发光二极管与其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管与其制作方法，该发光二极管包含第一型半导体层、主动层、第二型半导体层以及至少一个电流控制结构。第一型半导体层具有第一区及第二区。第一区具有第一穿透位错密度。第二区具有第二穿透位错密度。第一穿透位错密度大于第二穿透位错密度。主动层连接于第一型半导体层。第二型半导体层连接于主动层。电流控制结构连接于第一型半导体层及第二型半导体层的其中至少一个。电流控制结构具有至少一个电流注入区域。第二区在电流控制结构的垂直投影与电流注入区域至少部分重叠。因此，主动层对应第二区处，是以较小的穿透位错密度形成，故可改善发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管与其制作方法。
技术介绍
发光二极管(light-emitting diode；LED)是一种能够将电流转换为光能的半导体发光装置。作为光源，发光二极管具有低能量消耗、使用寿命长、体积小、反应速度快等优点。因此，发光二极管已经逐渐取代白炽灯等传统照明装置。据此，以氮化镓(包含氮化铟镓及氮化铝镓)做为基底的发光二极管已成为发光二极管照明领域的主流。然而，在磊晶时，以氮化镓做为基底的发光二极管的发光效率可能会受到穿透位错(threading dislocation)缺陷的影响。穿透位错缺陷通常是在一种材料上磊晶成长另一种晶体材料时产生。由于两种材料具有不同的晶格常数与热膨胀系数，因此两种材料之间的晶格不匹配将在材料沉积时产生应力，致使穿透位错缺陷的产生。若穿透位错缺陷产生在发光二极管装置的发光区，则发光二极管装置的发光效率将会降低，尤其是对于进入到微米尺度的发光二极管将会产生极大影响。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有更高发光效率的发光二极管及其制造方法。本
技术实现思路
的一实施方式提供一种发光二极管(light-emitting-diode；LED)，其特征在于，包含第一型半导体层、主动层、第二型半导体层以及至少一个电流控制结构。第一型半导体层具有第一区及第二区。第一区具有第一穿透位错密度(threading dislocation density)。第二区具有第二穿透位错密度。第一穿透位错密度大于第二穿透位错密度。主动层连接于第一型半导体层。第二型半导体层连接于主动层。电流控制结构连接于第一型半导体层及第二型半导体层的其中至少一个。电流控制结构具有至少一个电流注入区域，其中电流注入区域可允许载子通过。第二区于电流控制结构的垂直投影与电流注入区域至少部分重叠。本
技术实现思路
的一实施方式提供一种发光二极管的制作方法，其特征在于，包含下列步骤。在基板上形成至少一个错位控制功能结构。在错位控制功能结构及基板上形成第一型半导体层，其中第一型半导体层具有第一区及第二区，且错位控制功能结构使第一区的穿透位错密度大于第二区的穿透位错密度。第二型半导体层形成于第一型半导体层上。形成电流控制结构以连接第一型半导体层及第二型半导体层的其中至少一个，其中电流控制结构中具有至少一个电流注入区域，且错位控制功能结构在电流控制结构的垂直投影与电流注入区域至少部分重叠。故此，通过本专利技术制造的发光二极管的发光区域具有较小的穿透位错密度，故可改善发光二极管的发光效率。附图说明图1A绘示依照本
技术实现思路
的第一实施方式的发光二极管(light-emitting-diode；LED)的侧视剖面图。图1B至图1E绘示图1A的第一电流控制结构在本
技术实现思路
的多个实施方式的平面图。图2A至图2J绘示制作图1A的发光二极管的方法的侧视剖面图。图3A至图3E绘示错位控制功能结构在本
技术实现思路
的多个实施方式所具有的多个形状的立体图。第4绘示依照本
技术实现思路
的第二实施方式的发光二极管的侧视剖面图。图5A及图5B绘示制作图4的发光二极管的方法的侧视剖面图。图6绘示依照本
技术实现思路
的第三实施方式的发光二极管的侧视剖面图。图7A至图7D绘示制作图6的发光二极管的方法的侧视剖面图。图8绘示依照本
技术实现思路
的第四实施方式的发光二极管的侧视剖面图。图9A至图9F绘示制作图8的发光二极管的方法的侧视剖面图。图10绘示依照本
技术实现思路
的第五实施方式的发光二极管的侧视剖面图。图11绘示依照本
技术实现思路
的第六实施方式的发光二极管的侧视剖面图。图12绘示依照本
技术实现思路
的第七实施方式的发光二极管的侧视剖面图。具体实施方式以下将结合附图形式公开本专利技术的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本专利技术。也就是说，在本专利技术部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些公知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。关于本文中所使用之“约”、“大约”或“大致约”一般通常是指数值的误差或范围约百分之二十以内，优选地是约百分之十以内，而更佳地则是约百分五之以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如“约”、“大约”或“大致约”所表示的误差或范围。在此使用的“上方”、“至”、“之间”以及“上”等用词，指的是一层相对于其它层的相对位置。一层位于另一层“上方”或“上”或接合“至”另一层的描述，可能是直接接触另一层或隔着一个或多个中间层。一层位于多层“之间”的描述，可能是直接接触所述多层或隔着一个或多个中间层。本专利技术的部分实施方式是与发光二极管(light-emitting-diode；LED)有关。在本专利技术的一个或多个实施方式中，通过形成错位控制功能结构，当层状结构在基板上形成时，会因晶格不匹配而产生的穿透位错，而延伸进入层状结构的穿透位错可因错位控制功能结构而被阻挡。再者，发光二极管包含电流控制结构，其中电流控制结构中具有电流注入区域。电流注入区域可限制进入发光二极管的电流，使得发光二极管内发光区的电流密度可提升。在本专利技术的部分实施方式中，电流注入区域可对准于具有较小穿透位错密度的发光区，可以提升发光二极管的发光效率。图1A绘示依照本
技术实现思路
的第一实施方式的发光二极管100A的侧视剖面图。发光二极管100A包含第一型半导体层110、主动层120、第二型半导体层130、至少一个第一电流控制结构140以及电极层150。第一型半导体层110具有第一区R1及第二区R2。第一区R1具有第一穿透位错密度(threading dislocation density)。第二区R2具有第二穿透位错密度。第一穿透位错密度大于第二穿透位错密度。主动层120连接于第一型半导体层110。第二型半导体层130连接于主动层120，使得主动层120位于第一型半导体层110及第二型半导体层130之间。第一电流控制结构140连接于第二型半导体层130。第一电流控制结构140具有至少一个电流注入区域141，其中电流注入区域141可允许载子通过。本实施方式中，电流注入区域141以开口呈现，然而并不以此为限。第二区R2在第一电流控制结构140的垂直投影与电流注入区域141至少部分重叠。电极层150可通过第一电流控制结构140的电流注入区域141，而与第二型半导体层130电性耦合。在此配置下，由于第一型半导体层110的第一区R1所具有的第一穿透位错密度大于第一型半导体层110的第二区R2所具有的第二穿透位错密度，形成于第一型半导体层110后的主动层120的穿透位错密度可具有类似分布型式。亦即，在主动层120中，其对应第一区R1处的穿透位错密度(或是第一区R1上的穿透位错密度)会大于对应第二区R2处的穿透位错密度(或是第二区R2上的穿透位错密度)。也就是说，主动层120对应第二区R2处，是以较小的穿透位错密度形成。再者，如图1所示，电流注入区域141可定义电极层150及第二型半导体层130之间的接触区域。当发光二极管100A被施予顺向偏压时，载流粒子可自电极层1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，包含：第一型半导体层，具有第一区及第二区，其中所述第一区具有第一穿透位错密度，所述第二区具有第二穿透位错密度，且所述第一穿透位错密度大于所述第二穿透位错密度；主动层，连接于所述第一型半导体层；第二型半导体层，连接于所述主动层；以及至少一个电流控制结构，连接于所述第一型半导体层及所述第二型半导体层中的至少一个，所述电流控制结构具有至少一个电流注入区域，其中所述电流注入区域允许载子通过，且所述第二区在所述电流控制结构的垂直投影与所述电流注入区域至少部分重叠。

【技术特征摘要】
2015.10.04 US 14/874,4671.一种发光二极管，其特征在于，包含：第一型半导体层，具有第一区及第二区，其中所述第一区具有第一穿透位错密度，所述第二区具有第二穿透位错密度，且所述第一穿透位错密度大于所述第二穿透位错密度；主动层，连接于所述第一型半导体层；第二型半导体层，连接于所述主动层；以及至少一个电流控制结构，连接于所述第一型半导体层及所述第二型半导体层中的至少一个，所述电流控制结构具有至少一个电流注入区域，其中所述电流注入区域允许载子通过，且所述第二区在所述电流控制结构的垂直投影与所述电流注入区域至少部分重叠。2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述电流注入区域通过所述电流控制结构的至少一部分，而与所述第一型半导体层及所述第二型半导体层中与所述电流控制结构连接的半导体层的边缘隔开。3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述电流注入区域毗邻于所述第一型半导体层及所述第二型半导体层中与所述电流控制结构连接的半导体层的边缘。4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二区在所述电流控制结构的垂直投影大于所述电流注入区域，且所述电流注入区域位于所述第二区在所述电流控制结构的垂直投影中。5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二区在所述电流控制结构的垂直投影大于多个所述电流注入区域中的至少一个，且所述多个电流注入区域中的至少一个位于所述第二区在所述电流控制结构的垂直投影中。6.如权利要求1所述的发光二极管，还包含：至少一个错位控制功能结构，连接于所述第一型半导体层，其中所述错位控制功能结构在所述电流控制结构的垂直投影与所述电流注入区域至少部分重叠。7.如权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述错位控制功能结构具有反射性。8.如权利要求1所述的发光二极管，还包含：至少一个电极，通过所述电流控制结构的所述电流注入区域，而与所述第一型半导体层及所述第二型半导体层中与所述电流控制结构连接的半导体层电性耦合。9.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立宜，张佩瑜，詹志辉，张俊仪，林师勤，李欣薇，
申请(专利权)人：美科米尚技术有限公司，
类型：发明
国别省市：萨摩亚;WS