CN104576841A - 半导体发光元件及其制造方法 - Google Patents
半导体发光元件及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104576841A CN104576841A CN201410335371.5A CN201410335371A CN104576841A CN 104576841 A CN104576841 A CN 104576841A CN 201410335371 A CN201410335371 A CN 201410335371A CN 104576841 A CN104576841 A CN 104576841A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor
- light emitting
- transparent dielectric
- pattern
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/814—Bodies having reflecting means, e.g. semiconductor Bragg reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/831—Electrodes characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/84—Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/84—Coatings, e.g. passivation layers or antireflective coatings
- H10H20/841—Reflective coatings, e.g. dielectric Bragg reflectors
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/032—Manufacture or treatment of electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/034—Manufacture or treatment of coatings
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/832—Electrodes characterised by their material
- H10H20/833—Transparent materials
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供一种半导体发光元件及其制造方法,其中半导体发光元件包括:发光半导体结构,所述发光半导体结构包括:第一半导体层;第二半导体层,相对于所述第一半导体层;以及发光层,位于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;透明介电图案,位于所述发光半导体结构的至少一部分的上方;以及电极图案,位于所述透明介电图案上方,其中所述透明介电图案以及所述发光半导体结构之间具有至少一个空穴,且所述空穴与所述电极图案相对。本发明中,光束被电极图案吸收的机率可以降低,从而半导体发光元件的外部取光效率明显提升。
Description
技术领域
本发明涉及发光元件及其制造方法领域,尤其涉及一种半导体发光元件及其制造方法。
背景技术
半导体发光元件的发光原理是利用半导体特有的性质,不同于一般日光灯或白炽灯发热的发光原理,因此半导体发光元件具有寿命长、耗电量低等优点。此外,半导体发光元件可不含水银等有害物质,而更具有环保的优势。
半导体发光元件包括发光半导体结构以及配置于发光半导体结构上的电极图案。一般而言,电极图案为遮光的金属电极。然而,当发光半导体结构发出的光束向外界传递时,部分光束会被金属电极吸收,而影响发光半导体结构的外部取光效率。因此,如何减少光束被金属电极吸收的机率,以提升发光半导体结构的外部取光效率,实为重要的课题之一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种半导体发光元件,其外部取光效率高。
本发明的另一目的在于提供一种半导体发光元件,其外部取光效率也高。
本发明的又一目的在于提供一种半导体发光元件的制作方法,其制作出的半导体发光元件的外部取光效率高。
为了实现上述目的,本发明的一种半导体发光元件,包括:
发光半导体结构,所述发光半导体结构包括:
第一半导体层;
第二半导体层,相对于所述第一半导体层;以及
发光层,位于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;
透明介电图案,位于所述发光半导体结构的至少一部分的上方;以及
电极图案,位于所述透明介电图案上方,其中所述透明介电图案以及所述发光半导体结构之间具有至少一个空穴,且所述空穴与所述电极图案相对。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述空穴的边墙包括所述透明介电图案所形成的顶盖部与侧壁部,且所述侧壁部位于所述顶盖部与所述发光半导体结构之间并暴露部分的所述顶盖部。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述空穴具有开口,而所述开口的开口方向与垂直于所述发光层的方向交错。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述空穴的横向剖面宽度不小于所述电极图案对应的横向剖面宽度。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述空穴为二个以上,并至少一部分为等距间隔排列或非等距排列。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述半导体发光元件还包括:透明导电层,设置于所述透明介电图案与所述电极图案之间,其中所述透明导电层覆盖所述透明介电图案、所述空穴以及至少部分的所述发光半导体结构。
为了实现上述目的,本发明的一种半导体发光元件,包括:
发光半导体结构,所述发光半导体结构包括:
第一半导体层;
第二半导体层,相对于所述第一半导体层;以及
发光层,位于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;
第一透明介电图案,配置于所述第一半导体层上方;
第二透明介电图案,配置于所述第二半导体层上方;
第一电极,配置于所述第一透明介电图案上方;以及
第二电极,配置于所述第二透明介电图案上方且与所述第一电极分离,其中所述第一透明介电图案与所述第二透明介电图案至少其中之一与所述发光半导体结构间具有至少一个空穴,且所述至少一个空穴与所述第一电极、所述第二电极至少其中之一相对。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述半导体发光元件还包括:透明导电层,设置于所述第一透明介电图案与所述第一电极之间,且覆盖所述第一透明介电图案以及至少部分的所述第一半导体层。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述至少一个空穴为多个空穴,这些空穴包括至少一个第一空穴以及至少一个第二空穴,所述第一透明介电图案与所述第一半导体层间具有所述至少一个第一空穴,而所述第二透明介电图案与所述第二半导体层间具有所述至少一个第二空穴。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述至少一个空穴为至少一个第一空穴,所述第一透明介电图案与所述第一半导体层间具有所述至少一个第一空穴,且所述至少一个第一空穴的开口方向与所述第一电极的延伸切线方向垂直。
作为本发明上述半导体发光元件的进一步改进,所述至少一个空穴为至少一个第二空穴,所述第二透明介电图案与所述第二半导体层间具有所述至少一个第二空穴,且所述至少一个第二空穴的开口方向与所述第二电极的延伸切线方向平行。
为了实现上述目的,本发明的一种半导体发光元件的制造方法,包括:
提供发光半导体结构;
形成透明介电图案于所述发光半导体结构的至少一部分的上方;
形成空穴于所述透明介电图案与所述发光半导体层之间;以及
形成电极图案于所述透明介电图案上方。
作为本发明上述半导体发光元件制造方法的进一步改进,所述形成空穴的步骤为:形成定义图案于发光半导体结构的至少一部分的上方,然后形成透明介电图案于定义图案上方且暴露定义图案的至少一个侧壁,再令蚀刻液与所述定义图案的所述至少一个侧壁接触。
作为本发明上述半导体发光元件制造方法的进一步改进,所述蚀刻液能蚀刻所述定义图案而不能蚀刻所述透明介电图案。
与现有技术相比,本发明一实施例的半导体发光元件利用透明介电图案与发光半导体结构间的空穴,可使发光半导体结构发出的光束在空穴边界处发生反射及折射至少其中之一,而使光束偏离电极图案。如此一来,光束被电极图案吸收的机率便可降低,从而半导体发光元件的外部取光效率可明显提升。
附图说明
图1A至图1F为本发明一实施例的半导体发光元件制造方法的示意图。
图2为本发明一实施例的半导体发光元件的俯视图。
图3为本发明另一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。
图4为本发明又一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。
图5为本发明再一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。
图6为本发明一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。
具体实施方式
以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明,本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。
为减少光束被金属电极吸收的机率,技术方案之一是通过金属电极的设置方式来提升,包括将金属电极设置于半导体发光元件出光面的边缘,或改用不同金属电极图案让发光元件的主要出光不会被金属电极遮蔽;但因驱动电流是以最短路径方式在金属电极与发光半导体结构间流动,因此主要发光位置会位于邻近于金属电极正下方,导致金属电极的设置仍是影响半导体发光元件出光效率的主要因素之一;为克服这个缺陷,新的技术发展主要朝两个方向进行,一是改变驱动电流路径,另一则是缩小金属电极与发光半导体结构间的接触面积。改变驱动电流路径的技术方法是在前述技术基础上,在金属电极与发光半导体结构间设置电流阻挡层以改变驱动电流方向,进而改动主要发光位置以减少出光被金属电极吸收的机率;而另一缩小金属电极与发光半导体结构间的接触面积的方法,则有必须在保留一定金属电极面积以维持后段封装焊接制程可行性的条件限制,因此技术上有通过树状化金属电极图案的安排使半导体发光元件出光效果尽可能优化,或改变金属电极结构使金属电极呈T形或Γ形。前述的技术方法的确提升了半导体发光元件的发光效率,但在实际产品制作过程中,这些方法却增加了制造流程上的复杂度,进而影响产品制造成本与良率,例如必须增加黄光制程以使金属电极结构呈特定外型,且对于后段封装制程来说,如何在打线或焊接过程中维持金属电极结构形状而不发生形变等,导致此等技术实现上有一定难度。
为解决前述各种问题,图1A至图1F为本发明一实施例的半导体发光元件100制造方法的示意图。请先参照图1A,首先,提供发光半导体结构110。发光半导体结构110包括第一半导体层112、相对于第一半导体层112的第二半导体层114以及位于第一半导体层112与第二半导体层114之间的发光层116。在本实施例中,第一半导体层112以及发光层116可暴露出至少一部分的第二半导体层114,而此部分的第二半导体层114可构成发光半导体结构110的第二区域110b。此外,与第一半导体层112以及发光层116重合的另一部分的第二半导体层114、第一半导体层112以及发光层116可堆叠成发光半导体结构110的第一区域110a。其中,本实施例的半导体发光元件进一步包括基板118,然后可利用磊晶的方式在基板118上依序形成第二半导体层114、发光层116以及第一半导体层112,此时第二半导体层114、发光层116以及第一半导体层112互相重合。接着,可利用蚀刻的方式移除至少一部分第二半导体层114正上方的部分第一半导体层112以及部分发光层116,进而形成第二区域110b及第一区域110a。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,也可利用其他方法提供发光半导体结构110,例如不移除至少一部分第二半导体层114正上方的部分第一半导体层112以及部分发光层116,而改为移除基板118,进而暴露至少一部分第二半导体层114。另外,本实施例的第一半导体层112可为P型半导体层,而第二半导体层114可为N型半导体层,但反之也可,本发明不以此为限。
请参照图1B,接着,形成定义图案120于发光半导体结构110上方。在本实施例中,定义图案120可包括第一定义图案122以及与第一定义图案122分离的第二定义图案124。第一定义图案122可形成在第一区域110a上。第一定义图案122可与第一半导体层112接触。第二定义图案124可形成在第二区域110b上。第二定义图案124可与第二半导体层114接触。在本实施例中,定义图案120的材料可为铬(Cr)、镍(Ni)或钛(Ti)。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,定义图案120也可为其他适当材料。
请参照图1C,接着,形成透明介电图案130于定义图案120上方。透明介电图案130可由定义图案120的上方向下延伸至定义图案120所在处以外的部分发光半导体结构110上。此外,透明介电图案130更暴露出定义图案120的至少一个侧壁120a。详言之,定义图案120具有面向发光半导体结构110的底面120c、背向发光半导体结构110的顶面120b以及位于顶面120b与底面120c之间的多个侧壁120a。在本实施例中,透明介电图案130可覆盖定义图案120的顶面120b、底面120c以及至少一个侧壁120a,并暴露出至少另一个侧壁120a。
在本实施例中,透明介电图案130可包括第一透明介电图案132以及与第一透明介电图案132分离的第二透明介电图案134。第一透明介电图案132可形成在第一定义图案122上方。第一透明介电图案132可由第一定义图案122上方向下延伸至第一定义图案122所在处以外的部分第一半导体层112上方。第一透明介电图案132覆盖第一定义图案122背向第一半导体层112的顶面122b、面向第一半导体层112的底面122c以及位于顶面122b与底面122c之间的至少一个侧壁122a,且暴露出第一定义图案122的至少另一个侧壁122a。第二透明介电图案134可形成在第二定义图案124上方。第二透明介电图案134可由第二定义图案124上方向下延伸至第二定义图案124所在处以外的部分第二半导体层114上方。第二透明介电图案134覆盖第二定义图案124背向基板118的顶面124b、面向基板118的底面124c以及位于顶面124b与底面124c之间的至少一个侧壁124a,且暴露出第二定义图案124的至少另一侧壁124a。在本实施例中,透明介电图案130的材料可为包括选自硅、钛或铝等元素至少其中之一或组合的氧化物、氮化物或其他化合物,例如氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiONx)、氧化钛(TiOx)或氧化铝(Al2O3)等。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,透明介电图案130也可为其他适当材料。
请参照图1D及图1E,接着,形成空穴120’(绘于图1E)于定义图案120的位置。详言之,如图1D所示,本实施例中,可将图1C所示的半导体发光元件半成品浸入蚀刻液E(绘于图1D)中,而令蚀刻液E与定义图案120被透明介电图案130暴露出的侧壁120a接触。如此一来,定义图案120便会被蚀刻液E去除,而在原本定义图案120所在处形成空穴120’。蚀刻液E种类的选择可视定义图案120及透明介电图案130的材质而定。进一步而言,能够蚀刻定义图案120而不能蚀刻透明介电图案130的蚀刻液E均可适用。
如图1E所示,在本实施例中,空穴120’包括第一空穴122’及与第一空穴122’分离的第二空穴124’。第一空穴122’的边墙可由第一透明介电图案132及第一半导体层112构成。第二空穴124’的边墙可由第二透明介电图案134及第二半导体层114构成。换言之,空穴120’是由透明介电图案130的顶盖部130a、透明介电图案130的侧壁部130b以及发光半导体结构110共同围出的。然而,本发明定不限定空穴120’的数量,凡在发光半导体结构上利用透明介电图案形成任何一个空穴均在本发明的半导体发光元件制造方法保护的范畴内。
请参照图1F,接着,在本实施例中,可选择性地在第一透明介电图案132上形成透明导电层140。透明导电层140可由第一透明介电图案132上方向第一透明介电图案132的多个侧边延伸至第一透明介电图案132所在处以外的部分第一半导体层112上方,并封住第一空穴122’的开口H1。在本实施例中,透明导电层140的材料可选自铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锡氧化物、铝锌氧化物或铟锗锌氧化物。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,透明导电层140的材料也可选用其它适当材料。
请再参照图1F,接着,可形成电极图案150于透明介电图案130上方。详言之,在本实施例中,电极图案150包括第一电极152以及与第一电极152分离的第二电极154。第一电极152可位于第一空穴122’上方并与第一空穴122’相对应。第二电极154可位于第二空穴124’上方并与第二空穴124’相对应。在本实施例中,电极图案150的材料可为包括选自铬、钛、镍、银、金、铂、钯、铑、镭、钨或铝等元素至少其中之一或组合的金属叠层或合金,但本发明不以此为限,电极图案150也可为其他适当材料。
另外,在另一实施例中,可选择性地在发光光半导体结构110上形成反射层160,其中发光半导体结构110可位于空穴120’与反射层160之间。在本实施例中,可在电极图案150制作完成后,再形成反射层160。然而,本发明不限与此,在其他实施例中,也可在空穴120’制作完成后电极图案150制作前、或其他适当时机,形成反射层160。这样便完成本实施例的半导体发光元件100。
图2为本发明一实施例的半导体发光元件的俯视图。特别是,图1F是对应于图2的剖线A-A’及B-B’。请参照图1F及图2,半导体发光元件100包括发光半导体结构110、位于发光半导体结构110上方的透明介电图案130以及位于透明介电图案130上方的电极图案150。透明介电图案130位于电极图案150与发光半导体结构110之间。透明介电图案130以及发光半导体结构110之间具有两个以上并以等距排列的空穴120’,且空穴120’与电极图案150相对,其中空穴的至少一个侧壁与其上方的电极图案边缘平行。
在本实施例中,透明介电图案130可包括第一透明介电图案132以及与第一透明介电图案132分离的第二透明介电图案134。第一透明介电图案132可配置于第一半导体层112上方。进一步而言,第一透明介电图案132可配置于发光半导体结构110的第一区域110a上,而与第一半导体层112接触。第二透明介电图案134可配置于第二半导体层114上方。进一步而言,第二透明介电图案134可配置于发光半导体结构110的第二区域110b上,而与第二半导体层114接触。
在本实施例中,第一透明介电图案132与第二透明介电图案134至少其中之一与发光半导体结构110间具有至少一个空穴120’。在本实施例中,至少一个空穴120’可为多个包括等距排列的空穴120’。空穴120’可包括第一空穴122’以及第二空穴124’。第一透明介电图案132与第一半导体层112间可具有至少一个第一空穴122’。第二透明介电图案134与第二半导体层114间可具有至少一个第二空穴124’。换言之,透明介电图案130可为二个以上,且各透明介电图案130与发光半导体结构110之间可具有至少一个空穴120’。然而,本发明并不限制各透明介电图案130与发光半导体结构110之间均需具有空穴120’,凡在发光半导体结构上设置有任何一个利用透明介电图案围出的空穴均在本发明的半导体发光元件保护的范畴内。在后续说明中,将利用图3至图6列举其他数个在保护范畴内的半导体发光元件。
在本实施例中,至少一个空穴120’与第一电极152与第二电极154至少其中之一相对,且空穴120’可为多个空穴120’。空穴120’可包括第一空穴122’以及第二空穴124’。第一电极152可相对并覆盖于第一空穴122’上方。第二电极154可相对并覆盖于第二空穴124’上方。更进一步地说,在本实施例中,第一电极152与第一空穴122’的至少一部分可在垂直于基板118的方向z上重叠,且第一空穴122’可超出第一电极152。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,沿着方向z看去,第一电极152与第一空穴122’也可错开,而第一空穴122’也可不超出第一电极152。在本实施例中,第二电极154与第二空穴124’的至少一部分可在垂直于基板118的方向z上重叠,且第二空穴124’可不超出第一电极152。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,沿着方向z看去,第二电极154与第二空穴124’也可错开,且第二空穴124’也可超出第二电极154。
在本实施例中,空穴120’具有开口H。开口H的开口方向可与垂直于发光层116的方向z交错。详言之,如图2所示,第一空穴122’的开口H1方向y与第一电极152的延伸切线方向x垂直,而第二空穴124’的开口H2方向x与第二电极154的延伸切线方向x平行。此外,在本实施例中,空穴120’的横向剖面宽度W1可不小于电极图案150对应的横向剖面宽度W2。横向剖面宽度W1、W2是分别指空穴120’在与基板118平行方向y上的宽度及电极图案150在与基板118平行方向y上的宽度。然而,本发明不限于此,空穴120’的横向剖面宽度W1以及电极图案150对应的横向剖面宽度W2可视实际需求调整。
本实施例的半导体发光元件100可选择性地包括透明导电层140。透明导电层140设置于透明介电图案130与电极图案150之间。透明导电层140覆盖透明介电图案130与空穴120’,并覆盖至少部分的发光半导体结构110。详言之,透明导电层140可设置于第一透明介电图案132与第一电极152之间。透明导电层140覆盖第一透明介电图案132并覆盖至少部分的第一半导体层112。更进一步地说,透明导电层140可由第一透明介电图案132上方向下延伸至第一透明介电图案132所在处以外的部分的第一半导体层112上,而与第一透明介电图案132共同围出第一空穴122’。
此外,另一实施例的半导体发光元件100更可选择性地包括反射层160。发光半导体结构110可位于空穴120’与反射层160之间。在本实施例中,反射层160可设置于基板118不同于发光半导体结构110的一侧,而基板118可位于发光半导体结构110与反射层160之间。然而,本发明不限于此,在其他实施例中,反射层160也可设置于基板118相同于发光半导体结构110的一侧,例如设置于发光半导体结构110与基板118之间。
值得一提的是,本发明的半导体发光元件100的发光层116发出的部分光束L会在空穴120’与另一材质(例如发光半导体结构110)的交界处I发生全反射、或部分折射部分反射,进而从电极图案150以外的区域出射。换言之,通过空穴120’的设置,由发光层116向电极图案150传递的部分光束L可被偏折,而使光束L被电极图案150吸收的机率降低。如此一来,半导体发光元件100的外部取光效率便可提高。
此外,由于空穴120’与透明介电图案130的阻值极高,因此施加于半导体发光元件100的驱动电流i几乎都会被分散至非位于电极图案150正下方的部分发光层116上,而使驱动电流i所引发的光束L几乎皆由非位于电极图案正下方的部分发光层116发出。但也由于空穴120’及透明介电图案130阻值高,进而可能影响半导体发光元件的驱动电性条件,故在空穴120’及透明介电图案130安排上可依据出光效果与所需电性条件作调整,例如本发明的一较佳实施例中,第一电极152下方包括多个以等距间隔排列的第一空穴122’;而另一较佳实施例中,第二电极154下方则包括多个以等距间隔排列的第二空穴124’与第二透明介电图案134,其中各第二透明介电图案134所覆盖的第二空穴124’数量可为1个或2个以上;但本发明不以此为限,空穴120’与透明介电图案130的间隔排列方式也可根据金属电极图案150的配置而改为非等距排列如渐密、渐疏或不规则排列。
如此一来,本发明一实施例的半导体发光元件100的发光层116发出的大部分光束L便不易被电极图案150阻挡,换言之,光束L被电极图案150吸收的机率可降低,因此不需特别的金属电极图案或金属电极结构外型即能更进一步地提升半导体发光元件100的性能,并保有原来半导体发光元件制程或后段封装的实用性。
最后,需补充说明的是,本发明的半导体发光元件不限于图1F、图2所绘的型态。本发明的半导体发光元件也可为图1F、图2以外的形态。以下以图3、图4、图5及图6为例说明。
图3为本发明另一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。图3的半导体发光元件100A与图1F的半导体发光元件100类似,因此相同的元件以相同的标号表示。半导体发光元件100A与半导体发光元件100的差异在于:第一透明介电图案132与发光半导体结构110之间可具有至少一个空穴120’,而第二透明介电图案134A与发光半导体结构110之间可不具有空穴。半导体发光元件100A与半导体发光元件100相同处可参照对于半导体发光元件100的说明,在此便不再重述。此外,半导体发光元件100A具有半导体发光元件100类似的优点及功效,这也不再重述。
图4为本发明又一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。图4的半导体发光元件100B与图3的半导体发光元件100A类似,因此相同的元件以相同的标号表示。半导体发光元件100B与半导体发光元件100A的差异在于:第二电极154与发光半导体结构110之间可不配置第二透明介电图案134A。进一步而言,第二电极154可与第二半导体层114接触。半导体发光元件100B与半导体发光元件100A相同处可参照对于半导体发光元件100A的说明,在此便不再重述。此外,半导体发光元件100B具有半导体发光元件100A类似的优点及功效,这也不再重述。
图5为本发明再一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。图5的半导体发光元件100C与图1F的半导体发光元件100类似,因此相同的元件以相同的标号表示。半导体发光元件100C与半导体发光元件100的差异在于:第一透明介电图案132C与发光半导体结构110之间可不具有空穴,而第二透明介电图案134与发光半导体结构110之间可具有空穴120’。半导体发光元件100C与半导体发光元件100相同处可参照对于半导体发光元件100的说明,在此便不再重述。此外,半导体发光元件100C具有半导体发光元件100类似的优点及功效,这也不再重述。
图6为本发明一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。图6的半导体发光元件100D与图5的半导体发光元件100C类似,因此相同的元件以相同的标号表示。半导体发光元件100D与半导体发光元件100C的差异在于:第一电极152与发光半导体结构110之间可不配置第一透明介电图案132C。半导体发光元件100D与半导体发光元件100C相同处可参照对于半导体发光元件100C的说明,在此便不再重述。此外,半导体发光元件100D具有半导体发光元件100C类似的优点及功效,这也不再重述。
综上所述,本发明一实施例的半导体发光元件利用透明介电图案与发光半导体结构间的空穴,可使发光半导体结构发出的光束在空穴边界处发生反射及折射至少其中之一,而使光束偏离电极图案。如此一来,光束被电极图案吸收的机率便可降低,从而半导体发光元件的外部取光效率可明显提升。
应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施方式中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明,它们并非用以限制本发明的保护范围,凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种半导体发光元件,其特征在于,包括:
发光半导体结构,所述发光半导体结构包括:
第一半导体层;
第二半导体层,相对于所述第一半导体层;以及
发光层,位于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;
透明介电图案,位于所述发光半导体结构的至少一部分的上方;以及
电极图案,位于所述透明介电图案上方,其中所述透明介电图案以及所述发光半导体结构之间具有至少一个空穴,且所述空穴与所述电极图案相对。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,所述空穴的边墙包括所述透明介电图案所形成的顶盖部与侧壁部,且所述侧壁部位于所述顶盖部与所述发光半导体结构之间并暴露部分的所述顶盖部。
3.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件,其特征在于,所述空穴具有开口,而所述开口的开口方向与垂直于所述发光层的方向交错。
4.根据权利要求1或2所述的半导体发光元件,其特征在于,所述空穴的横向剖面宽度不小于所述电极图案对应的横向剖面宽度。
5.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,所述空穴为二个以上,并至少一部分为等距间隔排列或非等距排列。
6.根据权利要求1所述的半导体发光元件,其特征在于,所述半导体发光元件还包括:透明导电层,设置于所述透明介电图案与所述电极图案之间,其中所述透明导电层覆盖所述透明介电图案、所述空穴以及至少部分的所述发光半导体结构。
7.一种半导体发光元件,其特征在于,包括:
发光半导体结构,所述发光半导体结构包括:
第一半导体层;
第二半导体层,相对于所述第一半导体层;以及
发光层,位于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间;
第一透明介电图案,配置于所述第一半导体层上方;
第二透明介电图案,配置于所述第二半导体层上方;
第一电极,配置于所述第一透明介电图案上方;以及
第二电极,配置于所述第二透明介电图案上方且与所述第一电极分离,其中所述第一透明介电图案与所述第二透明介电图案至少其中之一与所述发光半导体结构间具有至少一个空穴,且所述至少一个空穴与所述第一电极、所述第二电极至少其中之一相对。
8.根据权利要求7所述的半导体发光元件,其特征在于,所述半导体发光元件还包括:透明导电层,设置于所述第一透明介电图案与所述第一电极之间,且覆盖所述第一透明介电图案以及至少部分的所述第一半导体层。
9.根据权利要求7所述的半导体发光元件,其特征在于,所述至少一个空穴为多个空穴,这些空穴包括至少一个第一空穴以及至少一个第二空穴,所述第一透明介电图案与所述第一半导体层间具有所述至少一个第一空穴,而所述第二透明介电图案与所述第二半导体层间具有所述至少一个第二空穴。
10.根据权利要求7或9所述的半导体发光元件,其特征在于,所述至少一个空穴为至少一个第一空穴,所述第一透明介电图案与所述第一半导体层间具有所述至少一个第一空穴,且所述至少一个第一空穴的开口方向与所述第一电极的延伸切线方向垂直。
11.根据权利要求7或9所述的半导体发光元件,其特征在于,所述至少一个空穴为至少一个第二空穴,所述第二透明介电图案与所述第二半导体层间具有所述至少一个第二空穴,且所述至少一个第二空穴的开口方向与所述第二电极的延伸切线方向平行。
12.一种半导体发光元件的制造方法,其特征在于,包括:
提供发光半导体结构;
形成透明介电图案于所述发光半导体结构的至少一部分的上方;
形成空穴于所述透明介电图案与所述发光半导体层之间;以及
形成电极图案于所述透明介电图案上方。
13.根据权利要求12所述的半导体发光元件的制造方法,其特征在于,所述形成空穴的步骤为:形成定义图案于发光半导体结构的至少一部分的上方,然后形成透明介电图案于定义图案上方且暴露定义图案的至少一个侧壁,再令蚀刻液与所述定义图案的所述至少一个侧壁接触。
14.根据权利要求13所述的半导体发光元件的制造方法,其特征在于,所述蚀刻液能蚀刻所述定义图案而不能蚀刻所述透明介电图案。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW102138148A TWI539625B (zh) | 2013-10-22 | 2013-10-22 | 半導體發光元件及其製造方法 |
TW102138148 | 2013-10-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104576841A true CN104576841A (zh) | 2015-04-29 |
CN104576841B CN104576841B (zh) | 2017-08-08 |
Family
ID=52825427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410335371.5A Active CN104576841B (zh) | 2013-10-22 | 2014-07-15 | 半导体发光元件及其制造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9525107B2 (zh) |
CN (1) | CN104576841B (zh) |
TW (1) | TWI539625B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110061110A (zh) * | 2016-04-18 | 2019-07-26 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光二极管 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6928575B2 (ja) * | 2016-04-18 | 2021-09-01 | ソウル バイオシス カンパニー リミテッドSeoul Viosys Co.,Ltd. | 高効率発光ダイオード |
US20190189850A1 (en) * | 2017-12-19 | 2019-06-20 | Epistar Corporation | Light-emitting device |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1728410A (zh) * | 2004-07-29 | 2006-02-01 | 晶元光电股份有限公司 | 高光摘出效率发光元件 |
US20100252859A1 (en) * | 2007-09-06 | 2010-10-07 | Hyo Kun Son | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
TW201208116A (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Lextar Electronics Corp | Light emitting diode and fabricating method thereof |
CN102683540A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-09-19 | 安徽三安光电有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管及其制作方法 |
CN102751411A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-10-24 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 垂直发光二极管及其制作方法 |
CN102779914A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-14 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 具有电流阻挡效应的垂直发光二极管及其制作方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20030017748A (ko) * | 2001-08-22 | 2003-03-04 | 한국전자통신연구원 | 유기물 전계 효과 트랜지스터와 유기물 발광 다이오드가일체화된 유기물 전기 발광 소자 및 그 제조 방법 |
-
2013
- 2013-10-22 TW TW102138148A patent/TWI539625B/zh active
-
2014
- 2014-07-15 CN CN201410335371.5A patent/CN104576841B/zh active Active
- 2014-09-24 US US14/494,606 patent/US9525107B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1728410A (zh) * | 2004-07-29 | 2006-02-01 | 晶元光电股份有限公司 | 高光摘出效率发光元件 |
US20100252859A1 (en) * | 2007-09-06 | 2010-10-07 | Hyo Kun Son | Semiconductor light emitting device and method of fabricating the same |
TW201208116A (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | Lextar Electronics Corp | Light emitting diode and fabricating method thereof |
CN102683540A (zh) * | 2012-06-06 | 2012-09-19 | 安徽三安光电有限公司 | 一种氮化镓基发光二极管及其制作方法 |
CN102751411A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-10-24 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 垂直发光二极管及其制作方法 |
CN102779914A (zh) * | 2012-08-01 | 2012-11-14 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 具有电流阻挡效应的垂直发光二极管及其制作方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110061110A (zh) * | 2016-04-18 | 2019-07-26 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光二极管 |
CN110061110B (zh) * | 2016-04-18 | 2021-09-21 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光二极管 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150108532A1 (en) | 2015-04-23 |
US9525107B2 (en) | 2016-12-20 |
TW201517307A (zh) | 2015-05-01 |
TWI539625B (zh) | 2016-06-21 |
CN104576841B (zh) | 2017-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109075184B (zh) | 发光二极管 | |
US20160247972A1 (en) | Light-emitting diode chip | |
KR102323686B1 (ko) | 발광 소자 및 그 제조 방법 | |
US11637223B2 (en) | Light emitting diode device | |
US10153398B2 (en) | Light-emitting device and manufacturing method thereof | |
CN108110117B (zh) | 具有光阻挡层的发光二极管 | |
CN110797443B (zh) | 发光元件 | |
CN107819060A (zh) | 半导体发光元件 | |
KR20150072344A (ko) | 반도체 발광 소자 | |
EP3054492B1 (en) | Light-emitting device | |
TWI636582B (zh) | 發光裝置 | |
US20180248078A1 (en) | Light-emitting diode chip | |
CN104409585A (zh) | 一种垂直led结构及其制作方法 | |
US20210066564A1 (en) | Display device | |
CN103996773A (zh) | 一种倒装发光二极管结构及其制作方法 | |
CN103794689A (zh) | 覆晶式led芯片的制作方法 | |
CN113644177B (zh) | 发光二极管及发光装置 | |
JP6519464B2 (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
CN104576841B (zh) | 半导体发光元件及其制造方法 | |
JP2015119014A (ja) | 半導体発光素子及びその電極形成方法 | |
CN109638125B (zh) | 一种倒装led芯片及其制作方法 | |
CN113130713A (zh) | 发光元件及其制造方法 | |
CN114256398A (zh) | 发光二极管及发光装置 | |
CN102881706B (zh) | 发光元件及其制作方法 | |
KR101427878B1 (ko) | 발광 다이오드 및 이를 이용한 패키지 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20161028 Address after: Taiwan, China Hsinchu Science Park Road No. five, No. 5 Applicant after: Jingyuan Optoelectronics Co., Ltd. Address before: China Longtan Taiwan Taoyuan County Rural Science and Technology Park Longtan Dragon Garden Road No. 99 Applicant before: Formosa Epitaxy Incorporation |
|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |