折射率層，且低折射率層的材質可選自二氧化矽、氟化鎂、氟化鈣或其任意組合。更具體來說，介電反射層160是一分佈式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflector,DBR)且更包括一高折射率層，其中，高折射率層的材質可選自二氧化鈦、硒化鋅、氮化矽、五氧化二鈮、五氧化二鉭或其任意組合。也就是說，介電反射層160是由多層具有不同折射率的材質交替堆疊形成，以致於各層的交界造成一光波的部份反射。上述的多次反射構成建設性干涉，以使介電反射層160可作為高品質的反射器。
因此，當介電反射層160覆蓋接觸層150和第一型摻雜層120的覆蓋率(以下簡稱「介電反射層160的覆蓋率」)增加，發光二極體結構100的發光強度也隨之增加。然而，由於介電反射層160的介電特性，當介電反射層160的覆蓋率增加，驅動發光二極體結構100所需的順向電壓也會隨之增加。因此，介電反射層160的覆蓋率必須控制在一特定的數值內，使其既可增強發光二極體結構100的發光強度，同時又能維持發光二極體結構100的順向電壓在一可接受範圍內。
圖2是說明本發明的一實施例的介電反射層的俯視圖。 圖3是說明本發明的另一實施例的介電反射層的俯視圖。請參照圖2到圖3，為了上述目的，介電反射層160可以具有如圖2所示的多個條狀凹穴162a，且這些條狀凹穴162a的延伸方向彼此平行。在本發明的另一實施例中，介電反射層160亦可具有如圖3所示的多個呈陣列式排列的圓形凹穴162b。上述的條狀凹穴162a和上述的圓形凹穴162b可用以控制介電反射層160的覆蓋率。也就是說，介電反射層160的覆蓋率可以藉由調整凹穴162a、162b的數量、大小或形狀來控制。當然，圖2及圖3所示的實施例僅用以說明，本領域中具有通常知識者可自行對介電反射層160的圖案做變化及改變，本發明並不侷限於此。
圖4是說明本發明的一實施例的介電反射層的覆蓋率和順向電壓及發光強度之間關係的曲線圖。圖4繪示了兩條曲線，其中，具有方塊點的曲線代表在不同介電反射層160的覆蓋率下發光二極體結構100的發光強度，而具有菱形點的曲線代表在不同介電反射層160的覆蓋率下發光二極體結構100的順向電壓。由圖4可知，當介電反射層160的覆蓋率小於或等於60%時，發光二極體結構100的發光強度增強到相對高的數值，同時發光二極體結構100的順向電壓尚維持在一個可接受範圍中。較佳地，當介電反射層160的覆蓋率小於或等於30%時，發光二極體結構100的發光強度增強到一個優異的數值，同時發光二極體結構100的順向電壓仍可維持在一個相對低的數值。因此，發光二極體結構100的介電反射層160的覆蓋率應小於或等於60%。更具體來 說，發光二極體結構100的介電反射層160的覆蓋率可控制在小於或等於30%且大於0%。
詳細來說，圖1所示的發光二極體結構100更包括配置在介電反射層160上的電極層190。電極層190包括一第一電極區域192及一第二電極區域194，其中第一電極區域192及第二電極區域194以一溝槽196分隔並彼此電性絕緣，使發光二極體結構100可以透過第一電極區域192及第二電極區域194電性連接至一電路板。第一電極區域192可延伸進入開孔122的至少其中之一，以透過所述開孔122的至少其中之一而電性連接至第一型摻雜層120。發光二極體結構100更包括多個凹穴162，例如是條狀凹穴162a及圓形凹穴162b，其在發光二極體結構100的一上表面上具有對應的凹口，其中這些凹穴162位於堆疊半導體層120、130、140上且至少部份凹穴連接到接觸層150。第二電極區域194延伸進入至少部份凹穴162以透過所述至少部份凹穴162電性連接接觸層150及第二型摻雜層140。
此外，發光二極體結構100更包括導電層170及絕緣層180。導電層170配置在介電反射層160及電極層190之間，且絕緣層180配置在電極層190和導電層170之間。更具體來說，絕緣層180位於電極層190的第二電極區域194及導電層170之間以電性絕緣第二電極區域194和導電層170，而在第一電極區域192未與導電層170連接處，絕緣層180更可配置在部份第一電極區域192及導電層170之間，且第一電極區域192透過至少部份 開孔122連接至一部分的導電層170。導電層170透過所述至少部份開孔122連接至第一型摻雜層120。
更具體來說，使上述的電極層190的第二電極區域194電性連接到接觸層150的凹穴162的其中之一，可與使導電層170連接到第一型摻雜層120的開孔122的其中之一緊鄰配置。此外，如圖1所示，使上述的電極層190的第二電極區域194電性連接到接觸層150的至少部份凹穴162，與使導電層170連接到第一型摻雜層120的至少部份開孔122為交錯配置。
再者，發光二極體結構100更包括一基板110，其具有一表面，堆疊半導體層120、130、140配置於上述的表面上。在本實施例中，基板110可以例如是藍寶石基板。堆疊半導體層120、130、140暴露部份基板110的表面而形成一暴露區，且介電反射層160更覆蓋基板110的暴露區的至少一部分。如上述之配置，當發光二極體結構100藉由例如覆晶方式連接至電路板時，主動層230所發出的光可以被介電反射層160反射而穿透藍寶石基板出光。
圖5是說明本發明的一實施例中發光二極體結構的上視圖及其依據A-A線的剖面圖。在此必須說明的是，本實施例之發光二極體結構200與圖1之發光二極體結構100相似，因此，本實施例沿用前述實施例的元件標號與部分內容，其中採用相同的標號來表示相同或近似的元件，並且省略了相同技術內容的說明。關於省略部分的說明可參考前述實施例，本實施例不再重複 贅述。請參照圖5，以下將針對本實施例之發光二極體結構200與圖1之發光二極體結構100的差異做說明。
圖5所示的發光二極體結構200及圖1所示的發光二極體結構100之間主要的不同在於發光二極體結構200更包括一圖案化鏡面層265，其配置在接觸層250及介電反射層260之間，其中，圖案化鏡面層265連接至少部份凹穴262及接觸層250，以使電極層290的第二電極區域294透過對應凹穴262以及連接到對應凹穴262的圖案化鏡面層265而電性連接至接觸層250。介電反射層260覆蓋未與凹穴262連接的至少部分圖案化鏡面層265。換句話說，除了連接到凹穴262的部份圖案化鏡面層265以外，介電反射層260覆蓋大部分的圖案化鏡面層265，以使第二電極區域294可以透過對應凹穴262電性連接到圖案化鏡面層265。
一般來說，從發光二極體結構200的俯視方向觀之，介電反射層260以小於或等於60%的覆蓋率連接接觸層250及第一型摻雜層220。在本實施例中，從發光二極體結構200的俯視方向觀之，介電反射層260是以小於或等於30%的覆蓋率連接接觸層250及第一型摻雜層220。圖案化鏡面層265的材質可以是導電材質，其可包括選自銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈦(Ti)、鉑(Pt)等元素或其任意組合。因此，連接至接觸層250及第二電極區域294的圖案化鏡面層265可用以增強發光二極體結構200的電性效能並幫助反射主動層230所發出的光。此外，圖案化鏡面層265也可用以控制介電反射層260的 覆蓋率。也就是說，介電反射層260的覆蓋率可以被圖案化鏡面層265的分佈所控制。
從圖5的發光二極體結構200的俯視圖可以看出電極層290包括第一電極區域292和第二電極區域294，其中溝槽296用以分隔並電性絕緣第一電極區域292和第二電極區域294，因此發光二極體結構200可以用覆晶的方式透過第一電極區域292和第二電極區域294電性連接至電路板。
此外，使第二電極區域294電性連接到接觸層250的凹穴262的其中之一，與使導電層270連接到第一型摻雜層220的開孔222的其中之一為緊鄰配置。並且，使第二電極區域294電性連接到接觸層250的部份凹穴262，與使導電層250連接到第一型摻雜層220的部份開孔222可交錯配置。
綜上所述，本發明的發光二極體結構使用介電反射層來作為反射層，用以反射主動層所發出的光，並且，從發光二極體結構的俯視方向觀之，介電反射層以小於或等於60%的覆蓋率連接到接觸層和第一型摻雜層，使其不僅可增強發光二極體結構的發光強度，更可同時維持發光二極體的順向電壓在一可接受的範圍。
此外，一圖案化鏡面層更可以配置在接觸層及介電反射層之間，以連接接觸層和第二電極區域。介電反射層覆蓋至少部份圖案化鏡面層。圖案化鏡面層的材質可以是導電材質，使圖案化鏡面層可用以增強發光二極體結構的電性效能並同時幫助反射 自主動層發出的光。因此，本發明的發光二極體結構不僅增強其發光強度，同時也提供了優異的電性效能。
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。
200‧‧‧發光二極體結構
210‧‧‧基板
220‧‧‧第一型摻雜層
222‧‧‧開孔
230‧‧‧主動層
240‧‧‧第二型摻雜層
250‧‧‧接觸層
260‧‧‧介電反射層
262‧‧‧凹穴
270‧‧‧導電層
280‧‧‧絕緣層
290‧‧‧電極層
292‧‧‧第一電極區域
294‧‧‧第二電極區域
296‧‧‧溝槽
265‧‧‧圖案化鏡面層

Claims (20)

  1. 一種覆晶式發光二極體結構，包括：一堆疊半導體層，包括：一第一型摻雜層；一第二型摻雜層；以及一主動層，配置於該第一型摻雜層及該第二型摻雜層之間；一接觸層，配置於該第二型摻雜層上；多個開孔，穿入該第一型摻雜層、該主動層及該第二型摻雜層；一介電反射層，位於該接觸層上並延伸至該多個開孔中，以連接該第一型摻雜層；一導電層，位於該介電反射層上並透過該多個開孔電連接至該第一型摻雜層，其中該導電層不與該接觸層相接觸；多個凹穴，穿入該介電反射層；一圖案化鏡面層，配置在該接觸層上，其中，該圖案化鏡面層的部份連接至少部份該多個凹穴及該接觸層，以及該介電反射層覆蓋未與該多個凹穴連接的另一部分該圖案化鏡面層；一第一電極區域及一第二電極區域，位於該多個凹穴上並具有對應的凹口，其中該第一電極區域及該第二電極區域各具有一電極層，其中該第二電極區域的該電極層經由對應的凹穴以及連接該對應的凹穴的該圖案化鏡面層而電性連接至該接觸層；以及一絕緣層，其配置在該第一電極區域之該電極層和該導電層之間及該第二電極區域之該電極層和該介電反射層之間，其中該第一電極區 域之該電極層及該第二電極區域之該電極層位於該絕緣層上，且於該第一電極區域內之該開孔內，該第一電極區域之該電極層位於該導電層上且直接接觸該導電層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該第一電極區域及該第二電極區域配置於該介電反射層上，且該第一電極區域及該第二電極區域以一溝槽而彼此分隔。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中從該發光二極體結構的俯視方向觀之，該介電反射層以小於或等於60%的覆蓋率連接該接觸層及該第一型摻雜層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該第二電極區域經由至少部份該些凹穴電性連接至該接觸層。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，更包含一藍寶石基板，該堆疊半導體層配置於該藍寶石基板上。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該圖案化鏡面層包括銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鉑(Pt)。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該導電層配置在該介電反射層和該第一電極區域之間，該第一電極區域連接至部分該導電層。
  8. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該第二電極區域藉由該多個凹穴之一部份電性連接到該接觸層，該導電層藉 由該多個開孔之一部份電性連接到該第一型摻雜層，該多個凹穴之該部份與該多個開孔之該部份係為交錯配置。
  9. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中在該第一電極區域未與該導電層連接處，該絕緣層配置在該電極層的該第一電極區域及該導電層之間。
  10. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，更包括一基板，其具有一表面，該堆疊半導體層配置於該表面上，其中該堆疊半導體層暴露該基板的部份該表面而形成一暴露區，且該介電反射層更覆蓋該基板的該暴露區的至少一部分。
  11. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該介電反射層包括一低折射率層，且該低折射率層的材質是選自二氧化矽、氟化鎂、氟化鈣或其任意組合。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該介電反射層是一分佈式布拉格反射鏡並更包括一高折射率層，且該高折射率層的材質是選自二氧化鈦、硒化鋅、氮化矽、五氧化二鈮、五氧化二鉭或其任意組合。
  13. 如申請專利範圍第3項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該覆蓋率小於或等於30%。
  14. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中至少一部分的該些凹穴是條狀凹穴，且該些條狀凹穴的延伸方向彼此平行。
  15. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中至少一部分的該些凹穴是圓形凹穴並排列成一陣列。
  16. 如申請專利範圍第1項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該接觸層的材質是選自銦錫氧化物(indium tin oxide,ITO)、鈰錫氧化物(cerium tin oxide,CTO)、銻錫氧化物(antimony tin oxide,ATO)、鋁鋅氧化物(aluminum zinc oxide,AZO)、銦鋅氧化物(indium zinc oxide,IZO)、鋅氧化物(zinc oxide,ZnO)、鎘錫氧化物(cadmium tin oxide)、氧化鎵鋅(ZnGa2O4)、摻銻氧化錫(SnO2：Sb)、摻錫氧化鎵(Ga2O3：Sn)、摻錫氧化銀銦(AgInO2：Sn)、摻鋅氧化銦(In2O3：Zn)、氧化銅鋁CuAlO2)、鑭銅氧硫化合物(LaCuOS)、氧化鎳(NiO)、氧化銅鎵CuGaO2)、氧化鍶銅(SrCu2O2)、銀、金、鋁、鈦、鈀、石墨烯或其任意組合。
  17. 一種覆晶式發光二極體結構，包括：一堆疊半導體層，包括：一第一型摻雜層；一第二型摻雜層；以及一主動層，配置於該第一型摻雜層及該第二型摻雜層之間；一接觸層，配置於該第二型摻雜層上；一開孔，穿入該第一型摻雜層、該主動層及該第二型摻雜層；一介電反射層，位於該接觸層上並延伸至該開孔中，以連接該第一型摻雜層；一導電層，位於該開孔內以電連接至該第一型摻雜層；一凹穴，穿入該介電反射層； 一圖案化鏡面層配置在該接觸層上，其中該圖案化鏡面層的部份連接該凹穴及該接觸層，該介電反射層覆蓋未與該凹穴連接的另一部分該圖案化鏡面層；一第一電極區域及一第二電極區域，該第二電極區域位於該凹穴上並具有對應的凹口，其中該第一電極區域及該第二電極區域各具有一電極層，其中該第二電極區域的該電極層經由該凹穴以及連接該凹穴的該圖案化鏡面層而電性連接至該接觸層；以及一絕緣層，其配置在該第一電極區域之該電極層和該導電層之間及該第二電極區域之該電極層和該介電反射層之間，其中該第一電極區域之該電極層及該第二電極區域之該電極層位於該絕緣層上，且於該第一電極區域內之該開孔內，該第一電極區域之該電極層位於該導電層上且直接接觸該導電層。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該第一電極區域經由該凹穴連接至該導電層。
  19. 如申請專利範圍第17項所述的覆晶式發光二極體結構，其中該圖案化鏡面層包括銀(Ag)、鋁(Al)、金(Au)、銠(Rh)、鈀(Pd)、銅(Cu)、鉻(Cr)、鈦(Ti)或鉑(Pt)。
  20. 如申請專利範圍第17項所述的覆晶式發光二極體結構，更包括一基板，其中該堆疊半導體層暴露部份該基板的表面而形成一暴露區，且該介電反射層更覆蓋該基板的該暴露區。
TW103133506A 2014-08-27 2014-09-26 發光二極體結構 TWI681571B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/469,593 2014-08-27
US14/469,593 US10074777B2 (en) 2014-08-27 2014-08-27 Light emitting diode structure with dielectric reflective layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201608737A TW201608737A (zh) 2016-03-01
TWI681571B true TWI681571B (zh) 2020-01-01

Family

ID=55376909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW103133506A TWI681571B (zh) 2014-08-27 2014-09-26 發光二極體結構

Country Status (3)

Country Link
US (2) US10074777B2 (zh)
CN (2) CN105374920B (zh)
TW (1) TWI681571B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9461209B2 (en) * 2013-11-27 2016-10-04 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device
US11329195B2 (en) 2013-08-27 2022-05-10 Epistar Corporation Semiconductor light-emitting device
KR102282137B1 (ko) * 2014-11-25 2021-07-28 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 이를 구비한 반도체 발광장치
US20160329461A1 (en) * 2015-02-17 2016-11-10 Genesis Photonics Inc. Light emitting diode
US10147849B2 (en) * 2015-05-05 2018-12-04 Xiangneng Hualei Optoelectronic Co., Ltd Manufacturing method of flip-chip structure of group III semiconductor light emitting device
CN104952995B (zh) * 2015-05-05 2017-08-25 湘能华磊光电股份有限公司 一种iii族半导体发光器件的倒装结构
JP6759783B2 (ja) * 2016-07-12 2020-09-23 日亜化学工業株式会社 光反射膜及び発光素子
US11183614B2 (en) 2016-07-20 2021-11-23 Suzhou Lekin Semiconductor Co., Ltd. Semiconductor device
KR102568298B1 (ko) * 2016-07-20 2023-08-18 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 반도체 소자
CN106206872A (zh) * 2016-08-04 2016-12-07 南京大学 Si‑CMOS阵列驱动电路控制的GaN基可见光微米柱阵列LED器件及其制备方法
CN109545934B (zh) * 2018-12-20 2020-05-19 湘能华磊光电股份有限公司 微孔型led电极结构及其制备方法
CN112750931B (zh) * 2019-10-31 2022-06-28 成都辰显光电有限公司 微发光二极管、微发光二极管阵列基板及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090032908A1 (en) * 2006-06-20 2009-02-05 Sony Corporation Semiconductor device and method of manufacturing it
US20110272727A1 (en) * 2007-02-13 2011-11-10 Epistar Corporation Light-emitting diode and method for manufacturing the same
US20120049236A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting element
US20120074441A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
US20140231839A1 (en) * 2012-07-18 2014-08-21 Semicon Light Co., Ltd. Semiconductor Light Emitting Device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046465A (en) * 1998-04-17 2000-04-04 Hewlett-Packard Company Buried reflectors for light emitters in epitaxial material and method for producing same
EP2280430B1 (en) * 2005-03-11 2020-01-01 Seoul Semiconductor Co., Ltd. LED package having an array of light emitting cells coupled in series
KR101142965B1 (ko) 2010-09-24 2012-05-08 서울반도체 주식회사 웨이퍼 레벨 발광 다이오드 패키지 및 그것을 제조하는 방법
TWI411136B (zh) * 2011-05-10 2013-10-01 Lextar Electronics Corp 半導體發光結構
TWI529963B (zh) * 2011-07-25 2016-04-11 廣鎵光電股份有限公司 發光元件結構
KR102075655B1 (ko) * 2013-06-24 2020-02-10 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090032908A1 (en) * 2006-06-20 2009-02-05 Sony Corporation Semiconductor device and method of manufacturing it
US20110272727A1 (en) * 2007-02-13 2011-11-10 Epistar Corporation Light-emitting diode and method for manufacturing the same
US20120049236A1 (en) * 2010-08-27 2012-03-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting element
US20120074441A1 (en) * 2010-09-24 2012-03-29 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Wafer-level light emitting diode package and method of fabricating the same
US20140231839A1 (en) * 2012-07-18 2014-08-21 Semicon Light Co., Ltd. Semiconductor Light Emitting Device

Also Published As

Publication number Publication date
CN108461598B (zh) 2020-08-14
TW201608737A (zh) 2016-03-01
CN105374920A (zh) 2016-03-02
CN108461598A (zh) 2018-08-28
US20160064617A1 (en) 2016-03-03
US10074777B2 (en) 2018-09-11
CN105374920B (zh) 2018-05-22
US10658547B2 (en) 2020-05-19
US20180342650A1 (en) 2018-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI681571B (zh) 發光二極體結構
US6914268B2 (en) LED device, flip-chip LED package and light reflecting structure
US9337394B2 (en) Semiconductor light-emitting device
US20210234071A1 (en) Optoelectronic device and method for manufacturing the same
WO2011162367A1 (ja) 半導体発光素子
CN110085716A (zh) 半导体发光器件
CN114497314B (zh) 发光二极管及发光装置
TWI572054B (zh) 高亮度發光二極體結構與其製造方法
JP2011138820A (ja) 発光素子
CN104241493A (zh) 发光器件和发光器件封装
CN110649131B (zh) 倒装芯片型发光二极管芯片及包括其的发光装置
US9209356B2 (en) Light-emitting element including a light-emitting stack with an uneven upper surface
US20160315238A1 (en) Light-emitting diode chip
KR101489375B1 (ko) 반도체 발광소자
TWI499092B (zh) A kind of flip chip type light emitting diode structure
KR101478761B1 (ko) 반도체 발광소자
CN113921674A (zh) 发光二极管及发光装置
TWI672837B (zh) 半導體發光元件
TW201727937A (zh) 發光二極體元件
CN104253185A (zh) 发光装置
CN105762252B (zh) 一种led芯片结构及其制造方法
CN105322066B (zh) 光电元件及其制造方法
CN102456793A (zh) 发光二极管元件及其制造方法
KR20110101463A (ko) 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지