CN100483752C - 一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法，其是揭示一P型半导体层的表面纹路结构生成的制程及其结构，透过该纹路结构可以中断光导效应并减少六面形坑洞缺陷的产生几率，而于本发明所揭示的方法，是于生成一P型披覆层及一P型过渡层时，控制其延伸(tension)及压缩(compression)的应变量，再形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上，透过此种外延成长过程中的控制方法与其结构，即可使该P型半导体层表面具有纹路结构，以达增加外部的量子效率并增加其工作寿命。

Description

一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法

技术领域

本发明涉及氮化镓系列发光二极管，特别是有关于一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法。

技术背景

习知使用蓝宝石基板成长氮化镓系列的发光二极管装置如图1所示，此称为传统结构。其中包含一氮化镓缓冲层2，一N-型氮化镓欧姆接触层3，一包含氮化铟镓的发光层4，一P-型氮化铝镓披覆层5及一P-型氮化镓欧姆接触层6依续外延成长于蓝宝石基板1，最后于P-型氮化镓欧姆接触层6上制作一P-型半穿透金属导电层7，并制作P-型金属电极8于半穿透金属导电层7之上及一N-型金属电极9于N-型氮化镓欧姆接触层3之上。由于该多层氮化镓外延结构的折射系数(n＝2.4)，蓝宝石基板的折射系数(n＝1.77)而封装用的树脂封盖材料的折射系数(n＝1.5)的分布，使得发光层所发出的光只有接近25％能一次射出而不被接口所反射，而其余75％的光均被蓝宝石基板及封装用的树脂封盖材料所构成的光导结构所局限并经由多次的接口反射而增加光被重吸收的几率进而无法有效地被取出利用，故此种发光二极管装置结构其光线取出的机制受限于半穿透金属导电层的吸收及内部外延结构的重吸收。

为了提升上述发光二极管装置结构光线取出的效率，如美国专利第6,091,085号已揭示一种中断光导效应的方法，其一方法乃是将蓝宝石基板的表面先产生粗化纹路，接着在其上成长氮化镓系列的发光二极管多层外延结构，另一方法乃是直接成长氮化镓系列的发光二极管多层外延结构于蓝宝石基板之上，接着再从外延结构的表面上直接制作隧道，此隧道往蓝宝石基板方向延伸并植入折射系数小于多层氮化镓外延结构的折射系数(n＝2.4)的材料。

然而，由于方法一需利用机械抛光或化学蚀刻的方法制作其粗化纹路而容易造成蓝宝石基板上的表面粗糙程度不均匀而影响后续外延的条件且不易控制其生产良率；而其方法二为了制作隧道及植入材料需增加制作的复杂度相对地亦增加其成本。

再者，美国专利第6,495,862号所揭示一种表面凸化的氮化镓系列的发光二极管装置结构以减少发光层所发出的光被半穿透金属层与封装用的树脂封盖的接口反射进而增加其外部量子效率，但为了制作此种表面圆柱形或半圆形凸化纹路亦需增加其制作的复杂度相对地亦增加其成本。

又，美国专利第6,531,719号所揭示一种中断光导效应并降低因应力所产生的磊芯片弯曲变形的方法，其方法为利用外延成长的条件成长一拥有织状条纹结构的氮化铝的内层，此织状条纹结构的氮化铝的内层介于发光层及蓝宝石基板之间以中断光导效应以增加其外部量子效率，而此一结构更可进一步在此氮化铝内层之上形成一金属反射层用以反射从发光层射向蓝宝石基板方向的光以增加其外部量子效率。此专利所揭示当使用MOCVD成长此一氮化铝内层时，通入氨气(NH3)及三甲基铝(TMA)于反应腔中并控制氨气的流量而达到控制织状条纹的形状，接着成长其它多层外延结构，根据论文(APL 71，(9)，sep.1(1997)，p.1204)揭示此一方法易造成六面形的坑洞(Hexagonal shapedpits)，若此种坑洞极容易从氮化铝内层经由发光层延伸至表面P型的欧姆接触层而造成接续的半穿透金属层或金属电极制作时导致其金属原子经由此坑洞而扩散进入发光层进而破坏发光二极管的元件特性并缩短元件的工作寿命。

而依据论文J.L.RouViere et al (Journal ofNitride-Semiconductor-Research，Vol.1，(1996)Art.33)所教导当利用MOCVD外延技术于蓝宝石基板上成长氮化镓薄膜时，依据不同的外延成长条件，表面所显现的型态大致上可分为六角锥型粗糙面、平坦面、颗粒状粗糙面三种。而实验证明，表面所显现的型态是由于表面原子层的极化方向及表面原子迁移速率所决定的，当表面成长机制主要由氮原子极化(N-polarity)控制时，其表面状态为粗糙面，当表面成长机制主要由镓原子极化(Ga-polarity)控制时，其表面状态为平坦面，而当氮化镓薄膜的表面为平坦面时表示六面形的坑洞(Hexagonalshaped pits)的发生几率降低甚至消除。

因此，如何针对上述问题而提出一种新颖高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法，不仅可改善传统需额外加工(例如：机械抛光或化学蚀刻)才可达中断光导效应的缺点，长久以来一直是使用者殷切盼望及本发明人所追求的目标，而本发明人基于多年从事于发光二极管相关产品的研究、开发、及销售实务经验，乃思及改良的意念，穷其个人的专业知识，经多方研究设计、专题探讨，终于研究出一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法改良，可解决上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法，透过于外延生长P型披覆层时及形成一P型过渡层于该披覆层之上，控制此两层的应变量，再形成一P型欧姆接触层于此P型过渡层之上，使得P型半导体层的表面具有纹路结构，透过该纹路结构可中断光导效应，以增加其外部的量子效率。

本发明的次要目的，在于提供一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法，该P型半导体层的生成方式，可减少发光二极管中六面形坑洞的发生几率以增加其工作寿命。

一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其主要结构包括：

一基板，该基板位于该发光二极管元件的底端；

一半导体层，该半导体层是接于该基板上部，具有一N型半导体层、一发光层及一P型半导体层，其中，该发光层介于该N型半导体层与该P型半导体层之间；

其中，该P型半导体层表面具有在一外延制程中所产生的纹路。

所述的P型半导体层表面所具有的纹路可中断光导效应。

所述的P型半导体层所具有的表面纹路是由控制P型半导体外延层中的应变量而成。

所述的P型半导体层可进一步包含一P型披覆层及一P型过渡层于该P型披覆层之上以及形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上。

所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其中可进一步包含一反射层于该发光层之下。

所述的基板是选自于蓝宝石、碳化硅、氧化锌、二硼化锆、砷化镓、或硅材料的其中之一。

所述的N型半导体层可为N-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zNpAs_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)，或为N-B_xAl_yn_zGa_1-x-y-zN_pP_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)。

所述的P型半导体层可为P-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pAs_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1，p+q＝1)，或为P-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pP_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)。

所述的发光层可为B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pAs_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1，p+q＝1)或B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pP_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)单一所组成，或此两层所组合而成的量子井结构。

所述的P型披覆层是一改变延伸应变量(tension strain)的披覆层。

所述的P型过渡层可为一半导体层所组成的超晶格结构。

所述的P型欧姆接触层可为一半导体层所组成的超晶格结构。

所述的P型披覆层包含镁原子浓度介于5×10¹⁹～5×10²⁰cm^-3之间。

所述的P型过渡层包含镁原子浓度介于5×10¹⁷～5×10¹⁹cm^-3之间。

所述的P型欧姆接触层所包含镁原子浓度是介于该P型披覆层与该P型过渡层之间。

所述的超晶格结构可由不同组成、不同厚度及不同杂质掺杂浓度的半导体层交互堆叠而成。

所述的反射层可为由半导体层交互堆叠而成的分布式布拉格反射层(Distributed Bragg Reflector)。

一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其主要步骤是包含有：

提供一基板；以及

形成一半导体层在该基板上而成一发光元件，其中该半导体层至少包含一发光层、一P型半导体层及一N型半导体层，该发光层介于该N型半导体层与该P型半导体层之间；

其中该P型半导体层形成的主要步骤是包含有：

形成一P型披覆层于该发光层之上，其中该披覆层可增加与各层之间的应变量；

形成一P型过渡层于该P型披覆层之上；以及

形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上。

所述的P型披覆层是掺杂镁原子以提高与各层之间的应变量。

所述的P型披覆层的形成方法是掺杂镁原子以增加与各层之间的应变量，接着中断外延层的成长并控制中断时间以改变外延层的应变量。

所述的P型披覆层的形成方法是掺杂镁原子以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量。

所述的P型披覆层的形成方法是掺杂镁原子以增加与各层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型披覆层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量。

所述的该P型披覆层的形成方法是增加p型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层成长并控制中断时间以改变外延层的应变量。

所述的P型披覆层的形成方法是增加p型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量。

所述的P型披覆层的形成方法是增加p型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型披覆层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量。

所述的P型过渡层的形成方法是控制外延层中铝的组成或镁原子的掺杂量以减少与P型披覆层之间的应变量。

所述的P型过渡层的形成方法是减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并控制中断时间以改变外延层的应变量。

所述的P型过渡层的形成方法是减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量。

所述的P型过渡层的形成方法是减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型过渡层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量。

所述的中断时间介于1秒至2分钟之间。

所述的温度变化介于5℃至300℃之间。

所述的单原子层介于1至5个之间。

所述的P型欧姆接触层的形成方法是利用外延成长时增加双环戊二烯镁(Cp₂Mg)流量或降低温度以增加镁原子的掺杂浓度。

为达到发明目的，本发明提供了一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法。本发明所揭示的是一种生成具有表面纹路结构的一P型半导体层的方法及其结构，透过该纹路结构的生成，可以中断光导效应与减少六面形坑洞的产生，而于本发明所揭示的方法，是于外延生长P型披覆层时及形成一P型过渡层于该披覆层之上，控制此两层的应变量，再形成一P型欧姆接触层于此P型过渡层之上，透过此种方法与结构，即可使该P型半导体层具有表面纹路结构，以达增加外部的量子效率并增加其工作寿命。

附图说明

图1为习知技术的发光二极管的示意图；

图2为本发明的一较佳实施例的发光二极管的制造流程图；

图3为本发明的一较佳实施例的发光二极管的示意图；

图4A至图4E所示为本发明的一较佳实施例的P型半导体层的纹路的SEM图。

图号说明

1    蓝宝石基板

2    氮化镓缓冲层

3    N-型氮化镓欧姆缓冲层

4    氮化铟镓的发光层

5    P-型氮化铝镓披覆层

6    P-型氮化镓欧姆接触层

7    P-型透光金属导电层

8    正电极衬垫

9    负电极衬垫

10   基板

20   半导体层

22   N型半导体层

24   发光层

26   P型半导体层

260  P型披覆层

262  P型过渡层

264  P型欧姆接触层

具体实施方式

本发明所提供的一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法，其是揭示一P型半导体层的表面纹路结构生成的制程及其结构，透过该纹路结构可以中断光导效应并减少六面形坑洞缺陷的产生几率，而本发明所揭示的方法，是在生成一P型披覆层及一P型过渡层时，控制其延伸(tension)及压缩(cormpression)的应变量，再形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上，透过此种外延成长过程中的控制方法与其结构，即可使该P型半导体层表面具有纹路结构，以达增加外部的量子效率并增加其工作寿命。

为使审查员对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明，说明如后：

本发明的目的是提供一种中断光导效应的方法及其结构，可解决在习知技术中皆须应用后制程的问题，例如：机械抛光或化学蚀刻，以生成纹路，且其生产良率不易控制，或利用MOCVD外延技术以生成条纹，然其易造成六面形的坑洞，以造成元件寿命的缩短；本发明所揭示的制程其及结构，皆不需后处理加工，且不会产生六面形的坑洞，实为一创新的技术。

首先，请参阅图2，其是本发明的一较佳实施例的发光二极管的制造流程图；如图所示，本发明是一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其主要步骤是包含有：

步骤S11，提供一基板；

步骤S12，形成一N型半导体层在该基板上；

步骤S13，形成一发光层于该N型半导体层上；

步骤S14，形成一P型披覆层于该发光层之上，其中该披覆层是具有增加与各层之间的应变量的作用；

步骤S15，形成一P型过渡层于该P型披覆层之上；以及

步骤S16，形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上。

其中，于步骤S14至步骤S16中，披覆层的增加应变量与形成具有纹路的P型半导体层的方法，包含下列几种方法：

1.于P型披覆层中掺杂高浓度的镁原子以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并控制中断时间以改变外延层的应变量，其中该中断时间介于1秒至2分钟之间，后续成长一镁原子掺杂低浓度的P型过渡层，最后再成长一镁原子掺杂浓度适中的欧姆接触层。

2.于P型披覆层中掺杂高浓度的镁原子以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量，其中该温度变化介于5℃至300℃之间，后续成长一镁原子掺杂低浓度的P型过渡层，最后再成长一镁原子掺杂浓度适中的欧姆接触层。

3.于P型披覆层中掺杂高浓度的镁原子以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于P型披覆层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量，其中该单原子层介于1～5个之间，后续成长一镁原子掺杂低浓度的P型过渡层，最后再成长一镁原子掺杂浓度适中的欧姆接触层。

4.于增加P型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层成长并控制中断时间以改变外延层的应变量，其中该中断时间介于1秒至2分钟之间，后续成长一镁原子掺杂低浓度的P型过渡层，最后再成长一镁原子掺杂浓度适中的欧姆接触层。

5.增加P型氮化铝镓披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量，其中该温度变化介于5℃至300℃之间，后续成长一镁原子掺杂低浓度的P型过渡层，最后再成长一镁原子掺杂浓度适中的欧姆接触层。

6.增加P型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于P型披覆层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量，其中该单原子层介于1～5个之间，后续成长一镁原子掺杂低浓度的P型过渡层，最后再成长一镁原子掺杂浓度适中的欧姆接触层。

又，该P型过渡层所形成的方法，如下所述：

1.控制外延层中铝的组成或镁原子的掺杂量以减少与P型披覆层之间的应变量。

2.减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并控制中断时间以改变外延层的应变量其中该中断时间介于1秒至2分钟之间。

3.减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量，其中该温度变化介于5℃至300℃之间。

4.减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型过渡层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)，该单原子层介于1～5个之间，以改变外延层的应变量。

该P型欧姆接触层的形成方法是利用外延成长时增加双环戊二烯镁(Cp₂Mg)流量或降低温度以增加镁原子的掺杂浓度。

再者，请参阅图3，其是本发明的一较佳实施例的发光二极管的示意图；如图所示，本发明是揭示一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其主要结构是包括：一基板10，该基板位于该发光二极管元件的底端；一半导体层20，该半导体层是接于该基板10上部，具有一N型半导体层22、一发光层24及一P型半导体层26，其中，该发光层24介于该N型半导体层22与该P型半导体层26之间；其中，该P型半导体层26是包含一P型披覆层260、一P型过渡层262与一P型欧姆接触层264，依序成长于该发光层24之上，且该P型披覆层260是一增加应变量的披覆层；且可进一步包含一反射层于该发光层24之下，其结构为半导体层其所交互堆叠而成为一分布式布拉格反射层(Distributed Bragg Reflector)。

该基板10是选自于蓝宝石、碳化硅、氧化锌、二硼化锆、砷化镓、或硅材料的其中之一；而该N型半导体层22可为N-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pAs_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)，或为N-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pP_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)；该P型半导体层26可为P-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pAs_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1，p+q＝1)，或为P-B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pP_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)；该发光层24可为B_xAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pAs_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1，p+q＝1)或B_XAl_yIn_zGa_1-x-y-zN_pP_q层(0≦x≦1，0≦y≦1，0≦z≦1，0≦p≦1，0≦q≦1且x+y+z＝1及p+q＝1)单一所组成，或此两层所组合而成的量子井结构。

其中，所述的P型披覆层是一改变延伸应变量(tension strain)的披覆层。

又，该P型过渡层262以及该P型欧姆接触层264是一半导体层所组成的超晶格结构，而该超晶格结构可由不同组成、不同厚度以及不同杂质掺杂浓度的半导体层交互堆叠而成。

该P型半导体层26是具有一纹路，该纹路可中断光导效应；而该P型披覆层包含镁原子5×10¹⁹～5×10²⁰cm^-3，该P型过渡层包含镁原子5×10¹⁷～5×10¹⁹cm^-3，该P型欧姆接触层所包含镁原子的含量是介于该P型披覆层与该P型过渡层之间；其中，该P型半导层的纹路如图4A至图4E所示，其是本发

明的一较佳实施例的P型半导体层的纹路的SEM图；如图所示，该纹路的产生是于一外延制程中所产生，并非如习知技术是使用一后加工制程，所以透过本发明的方法，可以于外延制程中一并产生该纹路以达中断光导效应的目的。

本发明所提供的高发光效率的氮化镓系列发光二极管及其制造方法，是利用控制外延成长过程中的外延层的应变量以形成一具有表面纹路结构的一P型半导体层，以达中断光导效应的功效。

本发明不需后处理加工，直接于制程中控制生成纹路，于P型半导体层生成纹路以作为光散射的功用以中断由基板及封装用的树脂封盖材料所构成的光导效应，而达到增加其外部的量子效率，并且以此法可减少发光二极管结构中六面形坑洞产生的几率，可增加其元件的工作寿命。

以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明的范围，举凡依本发明权利要求书范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求书范围内。

Claims (29)

1、一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其主要结构包括：

一基板，位于该发光二极管元件的底端；

一半导体层，接于该基板上部，具有一N型半导体层、一发光层及一P型半导体层，其中，发光层介于该N型半导体层与该P型半导体层之间；

其特征在于：所述的P型半导体层表面具有在一外延制程中所产生的纹路，该P型半导体层所具有的表面纹路是由控制P型半导体外延层中的应变量而成。

2、如权利要求1所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：P型半导体层表面所具有的纹路可中断光导效应。

3、如权利要求1所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：该P型半导体层可进一步包含一P型披覆层及一P型过渡层于该P型披覆层之上以及形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上。

4、如权利要求1所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：可进一步包含一反射层于该发光层之下。

5、如权利要求1所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的基板是选自于蓝宝石、碳化硅、氧化锌、二硼化锆、砷化镓、或硅材料的其中之一。

6、如权利要求3所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的P型披覆层是一改变延伸应变量(tension strain)的披覆层。

7、如权利要求3所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的P型过渡层可为一半导体层所组成的超晶格结构。

8、如权利要求3所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的P型欧姆接触层可为一半导体层所组成的超晶格结构。

9、如权利要求3所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的P型披覆层包含镁原子浓度介于5×10¹⁹～5×10²⁰cm^-3之间。

10、如权利要求3所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的P型过渡层包含镁原子浓度介于5×10¹⁷～5×10¹⁹cm^-3之间。

11、如权利要求3所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的P型欧姆接触层所包含镁原子浓度是介于该P型披覆层与该P型过渡层之间。

12、如权利要求7或8所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的超晶格结构可由不同组成、不同厚度及不同杂质掺杂浓度的半导体层交互堆叠而成。

13、如权利要求4所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管，其特征在于：所述的反射层可为由半导体层交互堆叠而成的分布式布拉格反射层(Distributed Bragg Reflector)。

14、一种高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其主要步骤是包含有：

提供一基板；以及

形成一半导体层在该基板上而成一发光元件，其中该半导体层至少包含一发光层、一P型半导体层及一N型半导体层，该发光层介于该N型半导体层与该P型半导体层之间；

其特征在于，所述P型半导体层形成的主要步骤是包含有：

形成一P型披覆层于该发光层之上，其中该披覆层可增加与各层之间的应变量；

形成一P型过渡层于该P型披覆层之上；以及

形成一P型欧姆接触层于该P型过渡层之上。

15、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述的P型披覆层是掺杂镁原子以提高与各层之间的应变量。

16、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型披覆层的形成方法是掺杂镁原子以增加与各层之间的应变量，接着中断外延层的成长并控制中断时间以改变外延层的应变量。

17、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型披覆层的形成方法是掺杂镁原子以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量。

18、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型披覆层的形成方法是掺杂镁原子以增加与各层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型披覆层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量。

19、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型披覆层的形成方法是增加p型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层成长并控制中断时间以改变外延层的应变量。

20、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型披覆层的形成方法是增加p型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量。

21、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型披覆层的形成方法是增加p型披覆层中铝的组成以增加外延层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型披覆层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量。

22、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型过渡层的形成方法是控制外延层中铝的组成或镁原子的掺杂量以减少与P型披覆层之间的应变量。

23、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型过渡层的形成方法是减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并控制中断时间以改变外延层的应变量。

24、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型过渡层的形成方法是减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并且利用温度变化以改变外延层的应变量。

25、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型过渡层的形成方法是减少外延层与P型披覆层之间的应变量，接着中断外延层的成长并于p型过渡层的表面形成数个镓原子，铟原子或铝原子的单原子层(Monolayer)以改变外延层的应变量。

26、如权利要求16或19或23所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述的中断时间介于1秒至2分钟之间。

27、如权利要求17或20或24所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述的温度变化介于5℃至300℃之间。

28、如权利要求18或21或25所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述的单原子层介于1至5个之间。

29、如权利要求14所述的高发光效率的氮化镓系列发光二极管的制造方法，其特征在于：所述P型欧姆接触层的形成方法是利用外延成长时增加双环戊二烯镁(Cp₂Mg)流量或降低温度以增加镁原子的掺杂浓度。

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