发光二极管及其制造方法技术

本发明专利技术是关于一种发光二极管及其制造方法，其是由基底、主动层、下束缚层、上束缚层、阳极电极以及阴极电极所组成。其中，下束缚层位于基底上、主动层位于下束缚层上、上束缚层位于主动层上、阳极电极位于上束缚层上、阴极电极位于下束缚层上且与上束缚层、主动层与阳极电极相隔离。而基底与下束缚层、下束缚层与主动层、主动层与上束缚层、上束缚层与阳极电极以及下束缚层与阴极电极之间的各界面均为规律性的粗糙面。本发明专利技术可以避免主动层所发出的光发光二极管内部发生全反射；另可以增加发光二极管的发光效率，从而更加适于实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由III-V族元素(III-V group element)构成的发光二极管(light emitting diode，简称LED)及其制造方法，特别是涉及一种可控制式微型粗糙表面的。
技术介绍
III-V族元素构成的发光二极管为一种宽能隙(bandgap)的材质，其发光波长从紫外光一直涵盖到红光，因此可以说是几乎涵盖所有可见光的波段，其中氮化镓(GaN)发光二极管组件深受注目。请参阅图1所示，是现有习知的一种具有氮化镓化合物半导体的发光二极管结构示意图。请参阅图1所示，此类型的发光二极管100是形成在一基底10上，如氧化铝(Al2O3)基底。基底10上依序为晶核层(nucleation layer)12与N型掺杂导电缓冲层(n-type conductive buffer layer)14。缓冲层14之上为有一层作为发光用的主动层(active layer)18，而且在其上下分别形成有束缚层(confinement layer)16和20。该束缚层16、20的掺杂型是相反的，如图中所示，下束缚层16为N型掺杂的氮化镓(n-GaN)，而上束缚层20为P型掺杂的氮化镓(p-GaN)。之后，在上束缚层20之上形成了接触层22，其为P型掺杂的氮化镓。接着，再形成透明电极24，形成该透明电极的材质通常为N型掺杂，如氧化铟锡(Indiumtin oxide)、氧化锡镉(Cadmiumtin oxide)或极薄的金属，并做为发光二极管100的阳极。此外，在缓冲层14与束缚层16、束缚层20、主动层18隔离的区域上形成电极26，作为发光二极管100的阴极。接着，请参阅图2所示，是图1中的发光二极管的发光区域范围的示意图。当在发光二极管100的电极24、26施加顺向偏压时，该发光二极管便会导通。此时，电流由电极24流向主动层18。然而，由于主动层18所发出的光如图所示，其中有部分光线会在发光二极管100内部产生全反射的现象，因此其所造成的光损失将大幅降低发光二极管100的发光效率。由此可见，上述现有的仍存在有缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决现有的的缺陷，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，此显然是相关业者急欲解决的问题。有鉴于上述现有的存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，积极加以研究创新，以期创设一种新的，能够改进一般现有的，使其更具有实用性。经过不断的研究、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，克服上述现有的存在的缺陷，而提供一种新的，所要解决的技术问题是使其可以避免主动层所发出的光发光二极管内部发生全反射，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。本专利技术的另一目的在于，提供一种，所要解决的技术问题是使其可以增加发光二极管的发光效率，从而更加适于实用。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发光二极管，架构于一基底上，其结构至少包括一缓冲层，位于该基底上；一下束缚层，位于该缓冲层上，且该缓冲层与下束缚层的界面为规律性的一第一粗糙面；一主动层，位于该下束缚层上，且该下束缚层与该主动层的界面为规律性的一第二粗糙面；一上束缚层，位于该主动层上，且该主动层与该上束缚层的界面为规律性的一第三粗糙面；一阳极电极，位在该上束缚层上，且该上束缚层与该阳极电极的界面为规律性的一第四粗糙面；以及一阴极电极，位于该缓冲上，且与该上束缚层、该下束缚层、该主动层以及该阳极电极相隔离，其中该缓冲层与该阴极电极的界面为规律性的一第五粗糙面。本专利技术的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的紫外光检测器，其中所述的基底与该缓冲层的界面为规律性的一第六粗糙面。前述的紫外光检测器，其中所述的其更包括一晶核层，位于该基底与该下束缚层之间；以及一接触层，位于该上束缚层与该阳极电极之间。前述的紫外光检测器，其中所述的基底与该晶核层的界面为规律性的一第七粗糙面。前述的紫外光检测器，其中所述的晶核层与该下束缚层的界面为规律性的一第八粗糙面。前述的紫外光检测器，其中所述的晶核层材质包括AluInvGa1-u-vN(u，v≥0；0≤u+v≤1)。前述的紫外光检测器，其中所述的缓冲层的材质包括AlcIndGa1-c-dN(c，d≥0；0≤c+d＜1)的未掺杂材质。前述的紫外光检测器，其中所述的基底的材质包括氧化铝、碳化硅、氧化锌、硅基底、磷化镓、砷化镓其中之一。前述的紫外光检测器，其中所述的主动层的材质包括以III-V族元素为主的一量子井结构。前述的紫外光检测器，其中所述的量子井结构包括AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN，其中a，b≥0；0≤a+b＜1；x，y≥0；0≤x+y＜1；x＞c＞a。前述的紫外光检测器，其中所述的阴极电极的材质至少包括Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Pt/Au、Ti/Al/Ni/Au、Ti/Al/Pd/Au、Ti/Al/Cr/Au、Ti/Al/Co/Au、Cr/Au、Cr/Pt/Au、Cr/Pd/Au、Cr/Ti/Au、Cr/TiWx/Au、Cr/Al/Cr/Au、Cr/Al/Pt/Au、Cr/Al/Pd/Au、Cr/Al/Ti/Au、Cr/Al/Co/Au、Cr/Al/Ni/Au、Pd/Al/Ti/Au、Pd/Al/Pt/Au、Pd/Al/Ni/Au、Pd/Al/Pd/Au、、Pd/Al/Cr/Au、Pd/Al/Co/Au、Nd/Al/Pt/Au、Nd/Al/Ti/Au、Nd/Al/Ni/Au、Nd/Al/Cr/Au Nd/Al/Co/A、Hf/Al/Ti/Au、Hf/Al/Pt/Au、Hf/Al/Ni/Au、Hf/Al/Pd/Au、Hf/Al/Cr/Au、Hf/Al/Co/Au、Zr/Al/Ti/Au、Zr/Al/Pt/Au、Zr/Al/Ni/Au、Zr/Al/Pd/Au、Zr/Al/Cr/Au、Zr/Al/Co/Au、TiNx/Ti/Au、TiNx/Pt/Au、TiNx/Ni/Au、TiNx/Pd/Au、TiNx/Cr/Au、TiNx/Co/AuTiWNx/Ti/Au、TiWNx/Pt/Au、TiWNx/Ni/Au、TiWNx/Pd/Au、TiWNx/Cr/Au、TiWNx/Co/Au、NiAl/Pt/Au、NiAl/Cr/Au、NiAl/Ni/Au、NiAl/Ti/Au、Ti/NiAl/Pt/Au、Ti/NiAl/Ti/Au、Ti/NiAl/Ni/Au、Ti/NiAl/Cr/Au其中之一。前述的紫外光检测器，其中所述的阳极电极的材质包括Ni/Au、Ni/Pt、Ni/Pd、Ni/Co、Pd/Au、Pt/Au、Ti/Au、Cr/Au、Sn/Au、Ta/Au、TiN、TiWNx以及WSix其中之一。前述的紫外光检测器，其中所述的阳极电极的材质包括一N型透明导电氧化层与一P型透明导电氧化层其中之一。前述的紫外光检测器，其中所述的N型透明导电氧化层包括ITO、CTO、ZnO:Al、ZnGa2O4、SnO2:Sb、Ga2O3:Sn、AgInO2:Sn以及In2O3:Zn其中之一。前述的紫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，架构于一基底上，其特征在于其结构至少包括：一缓冲层，位于该基底上；一下束缚层，位于该缓冲层上，且该缓冲层与下束缚层的界面为规律性的一第一粗糙面；一主动层，位于该下束缚层上，且该下束缚层与该主动层的界面 为规律性的一第二粗糙面；一上束缚层，位于该主动层上，且该主动层与该上束缚层的界面为规律性的一第三粗糙面；一阳极电极，位在该上束缚层上，且该上束缚层与该阳极电极的界面为规律性的一第四粗糙面；以及一阴极电极，位于该缓冲上 ，且与该上束缚层、该下束缚层、该主动层以及该阳极电极相隔离，其中该缓冲层与该阴极电极的界面为规律性的一第五粗糙面。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，架构于一基底上，其特征在于其结构至少包括一缓冲层，位于该基底上；一下束缚层，位于该缓冲层上，且该缓冲层与下束缚层的界面为规律性的一第一粗糙面；一主动层，位于该下束缚层上，且该下束缚层与该主动层的界面为规律性的一第二粗糙面；一上束缚层，位于该主动层上，且该主动层与该上束缚层的界面为规律性的一第三粗糙面；一阳极电极，位在该上束缚层上，且该上束缚层与该阳极电极的界面为规律性的一第四粗糙面；以及一阴极电极，位于该缓冲上，且与该上束缚层、该下束缚层、该主动层以及该阳极电极相隔离，其中该缓冲层与该阴极电极的界面为规律性的一第五粗糙面。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其中所述的基底与该缓冲层的界面为规律性的一第六粗糙面。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其更包括一晶核层，位于该基底与该下束缚层之间；以及一接触层，位于该上束缚层与该阳极电极之间。4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于其中所述的基底与该晶核层的界面为规律性的一第七粗糙面。5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于其中所述的晶核层与该下束缚层的界面为规律性的一第八粗糙面。6.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于其中所述的晶核层材质包括AluInvGa1-u-vN(u，v≥0；0≤u+v≤1)。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其中所述的缓冲层的材质包括AlcIndGa1-c-dN(c，d≥0；0≤c+d＜1)的未掺杂材质。8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其中所述的基底的材质包括氧化铝、碳化硅、氧化锌、硅基底、磷化镓、砷化镓其中之一。9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其中所述的主动层的材质包括以III-V族元素为主的一量子井结构。10.根据权利要求9所述的发光二极管，其特征在于其中所述的量子井结构包括AlaInbGa1-a-bN/AlxInyGa1-x-yN，其中a，b≥0；0≤a+b＜1；x，y≥0；0≤x+y＜1；x＞c＞a。11.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其中所述的阴极电极的材质至少包括Ti/Al、Ti/Al/Ti/Au、Ti/Al/Pt/Au、Ti/Al/Ni/Au、Ti/Al/Pd/Au、Ti/Al/Cr/Au、Ti/Al/Co/Au、Cr/Au、Cr/Pt/Au、Cr/Pd/Au、Cr/Ti/Au、Cr/TiWx/Au、Cr/Al/Cr/Au、Cr/Al/Pt/Au、Cr/Al/Pd/Au、Cr/Al/Ti/Au、Cr/Al/Co/Au、Cr/Al/Ni/Au、Pd/Al/Ti/Au、Pd/Al/Pt/Au、Pd/Al/Ni/Au、Pd/Al/Pd/Au、、Pd/Al/Cr/Au、Pd/Al/Co/Au、Nd/Al/Pt/Au、Nd/Al/Ti/Au、Nd/Al/Ni/Au、Nd/Al/Cr/Au Nd/Al/Co/A、Hf/Al/Ti/Au、Hf/Al/Pt/Au、Hf/Al/Ni/Au、Hf/Al/Pd/Au、Hf/Al/Cr/Au、Hf/Al/Co/Au、Zr/Al/Ti/Au、Zr/Al/Pt/Au、Zr/Al/Ni/Au、Zr/Al/Pd/Au、Zr/Al/Cr/Au、Zr/Al/Co/Au、TiNx/Ti/Au、TiNx/Pt/Au、TiNx/Ni/Au、TiNx/Pd/Au、TiNx/Cr/Au、TiNx/Co/Au TiWNx/Ti/Au、TiWNx/Pt/Au、TiWNx/Ni/Au、TiWNx/Pd/Au、TiWNx/Cr/Au、TiWNx/Co/Au、NiAl/Pt/Au、NiAl/Cr/Au、NiAl/Ni/Au、NiAl/Ti/Au、NiAl/Pt/Au、Ti/NiAl/Ti/Au、Ti/NiAl/Ni/Au、Ti/NiAl/Cr/Au其中之一。12.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于其中所述的阳极电极的材质包括Ni/Au、Ni/Pt、Ni/Pd、Ni/Co、Pd/Au、Pt/Au、Ti/Au、Cr/Au、Sn/Au、Ta/Au、TiN、TiWNx以及WSix其中之一。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：温子稷，许进恭，赖韦志，
申请(专利权)人：元砷光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]