用于制造发光元件的基板以及利用该基板制造的发光元件制造技术

本发明专利技术涉及一种用于制造发光元件的基板以及利用所述基板制造的发光元件，所述基板包括：至少一个平台区，具有外延生长的第一晶面方向；以及多个连续的凸部，围绕所述平台区而彼此连接，以使所述平台区与另一平台区隔离，所述多个连续的凸部的晶面方向大致上不包含所述第一晶面方向。由于所述多个连续的凸部的晶面方向大致上不包含外延生长的方向，当形成发光元件时，外延主要在所述平台区上成长，可避免外延缺陷的产生，因而可提高发光元件的外部量子效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于制造发光元件的基板以及利用该基板制造的发光元件；更具体而言，本专利技术涉及一种用于制造LED的基板以及利用该基板 制造的具有高光提取效率(extraction efficiency)的LED。
技术介绍
由于发光元件，或称发光二极管(light emitting diode; LED),具有高亮 度及环保等优点，LED已普遍使用于显示器的背光源及照明等应用上。然 而，如本领域技术人员公知的，由于发光二极管的量子效率(quantum efficiency)不高，未能转换为光的能量被转换为热，这些热量如果无法有效 地逸散出LED外，将导致LED温度上升，并影响LED的发光效率。目前，已知在制造LED的外延过程中，如果外延膜内部含有大量贯穿 式位错(dislocation)，将影响其内部量子效率(intemal quantum efficiency)。内 部量子效率是由外延膜的发光层所产生的光的效率，最理想状态为100%; 而外部量子效率是指由发光层所产生的光有效地输出LED的比率。为了有效地提高LED的外部量子效率，本领域技术人员经常使用图案 化基板(pattemed substmte)作为外延的基板。参考图6，从外延膜的发光层 中产生而大致沿着膜平面行进的光，可经由图案化基板的结构所造成的全 反射效应，被导向垂直于膜平面的出光方向，因而提高了光提取效率。然而，参考现有技术图5A至5D，由于图案化基板41具有两个可供外 延膜生长的表面(40、 40，)，以C-plane蓝宝石基板的六方晶系的单晶结构而 言，外延膜主要沿着C-plane蓝宝石的(0001)晶面(米勒指数)生长，在其它 晶面则几乎不会生长。当使用图案化基板41结合横向外延生长技术(lateml epitaxial growth)生长外延膜时，外延膜42，的横向生长，经常会在凹槽顶部 造成空隙缺陷48。光到达这些宏观的空隙缺陷时，会因其不规则的形状而 散射，因而影响全反射效应，进而影响LED的外部量子效率。4此外，由于经由图案化基板的结构而造成的全反射效应，随着图案化 基板中可供全反射表面的增加而增加，因此，如果使生长平台以外的凸部 区域增加，例如通过凸部相连而使全反射的有效表面积增加，元件效率将 会显著的增加。因此，需要一种具有主要生长平台以避免空隙缺陷产生，以及在生长 平台以外的凸部有效表面积增加的图案化基板。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种用于制造发光元件的基板，其具有 改良的表面结构，可提供主要生长平台，以避免空隙缺陷产生，同时，在 生长平台以外的凸部有效表面积增加，可有效提高全反射效应。根据本专利技术， 一种用于制造发光元件的基板，包括至少一个平台区， 具有外延生长的第一晶面方向；以及多个连续的凸部，围绕该平台区而彼 此连接，以使该平台区与另一平台区隔离，该多个连续的凸部的晶面方向 大致上不包含该第一晶面方向。根据本专利技术的一个方案，该多个连续的凸部的表面为弯曲表面或为平 坦表面。根据本专利技术的另一方案，该第一晶面方向为C-plane蓝宝石的(0001)晶面方向。根据本专利技术的另一方案，该基板由蓝宝石或含硅的材料所制成。 根据本专利技术， 一种发光元件，包括基板，包括至少一个平台区，具 有外延生长的第一晶面方向；以及多个连续的凸部，围绕该平台区而彼此 连接，以使该平台区与另一平台区隔离，该多个连续的凸部的晶面方向大 致上不包含该第一晶面方向；外延堆叠结构，叠置在该基板上，沿叠置方 向依次包括第一半导体层、发光层、及第二半导体层，其中该第一半导体 层包括未被该发光层及该第二半导体层覆盖的第一部分；第一电极，与该 第一半导体层的该第一部分相连接；以及第二电极，与该第二半导体层相 连接，且与该第一电极电分离。根据本专利技术的一个方案，该第一半导体层为n型半导体，且该第二半 导体层为p型半导体。附图说明图1A为本专利技术的图案化基板的一个实施例的立体图IB为沿着图1A的1B-1B'线所截取的截面图； 图1C为沿着图1A的1C-1C'线所截取的截面图； 图2A为本专利技术的图案化基板的另一实施例的立体图； 图2B为沿着图2A的2B-2B，线所截取的截面图； 图2C为沿着图2A的2C-2C'线所截取的截面图； 图2D为图2A的俯视图2E为本专利技术的图案化基板的另一优选实施例的俯视图3A至3D为本专利技术的发光元件的一个实施例的制造流程示意图4为本专利技术的图案化基板的一个实施例的局部放大图5A至5D为现有技术的发光元件的制造流程示意图6为说明图案化基板的全反射效应的光路示意图。具体实施例方式虽然将以多个优选实施例来阐述本专利技术，但本领域技术人员所了解的 其它实施例(包括并未提供此文中所提及的所有优点及特征的实施例)也落 在本专利技术的范围中。因此，本专利技术的范围仅参考所附权利要求的范围所限 定。现将参照附图，描述根据本专利技术的图案化基板的说明性实施例。图1A至1C是说明本专利技术的图案化基板的一个实施例。图1A为本发 明的图案化基板的一个实施例的立体图；图1B为沿着图1A的1B-1B'线所 截取的截面图；图1C为沿着图1A的1C-1C'线所截取的截面图。参照图1A，本专利技术用于制造发光元件的图案化基板ll，包括至少一 个平台区10，具有供外延生长的第一晶面方向，例如C-plane蓝宝石的(0001) 晶面方向；以及多个连续的凸部12，围绕该平台区10而彼此连接，以使该 平台区10与另一平台区10'隔离，该多个连续的凸部12的晶面方向系大致 上不包含该第一晶面方向。其中，该多个连续的凸部12的表面为平坦表面。如图1B及1C的截面图所示，图案化基板11主要具有可供外延膜生长 的平台区IO，外延膜主要沿着C-plane蓝宝石的(0001)晶面生长，在其它晶6面则几乎不会生长。此外，多个连续的凸部12，围绕该平台区10而彼此连 接，使图案化基板ll可供全反射的表面最大化，元件光提取效率显著地增 加。图2A至2E为说明本专利技术的图案化基板的另一实施例。图2A为本发 明的图案化基板的一实施例的立体图；图2B为沿着图2A的2B-2B，线所截 取的截面图；图2C为沿着图2A的2C-2C'线所截取的截面图；图2D为图 2A的俯视图；图2E为本专利技术的图案化基板的另一优选实施例的俯视图。参照图2A，本专利技术的用于制造发光元件的图案化基板21 包括至少 一个平台区20，具有外延生长的第一晶面方向，例如C-plane蓝宝石的(0001) 晶面方向；以及多个连续的凸部22，围绕该平台区20而彼此连接，以使该 平台区20与另一平台区20'隔离，该多个连续的凸部22的晶面方向大致上 不包含该第一晶面方向。其中，该多个连续的凸部22的表面为弯曲表面。如图2B及2C的截面图所示，图案化基板21主要具有可供外延膜生长 的平台区20，外延膜系主要沿着C-plane蓝宝石的(0001)晶面生长，在其它 晶面则几乎不会生长。此外，多个连续的凸部22，围绕该平台区20而彼此 连接，使图案化基板21的可供全反射表面最大化，元件光提取效率显著地 增加。其次，参照图2D与图2E，说明凸部面积增加的具体实施例。图2D为 图2A的俯视图，其中虚线三角形的各顶点位于相邻凸部的圆心位置，虚线 三角形所围成的单位面积为A，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造发光元件的基板，包括：　　　　至少一个平台区，具有供外延生长的第一晶面方向；以及　　　　多个连续的凸部，围绕所述平台区，以使平台区与另一平台区隔离，所述多个连续的凸部的晶面方向大致上不包含所述第一晶面方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：程志青，
申请(专利权)人：广镓光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]