氮化镓系发光组件及其制造方法技术

本发明专利技术是关于一种氮化镓系发光组件及其制造方法。该发光组件至少包括一发光体及一光取出层，其中该发光体为加以能量后能发光的氮化镓系材料所组成；该光取出层为一电流散布层及一微结构层所组成，位于该发光体上，在某些发光组件结构中则仅为一微结构层。其中，该微结构层可制为一纳米网络（ｎａｎｏ－ｎｅｔ）结构，为一氮化钛层，是经氮化一钛层而获得；该微结构层也可制为一具有金属簇（ｍｅｔａｌ　　ｃｌｕｓｔｅｒｓ）的层膜，为一铂层，且为一经回火处理的铂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光组件及其制造方法，特别是涉及一种具有金属微结构的光取出层的。
技术介绍
半导体发光二极管(LED)的发展已有数十年历史，其发光效率的改善一直为LED能否进一步用于民生光源的关键；因此，多年来LED的发展方向大致皆在于发光效率的提升上。发光效率的影响因素一般包括选用的半导体材料、组件结构的设计、透明度及全反射现象等。氮化镓系材料为半导体发光二极管的最常用的材料。为使氮化镓系材料发出光，一电压或电流通常必须送入该二极管中；为使电压或电流送入其中，一对正负电极通常设在该二极管组件上。正电极即一般所称的p型电极，负电极则为一般所称的n型电极，因为p型电极的电先流进p型半导体层、而n型电极的电先流进n型半导体层的原因。P型电极为正电流入之处，其导电所依赖的移动载子为电洞；n型电极为负电流入之处，其导电所赖的移动载子则为电子。一般皆知，电洞的移动牵移率远低于电子，因此p型电极处的导电效率远差于n型电极处。有鉴于此，一般皆在p型电极的下方设一电流散布层，用以将进入p型电极的正电荷导引成均匀散布在p型半导体层上，从而使p型电极与n型电极间的电力线能够均匀分布，并因此有效提高光的被激发出效率。上述电流散布层的材料可为任意适用的材料，其中镍/金(Ni/Au)双层结构为其中最常见的，其整个LED结构如图1所示的发光二极管结构10，其中包括有基材11、缓冲层12、n型氮化镓系层13、半导体主动层14、p型氮化镓系层15、p型半导体层16、电流散布层17与p型电极18，其制程步骤可参阅台湾专利558848、4198 37等。在该图中，电流散布层17设在p型半导体层16及p型电极18间，用以将p型电极18的正电荷均匀分布在电流散布层17上，以均匀进入p型半导体层16中。然而，这种电流散布层的设计的全反射问题严重，因其表面平坦而使光全反射折回结构中而阻碍输出。其后，将该电流散布层上方再加以一些粗糙化设计的发光组件被提出，例如将发光组件上方光出射处加以粗糙结构，以使多数光出射时的出射角小于临界角(斯奈尔定律(Snell’s Law)定义)，该种粗糙结构通常为半圆形或经截角的金字塔形。然而，该种粗糙形状的形成工作相当烦杂，且其成本也很高。另外，也有其它粗糙化方式被提出，如利用蚀刻方式破坏组件结构上的平面部份，以使该平面部份具有许多非平坦的小切面，并使多数出射光的出射角小于临界角而光不至于全反射回组件结构中。这种粗糙化方法包括一平面的随机蚀刻步骤，如先沉积粒子于该平面之上，接着再以该等粒子作为随机蚀刻罩幕，但如此形成的平面图案至少有以下二大缺点1、p型电极中可能存有一些小岛状结构，这些岛状结构下方的部份未触及p型电极接触，因此该部份无法贡献发光，总体输出光亦随之下降。2、由于该组件结构上平面与下方发光区相当靠近，蚀刻方式的使用极可能破坏发光区，如此又增添了导致另一发光量下降的因素。由此可见，上述现有的发光组件及其制造方法仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决发光组件及其制造方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的氮化镓系发光二极管(LED)结构存在的缺陷，确有必要提出一种具有高光取出效率的氮化镓系发光二极管(LED)结构。本专利技术人基于丰富的实务经验及其专业知识，积极加以研究创新，经过不断研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服上述现有的发光组件存在的缺陷，而提出一种新型结构的氮化镓系发光二极管组件，所要解决的技术问题是使其具有较高的光取出效率，从而更加适于实用。本专利技术的另一目的在于，克服上述现有的发光组件的制造方法存在的缺陷，而提供一种新的氮化镓系发光组件的制造方法，使得制造该氮化镓系发光二极管组件(LED)的方法其制造步骤不复杂烦冗。本专利技术的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本专利技术提出的一种氮化镓系发光组件，该氮化镓系发光组件至少包括一发光体，为一能发光的氮化镓系材料所组成一光取出层，其至少包括一电流散布层，位于该发光体上；以及一微结构层，位于该电流散布层之上，为一具纳米网络(nano-net)结构的氮化钛层。本专利技术的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的发光体为一n型氮化镓系层、一半导体主动层及一p型氮化镓系层构成，其中该半导体主动层位于该n型氮化镓系层上，该p型氮化镓系层则位于该主动层上。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的发光组件具有一p型电极及一n型电极，且该p型电极是形成于该微结构层上或该微结构旁与该电流散布层旁。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的氮化钛纳米网络是由氮化一钛层形成。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的微结构层，可为一具金属簇(metal clusters)结构的铂层，而该铂层金属簇结构是由回火该铂层而获得。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的微结构层，可为一含金属簇层。本专利技术的目的及解决其技术问题是还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种制造一氮化镓系发光组件的方法，其至少包括下列步骤备制一基材；形成一n型氮化镓系层于该基材上；形成一半导体主动层于该n型氮化镓系层；形成一p型氮化镓系层于该半导体主动层上；形成一电流散布层于该p型氮化镓系层上；以及形成一微结构层于该电流散布层上。本专利技术的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的制造一氮化镓系发光组件的方法，其中所述的形成一微结构层于该电流散布层上的步骤后还包括形成一p型电极及一n型电极于该发光组件上的步骤，且该p型电极是形成在该微结构层上或该微结构层与该电流散布层旁。前述的制造一氮化镓系发光组件的方法，其中所述的形成一微结构层于该电流散布层上的步骤中，是利用先形成一钛层在该p型氮化镓系层上、接着再对该钛层用氮化的方式制成。前述的制造一氮化镓系发光组件的方法，其中所述的形成一微结构层于该电流散布层上的步骤中，是利用先形成一铂层于该p型氮化镓系层上、接着再对该铂层用回火的方式制成。本专利技术的目的及解决其技术问题是还采用以下的技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种氮化镓系发光组件，其至少包括一基材；一金属反射层，位于该基材之上；一p型氮化镓系层，位于该金属反射层之上；一半导体主动层，位于该p型氮化镓系层上；一n型氮化镓系层，位于该半导体主动层上；以及一微结构层，位于该n型氮化镓系层之上，为一具纳米网络(nano-net)结构的氮化钛层或一具金属簇结构的铂层。本专利技术的目的及解决其技术问题还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的发光组件的导电金属基材下方具有一p型电极，并在该微结构层上具有一n型电极。前述的氮化镓系发光组件，其中所述的氮化钛纳米网络是由氮化一钛层形成的，该铂层金属簇结构则是由回火一铂层所获得。本专利技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，为了达到前述专利技术目的，本专利技术的主要
技术实现思路
如下本专利技术在氮化镓系LED结构的电流散布层上形成一微结构表面，借由该微结构降低该电流散布层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氮化镓系发光组件，其特征在于该氮化镓系发光组件至少包括：一发光体，为一能发光的氮化镓系材料所组成：一光取出层，其至少包括一电流散布层，位于该发光体上；以及一微结构层，位于该电流散布层之上，为一具纳米网络（ｎａｎｏ －ｎｅｔ）结构的氮化钛层。

【技术特征摘要】
1.一种氮化镓系发光组件，其特征在于该氮化镓系发光组件至少包括一发光体，为一能发光的氮化镓系材料所组成一光取出层，其至少包括一电流散布层，位于该发光体上；以及一微结构层，位于该电流散布层之上，为一具纳米网络(nano-net)结构的氮化钛层。2.根据权利要求1所述的氮化镓系发光组件，其特征在于其中所述的发光体为一n型氮化镓系层、一半导体主动层及一p型氮化镓系层构成，其中该半导体主动层位于该n型氮化镓系层上，该p型氮化镓系层则位于该主动层上。3.根据权利要求1所述的氮化镓系发光组件，其特征在于其中所述的发光组件具有一p型电极及一n型电极，且该p型电极是形成于该微结构层上或该微结构旁与该电流散布层旁。4.根据权利要求1所述的氮化镓系发光组件，其特征在于其中所述的氮化钛纳米网络是由氮化一钛层形成。5.根据权利要求1所述的氮化镓系发光组件，其特征在于其中所述的微结构层，可为一具金属簇(metal clusters)结构的铂层，而该铂层金属簇结构是由回火该铂层而获得。6.根据权利要求1所述的氮化镓系发光组件，其特征在于其中所述的微结构层，可为一含金属簇层。7.一种制造一氮化镓系发光组件的方法，其特征在于其至少包括下列步骤备制一基材；形成一n型氮化镓系层于该基材上；形成一半导体主动层于该n型氮化镓系层；形成一p型氮化镓系层于该半导体主动层上；形成一电流散布层于该p型氮化镓系层上；以及形成一微结构层于该电...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪详峻，赖穆人，
申请(专利权)人：炬鑫科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]