发光元件制造技术

本发明专利技术公开一种发光元件，包含：一基板；一半导体叠层包含一第一半导体层在基板上，一主动层在第一半导体层上，以及一第二半导体层在主动层上；以及一电极结构在第二半导体层上，其中电极结构包含一打线层，一传导层以及一第一阻障层位于打线层及传导层之间，其中，传导层的标准氧化电位高于打线层的标准氧化电位。

Luminescent element

The invention discloses a light emitting element, comprising: a substrate; a half conductor stack comprises a first semiconductor layer on the substrate, an active layer on the first semiconductor layer, and a second semiconductor layer on the active layer; and an electrode structure on the second semiconductor layer, wherein the electrode structure comprises a wire layer and a conduction layer. The standard oxidation potential of the conductive layer is higher than that of the conductive layer.

【技术实现步骤摘要】
发光元件本专利技术是中国专利技术专利申请(申请号：201310534722.0，申请日：2013年11月1日，专利技术名称：发光元件)的分案申请。
本专利技术涉及具有较佳的电极结构的发光元件用以提升发光元件的可靠度。
技术介绍
当发光效率提升且制造成本降低后，以固态照明取代传统照明的梦想预期不久即将实现。现阶段发光二极管的内部发光效率约为50％到80％之间，但是部分的光发出后被电极及发光层吸收，导致总体出光效率降低。因此，衍生出在电极下设置反射层来解决这个问题。当从发光层发出的光线行经的路径被电极挡住的时候，反射层可反射而非吸收光线。另外，电极具有一打线垫用以后续的封装打线用，打线垫通常由金所制成。由于金的价格很高，导致电极的成本增加。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一发光元件，包含：一基板；一半导体叠层包含一第一半导体层在基板上，一主动层在第一半导体层上，以及一第二半导体层在主动层上；以及一电极结构在第二半导体层上，其中电极结构包含一打线层，一传导层以及一第一阻障层位于打线层及传导层之间，其中，传导层的标准氧化电位高于打线层的标准氧化电位。附图说明图1A是显示本专利技术一水平式发光元件的示意图；图1B是显示本专利技术一垂直式发光元件的示意图；图2是显示根据本专利技术第一实施例的电极结构的示意图；图3A是显示根据本专利技术第二实施例的电极结构的示意图；图3B是显示本专利技术电极结构8的详细结构的扫描电子显微镜(SEM)图；图4是显示根据本专利技术第三实施例的电极结构。符号说明1水平式发光元件72反射层10基板73粘着层11第一半导体层74第二阻障层12主动层75第一阻障层13第二半导体层76传导层14透明导电氧化层761第一传导层S1表面762第二传导层S2表面763第三传导层2垂直式发光元件77第一隔绝层21导电基板78第二隔绝层61第一电极8电极结构62第二电极9电极结构63第三电极A边界区7电极结构B边界区71打线层C中央区具体实施方式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，并配合所附附图作详细说明如下。在附图或说明中，相似或相同的部分是使用相同的标号，并且在附图中，元件的形状或厚度可扩大或缩小。需特别注意的是，图中未绘示或描述的元件，可以是熟习此技术的人士所知的形式。图1A是显示一水平式发光元件1包含一基板10；一第一半导体层11具有一第一极性，例如n型氮化镓(GaN)层，在基板10上；一主动层12具有一结构，例如以氮化铟镓(InGaN)为基础的多重量子井(MQW)结构，在第一半导体层11上；一第二半导体层13具有一第二极性，例如p型半导体层，在主动层12上；一透明导电氧化层14包含一第一金属材料，例如氧化铟锡(ITO)，位于第二半导体层13上；第一半导体层11露出表面S2未被主动层12及第二半导体层13覆盖；一第一电极61位于表面S2上；一第二电极62位于透明导电氧化层14的表面S1上。基板10可为一绝缘基板，例如蓝宝石基板。图1B是本专利技术另一实施例的一垂直式发光元件2。发光元件2包含一导电基板21，设置一第三电极63及第二电极62在导电基板21的相对两侧。导电基板21包含一导电材料，例如铜(Cu)、铝(Al)、铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、钨(W)或其组合，或半导体材料，例如硅(Si)、碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)等。第一半导体层11、主动层12以及第二半导体层13的材料包含Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体，例如磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)或者氮化镓(GaN)。第一半导体层11、主动层12以及第二半导体层13可使用现有的外延方法制造，例如有机金属化学气相沉积法(MOCVD)、分子束沉积法(MBE)或者氢化物气相沉积法(HVPE)。透明导电氧化层14的材料包含透明导电氧化材料，例如氧化铟锡(ITO)、镉锡氧化物(CTO)、锑氧化锡、氧化铟锌、氧化锌铝、氧化锌或锌锡氧化物。透明导电氧化层14以一预定的厚度形成，例如小于3000埃可通过蒸镀沉积的方法，于接近室温，氮气环境及压力在1×10-4托(Torr)及1×10-2托(Torr)之间，较佳为接近5×10-3托(Torr)的腔体环境下。第一实施例图2是显示一电极结构7，电极结构7为根据第一实施例的第一电极61、第二电极62及第三电极63的详细结构。电极结构7包含一打线层71用以接合打线，一传导层76位于打线层71之下，一反射层72位于传导层76之下用以反射从主动层12所发出的光线，一粘着层73用以增加反射层72与透明导电氧化层14或者第一半导体层11之间的粘着力，一第二阻障层74位于传导层76与反射层72之间，用以将传导层76与反射层72区隔开避免相互接触，以及一第一阻障层75位于打线层71及传导层76之间，用以将传导层76及打线层71区隔开避免相互接触。打线层71包含一第一金属，例如金(Au)。打线层71的厚度介于之间，较佳的是介于之间。传导层76包含一第二金属不同于第一金属，第二金属可为铝(Al)、银(Ag)或铜(Cu)。第二金属的导电率与第一金属的导电率的比值为介于0.1～10之间。第一金属的化学性质比第二金属的化学性质稳定，或者是说第二金属的标准氧化电位比第一金属的标准氧化电位高。传导层76的厚度与打线层71的厚度的比值介于0.1～10之间。传导层76的厚度是依流经电极结构7的驱动电流值来决定。当打线层71的导电率小于传导层76的导电率时，以低至中驱动电流注入电极结构7，例如120mA～300mA的驱动电流，传导层76的厚度与电极结构7的总厚度具有一第一比值介于0.3～0.5之间。传导层76与打线层71的加总厚度为电极结构7的总厚度的0.4～0.7倍。当打线层71的导电率小于传导层76的导电率时，以高驱动电流注入电极结构7，例如350mA～1000mA的驱动电流，传导层76的厚度与电极结构7的总厚度具有一第二比值介于0.5～0.8之间，且第二比值大于第一比值。传导层76与打线层71的总厚度约为电极结构7的总厚度的0.6～0.9倍。当打线层71的导电率大于传导层76的导电率时，以低至中驱动电流注入电极结构7，例如120mA～300mA的驱动电流，传导层76的厚度与电极结构7的总厚度具有一第三比值介于0.4～0.7之间，或者传导层76与打线层71的总厚度约为电极结构7的总厚度的0.5～0.8倍。当打线层71的导电率大于传导层76的导电率的时候，以高驱动电流注入电极结构7，例如350mA～1000mA的驱动电流，传导层76的厚度与电极结构7的总厚度具有一第四比值大于第三比值，介于0.55～0.85之间。传导层76与打线层71的总厚度约为电极结构7的总厚度的0.75～0.95倍。反射层72包含对于主动层12发出的光反射率大于80％的金属，例如铝(Al)或银(Ag)。反射层72的厚度较佳的是介于之间。第二阻障层74用来将反射层72及传导层76区隔开，以避免传导层76及反射层72的材料在两者之间交互扩散，同时第二阻障层74在传导层76及反射层72之间可形成低接触电阻并增加粘着力。第二阻障层74包含一第三金属层及一第四金属层位于第三金属层上，其中第四金属层包含的材料与第三金属层相异。在另一实施例中，第二阻障层74包含多个第三金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光元件，其特征在于，包含：基板；半导体叠层，包含第一半导体层在该基板上，主动层在该第一半导体层上，以及第二半导体层在该主动层上；以及电极结构，在该第二半导体层上，其中该电极结构包含打线层，传导层以及第一阻障层位于该打线层及该传导层之间，其中，该打线层的导电率大于该传导层的导电率，其中，该传导层与该打线层的总厚度约为该电极结构的总厚度的0.75～0.95倍。

【技术特征摘要】
2012.11.02 US 61/721,737;2013.04.01 US 13/854,2121.一种发光元件，其特征在于，包含：基板；半导体叠层，包含第一半导体层在该基板上，主动层在该第一半导体层上，以及第二半导体层在该主动层上；以及电极结构，在该第二半导体层上，其中该电极结构包含打线层，传导层以及第一阻障层位于该打线层及该传导层之间，其中，该打线层的导电率大于该传导层的导电率，其中，该传导层与该打线层的总厚度约为该电极结构的总厚度的0.75～0.95倍。2.一种发光元件，其特征在于，包含：基板；半导体叠层，包含第一半导体层在该基板上，主动层在该第一半导体层上，以及第二半导体层在该主动层上；以及电极结构，在该第二半导体层上，其中该电极结构包含打线层，传导层以及第一阻障层位于该打线层及该传导层之间，其中，该打线层的导电率小于该传导层的导电率，其中，该传导层与该打线层的总厚度约为该电极结构的总厚度的0.6～0.9倍。3.如权利要求1或权利要求2所述的发光元件，其中该第一阻障层包含第一金属层以及第二金属层，该第一金属层包含的材料与该第二金属层相异，该第一金属层或该第二金属层包含一材料选自铬(Cr)、铂(Pt)、钛(Ti...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭得山，柯竣腾，涂均祥，邱柏顺，
申请(专利权)人：晶元光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71