发光二极管制造技术

本发明专利技术提供一种发光二极管，包括第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第一电极、第二电极以及布拉格反射结构。发光层用以发出一光束，且位于第一型半导体层与第二型半导体层之间，其中光束在发光波长范围具有一峰值波长。第一型半导体层、发光层与第二型半导体层皆位于布拉格反射结构的相同一侧，且布拉格反射结构在至少涵盖0.8X nm至1.8X nm一反射波长范围的反射率为95％以上，且X为发光波长范围的峰值波长。本发明专利技术提供的发光二极管，布拉格反射结构针对不同波长范围都具有良好的反射率，可提高发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种适用于在发光二极管，且特别是一种具有布拉格反射结构的发光二极管。
技术介绍
近年来发光二极管(Light emitting diode，简称LED)的发光效率不断提升。另一方面，相较于传统灯泡，发光二极管具有以下的优势：例如体积小、寿命长、低电压/电流驱动、不易破裂、不含水银(没有污染问题)以及发光效率佳(省电)等特性。由于上述这些优点以及发光二极管的发光效率于近年来快速的发展使得发光二极管已渐渐取代传统灯泡，因此发光二极管在照明领域及显示领域中受到极大的重视。提升发光二极管的发光效率正是发光二极管可以应用在不同的领域的关键。一般来说，会在发光二极管的一侧制作分布式布拉格反射结构(DistributedBragg Reflector，简称DBR)，以将发光二极管的发光层所发出的部分光线经过反射而朝向预定的发光方向发射出去以提升出光效率(Light ExtractionEfficiency)。传统上反射结构的材料包括金(Au)-银(Ag)-锡(Sn)合金。不过，传统的反射结构无法在各种波长范围都提供良好的反射率。于是提升发光二极管在各种波长范围的发光效率为目前研发人员亟欲解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种发光二极管，其具有良好的发光效率。本专利技术提供一种发光二极管，包括第一型半导体层、发光层、第二型半导体层、第一电极、第二电极以及布拉格反射结构。发光层用以发出一光束，光束在发光波长范围具有一峰值波长，且发光层位于第一型半导体层与第二型半导体层之间。第一电极电性连接第一型半导体层。第二电极电性连接第
二型半导体层。第一型半导体层、发光层与第二型半导体层皆位于布拉格反射结构的相同一侧。布拉格反射结构在至少涵盖0.8X nm至1.8X nm的一反射波长范围的反射率为90％以上，其中在至少涵盖0.9X nm至1.6X nm的一反射波长范围的反射率为95％以上，且X为发光波长范围的峰值波长。在本专利技术的一实施例中，上述的布拉格反射结构包括多个第一折射层以及多个第二折射层，第一折射层与第二折射层交替堆叠，且各第一折射层的折射率异于各第二折射层的折射率。在本专利技术的一实施例中，上述的第一折射层的材料包括五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锆(ZrO2)、五氧化二铌(Nb2O5)、氧化铪(HfO2)、二氧化钛(TiO2)或上述的组合。在本专利技术的一实施例中，上述的第二折射层的材料包括二氧化硅(SiO2)。在本专利技术的一实施例中，上述的第一折射层的厚度与第二折射层的厚度由布拉格反射结构的一侧朝另一侧逐渐改变。在本专利技术的一实施例中，上述的第一型半导体层具有一第一部分以及一第二部分。发光层叠置于第一部分上。第二部分由第一部分向外延伸而凸出于发光层的面积以与第一电极电性连接。第一电极、发光层、第二型半导体层与第二电极位于第一型半导体层的一第一侧。在本专利技术的一实施例中，上述的布拉格反射结构位于第一型半导体层的一第二侧，且第一侧与第二侧彼此相对。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管还包括一成长基板。第一型半导体层、发光层与第二型半导体层依序叠置于成长基板的一第一表面。布拉格反射结构配置于成长基板的一第二表面，且第一表面与第二表面彼此相对。在本专利技术的一实施例中，上述的布拉格反射结构位于第一型半导体层的第一侧，且布拉格反射结构位于第二电极与第二型半导体层之间。其中，布拉格反射结构具有多个贯穿开口，第二电极填入这些贯穿开口以电性连接第二型半导体层。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管还包括一导电层。导电层配置在布拉格反射结构与第二型半导体层之间。第二电极通过填入这些贯穿开口而电性接触导电层。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管还包括多个绝缘图案。这些绝缘图案配置在导电层与第二型半导体层之间。这些绝缘图案对应于这些贯穿开口，使导电层在这些绝缘图案以外的面积接触第二型半导体层。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管还包括一成长基板。第一型半导体层、发光层与第二型半导体层与布拉格反射结构依序叠置于成长基板的一第一表面。在本专利技术的一实施例中，上述的发光二极管还包括一第一绝缘层与一第二绝缘层。布拉格反射结构位于第一绝缘层与第二绝缘层之间，第一绝缘层位于布拉格反射结构与第二型半导体层之间，且第二绝缘层位于布拉格反射结构与第二电极之间。在本专利技术的一实施例中，上述的布拉格反射结构包括多个主堆叠层以及至少一过渡堆叠层，且过渡堆叠层位于主堆叠层的相邻两者之间。在本专利技术的一实施例中，上述的主堆叠层各自包括多个第一折射层以及多个第二折射层。第一折射层与第二折射层交替堆叠，各第一折射层的折射率异于各第二折射层的折射率，而同一个主堆叠层中的第一折射层具有相同厚度且同一个主堆叠层中的第二折射层具有相同厚度。在本专利技术的一实施例中，上述的过渡堆叠层包括多个第三折射层以及多个第四折射层。第三折射层与第四折射层交替堆叠，各第三折射层的折射率异于各第四折射层的折射率，而第三折射层的厚度与第四折射层的厚度不同于第一折射层的厚度与第二折射层的厚度。在本专利技术的一实施例中，上述的第三折射层的材质相同于第一折射层的材质，且第四折射层的材质相同于第二折射层的材质。在本专利技术的一实施例中，上述的布拉格反射结构还包括至少一修补堆叠层。修补堆叠层邻接主堆叠层以及至少一过渡堆叠层的一者。在本专利技术的一实施例中，上述的光束的发光波长范围完全落在布拉格反射结构的反射波长范围内。在本专利技术的一实施例中，上述的峰值波长落在320nm至420nm中。在本专利技术的一实施例中，上述的峰值波长落在420nm至650nm中。在本专利技术的一实施例中，上述的峰值波长落在500nm至550nm中。基于上述，本专利技术实施例的发光二极管中，布拉格反射结构在反射波长
范围达到90％以上，且反射波长范围对应于发光层的发光波长范围的峰值波长，因此本专利技术实施例的布拉格反射结构针对不同波长范围都具有良好的反射率，可提高发光二极管的发光效率。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1A为本专利技术一实施例的发光二极管的剖面图；图1B为本专利技术一实施例的布拉格反射结构的反射频谱图；图1C为本专利技术另一实施例的布拉格反射结构的反射频谱图；图2为本专利技术另一实施例的发光二极管的剖面图；图3为本专利技术另一实施例的发光二极管的剖面图；图4为本专利技术再一实施例的发光二极管的剖面图；图5为本专利技术又一实施例的发光二极管的剖面图；图6为本专利技术一实施例的金属层的剖面示意图；图7为本专利技术一实施例的发光二极管的上视示意图；图8为对应于图7的线A-B的剖面示意图；图9为对应于图7的线B-C的剖面示意图；图10为对应于图7的线C-D的剖面示意图；图11为对应于图7的线E-F的剖面示意图；图12为对应于图7的线G-H的剖面示意图；图13为本专利技术一实施例的布拉格反射结构的剖面示意图；图14为本专利技术另一实施例的布拉格反射结构的剖面示意图；图15为本专利技术再一实施例的布拉格反射结构的剖面示意图；图16为本专利技术又一实施例的布拉格反射结构的剖面示意图。附图标记说明：12、22、162、B12、B22：第一折射层；14、24、164、B14、B24：第二折射层；100、100’、200’、30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于，包括：一第一型半导体层；一发光层，用以发出一光束，所述光束在一发光波长范围具有一峰值波长；一第二型半导体层，其中所述发光层位于所述第一型半导体层与所述第二型半导体层之间；一第一电极，电性连接所述第一型半导体层；一第二电极，电性连接所述第二型半导体层；以及一布拉格反射结构，所述第一电极与所述第二电极皆位于所述布拉格反射结构的相同一侧，且所述布拉格反射结构在至少涵盖0.8X nm至1.8X nm的一反射波长范围的反射率为95％以上，其中X为所述发光波长范围的所述峰值波长。

【技术特征摘要】
2015.02.17 US 62/116,923;2015.04.22 US 62/151,377;1.一种发光二极管，其特征在于，包括：一第一型半导体层；一发光层，用以发出一光束，所述光束在一发光波长范围具有一峰值波长；一第二型半导体层，其中所述发光层位于所述第一型半导体层与所述第二型半导体层之间；一第一电极，电性连接所述第一型半导体层；一第二电极，电性连接所述第二型半导体层；以及一布拉格反射结构，所述第一电极与所述第二电极皆位于所述布拉格反射结构的相同一侧，且所述布拉格反射结构在至少涵盖0.8X nm至1.8X nm的一反射波长范围的反射率为95％以上，其中X为所述发光波长范围的所述峰值波长。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射结构包括多个第一折射层以及多个第二折射层，该些第一折射层与该些第二折射层交替堆叠，且各所述第一折射层的折射率异于各所述第二折射层的折射率。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，各所述第一折射层的材料包括五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化锆(ZrO2)、五氧化二铌(Nb2O5)、氧化铪(HfO2)、二氧化钛(TiO2)或上述的组合。4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，各所述第二折射层的材料包括二氧化硅(SiO2)。5.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，该些第一折射层的厚度与该些第二折射层的厚度由所述布拉格反射结构的一侧朝另一侧逐渐改变。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一型半导体层具有一第一部分以及一第二部分，所述发光层迭置在所述第一部分上，所述第二部分由所述第一部分向外延伸而凸出于所述发光层的面积以与所述第一电极电性连接，且所述第一电极、所述发光层、所述第二型半导体层与所述第二电极位于所述第一型半导体层的一第一侧。7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射结构位于所述第一型半导体层的一第二侧，且所述第一侧与所述第二侧彼此相对。8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，还包括一成长基板，所述第一型半导体层、所述发光层与所述第二型半导体层依序叠置于所述成长基板的一第一表面，而所述布拉格反射结构配置于所述成长基板的一第二表面，且所述第一表面与所述第二表面彼此相对。9.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述布拉格反射结构位于所述第一型半导体层的所述第一侧，所述布拉格反射结构至少位于所述第二电极与所述第二型半导体层之间，且所述布拉格反射结构具有多个贯穿开口，所述第二电极填入该些贯穿开口以电性连接所述第二型半导体层。10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于，还包括一导电层...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄逸儒，庄东霖，兰彦廷，许圣宗，沈志铭，黄靖恩，赖腾宪，麦宏全，黄冠杰，丁绍滢，
申请(专利权)人：新世纪光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71