发光二极管装置制造方法及图纸

本发明专利技术是有关于一种发光二极管装置，至少包括依序堆叠在基板上的 缓冲层、未掺杂氮化铟铝镓(InAlGaN)层、第一导电型氮化铟铝镓层、活性 层、第二导电型氮化铟铝镓层、以及透光氮氧化物结构。透光氮氧化物结 构具有相对的第一表面与第二表面，且透光氮氧化物结构的第一表面面对 并接合于第二导电型氮化铟铝镓层的表面上，其中透光氮氧化物结构是一 折射系数渐变式结构，且透光氮氧化物结构的折射系数从第一表面朝第二 表面的方向递减。本发明专利技术可降低不同材料界面间光反射效应及光的全反射 临界角损失等现象，能增加发光二极管装置光取出效率；亦可藉由这些透光 层控制电流分散，达到电流分布最佳化结果；还可避免注入电流流经金属电 极下方活性层，进一步提高发光效能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种发光二极管(LED)装置，特别是涉及一种可提高光取出 效率，亦可藉由透光层控制电流分散达到电流分布最佳化结果，另还可避 免注入电流流经金属电极下方活性层进一步提高发光效能的发光二极管装 置。
技术介绍
请参阅图1所示，是一般现有的发光二极管的剖面示意图。在一般发光 二极管100中，基板102的表面上依序堆叠有缓冲层104、未掺杂氮化镓层 106、第一导电型氮化镓层108、活性层110、第二导电型氮化镓层112、以 及透光导电氧化物薄膜116,其中，透光导电氧化物薄膜116、第二导电型氮 化镓层112及活性层110的堆叠结构的一部分遭蚀刻移除，而暴露出此堆 叠结构遭移除部分下方的第一导电型氮化镓层108，如图l所示的结构。然 后，第一导电型接触电极118与第二导电型接触电极120分别设置在第一导 电型氮化镓层108的暴露部分的一部分与部分的透光导电氧化物薄膜116 上。在此发光二极管100的结构中，第二导电型氮化镓层112上所设置的 单层透光导电氧化物薄膜116具有高穿透率低阻值的优点，且透光导电氧 化物薄膜116常用的材料例如为氧化铟锡(ITO)与氧化锌(ZnO)等。然而使 用单层透光导电氧化物薄膜无法解决材料间折射系数差异造成光被局限的 效应，亦无法避免电流直接由金属电极注入电极下方活性层，造成光被电 极吸收的的效果。在发光二极管的发展趋势中，高发光效率的发光二极管一直是人们追 求的方向。然而，在发光二极管的结构中，受到材料层本身对光的吸收、不 同材料层界面之间的光反射效应、以及材料层界面之间光的全反射临界角 损失等现象的影响，而导致发光二极管的发光效率大幅下降。因此，在追求 高发光效率的发光二极管的趋势下，此一传统发光二极管结构的光取出效 率尚有相当大的改善空间。由此可见，上述现有的发光二极管在结构与使用上，显然仍存在有不 便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，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8欲解决的问题。因此如何能创设一种新型结构的发光二极管装置，实属当前 重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。有鉴于上述现有的发光二极管存在的缺陷，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，并配合学理的运用，积极加 以研究创新，以期创设一种新型结构的发光二极管装置，能够改进一般现 有的发光二极管，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经过反复 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，克服现有的发光二极管存在的缺陷，而提供一种 新型结构的发光二极管装置，所要解决的技术问题是使其利用折射系数渐 变式的多层透光氮氧化物结构来取代传统的单层透光导电氧化物薄膜，如 此一来，可以降低不同材料界面间的光反射效应以及不同材料界面间光的全反射临界角损失等现象，而可增加发光二极管装置的光取出效率；另外亦 可藉由这些透光层控制电流分散，达到电流分布最佳化的结果，非常适于 实用。本专利技术的另一目的在于，提供一种发光二极管装置，所要解决的技术 问题是使其折射系数渐变式的多层透光结构中的较高阻值氮化物层设有至 少一接触洞，因此不仅可降低氮化物层对发光二极管装置的电特性影响，更 可适当调整金属电极下氮化物层的阻抗大小及布局来达到电流阻障 (Current Blocking)的效果，如此可以避免注入电流流经金属电极下方活 性层，进一步提高发光二极管装置的发光效能，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釆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装置，其至少包括 一基板，其中该基板的 一表面上设有依序堆叠的 一緩冲层以及一未掺杂氮化铟铝镓层； 一第 一导 电型氮化铟铝镓层，设于该未掺杂氮化铟铝镓层上； 一活性层，设于该第 一导电型氮化铟铝镓层的一表面的一部分上，并暴露出该第 一导电型氮化 铟铝镓层的该表面的另一部分； 一第二导电型氮化铟铝镓层，设于该活性 层上； 一透光氮氧化物结构，具有相对的一第一表面与一第二表面，且该 第一表面接合于该第二导电型氮化铟铝镓层的一表面上，其中该透光氮氧 化物结构为一折射系数渐变式结构，且该透光氮氧化物结构的折射系数从 该第一表面朝该第二表面的方向递减； 一第一导电型接触电极，设于该第 一导电型氮化铟铝镓层的暴露部分的一部分上；以及一第二导电型接触电 极，设于该透光氮氧化物结构的该第二表面的一部分上。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。前述的发光二极管装置，其中所述的透光氮氧化物结构是由复数个透9光薄膜所堆叠而成，且该些透光薄膜是由具不同折射系数的不同材料所组 成。前述的发光二极管装置，其中所述的透光氮氧化物结构是由复数个透 光薄膜所堆叠而成，且该些透光薄膜是由具不同折射系数的相同材料所组 成。前述的发光二极管装置，其中所述的透光氮氧化物结构是由复数个透 光薄膜所堆叠而成，且该些透光薄膜的折射系数小于第二导电型接触层。前述的发光二极管装置，其中所述的透光氮氧化物结构是由复数个透 光薄膜所堆叠而成，该些透光薄膜包括至少一氮化物薄膜以及复数个氧化 物薄膜。前述的发光二极管装置，其中所述的氮化物薄膜的材料是选自于由氮 化硅与氮化钛所组成的一族群，并且该些氧化物薄膜的材料是选自于由掺 杂铟的氧化锌、氧化铟锡、氧化铟、氧化锡、氧化铟镓、氧化铟铈、氧 化锌铝、氧化锌、氧化钛铟、氧化锌镓、掺氧化钇的氧化锌铝、以及掺氧 化钇的氧化锌镓所组成的 一族群。前述的发光二极管装置，其中所述的氮化物薄膜叠设在该第二导电型 氮化铟铝镓层的该表面上，且该氮化物薄膜设有至少 一接触孔而暴露出该 第二导电型氮化铟铝镓层的该表面的一部分。前述的发光二极管装置，其中所述的氮化物薄膜夹设在该些氧化物薄 膜中之一者与另 一者之间，且该氮化物薄膜设有至少 一接触孔而暴露出该 些氧化物薄膜中位于该氮化物薄膜下方的该者的 一部分。前述的发光二极管装置，其中所述的透光氮氧化物结构是由依序堆叠 在该第二导电型氮化铟铝镓层的该表面上的一氮化硅薄膜、 一掺杂铟的氧 化锌薄膜以及一氧化铟锡薄膜所构成。前述的发光二极管装置，其中所述的透光氮氧化物结构是由依序堆叠 在该第二导电型氮化铟铝镓层的该表面上的 一掺杂铟的氧化锌薄膜、 一 氮 化硅薄膜以及一氧化铟锡薄膜所构成。本专利技术的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本专利技术提出的一种发光二极管装置，至少包括 一基板，具有相对的一第 一表面以及一第二表面，其中该基板的该第一表面上设有依序堆叠的一緩 沖层以及一分散式布拉格反射结构； 一第一导电型磷化铟铝镓层，设于该分 散式布拉格反射结构上； 一活性层，设于该第一导电型磷化铟铝镓层上；一 第二导电型磷化铟铝镓层，设于该活性层上； 一光取出层，设于该第二导 电型磷化铟铝镓层上，且是由磷化铟铝镓所组成； 一透光氮氧化物结构，具 有相对的一第一表面与一第二表面，且该透光氮氧化物结构的该第一表面 面对并接合于该光取出层的一表面上，其中该透光氮氧化物结构是一折射系数渐变式结构，且该透光氮氧化物结构的折本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管装置，其特征在于其至少包括：　一基板，其中该基板的一表面上设有依序堆叠的一缓冲层以及一未掺杂氮化铟铝镓层；　一第一导电型氮化铟铝镓层，设于该未掺杂氮化铟铝镓层上；　一活性层，设于该第一导电型氮化铟铝镓层的一表 面的一部分上，并暴露出该第一导电型氮化铟铝镓层的该表面的另一部分；　一第二导电型氮化铟铝镓层，设于该活性层上；　一透光氮氧化物结构，具有相对的一第一表面与一第二表面，且该第一表面接合于该第二导电型氮化铟铝镓层的一表面上，其中该透 光氮氧化物结构为一折射系数渐变式结构，且该透光氮氧化物结构的折射系数从该第一表面朝该第二表面的方向递减；　一第一导电型接触电极，设于该第一导电型氮化铟铝镓层的暴露部分的一部分上；以及　一第二导电型接触电极，设于该透光氮氧化物结构 的该第二表面的一部分上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱长信，余国辉，
申请(专利权)人：奇力光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71