半导体发光元件制造技术

本发明专利技术公开一种半导体发光元件，其包括一基板、一外延层以及一干涉薄膜。基板具有相对的第一表面以及第二表面。外延层配置于第一表面上。干涉薄膜配置于第二表面上。干涉薄膜由折射率相差至少0.7的多数层第一材质的薄膜以及多数层第二材质的薄膜相互交替堆叠而成。干涉薄膜的反射光谱具有至少一频通带。此至少一频通带允许一特定波长的入射光穿透，例如是中心波长介于532±10nm或1064±10nm之间的入射光，且反射率小于40％。本发明专利技术通过该基板上形成有干涉薄膜，可调变不同波段的穿透率及反射率，以使特定波长范围的激光光穿透此干涉薄膜，而不会被反射回去。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种半导体发光元件，且特别是涉及一种可让特定波长范围的激光光穿透的半导体发光元件。
技术介绍
发光二极管(Light-Emitting Diode, LED)主要是通过电能转化为光能的方式发光。发光二极管的主要的组成材料是半导体，其中含有带正电的空穴比率较高的称为P型半导体，含有带负电的电子比率较高的称为N型半导体。P型半导体与N型半导体相接处形成PN接面。在发光二极管的正极及负极两端施加电压时，电子将与空穴結合。电子与空穴结合后便以光的形式发出。 由于发光二极管具有寿命长、温度低、能源利用率高等优点，近年来发光二极管已广泛应用于背光模块、台灯、交通号志灯、车用煞车灯等。传统光源已逐渐被发光二极管所取代。请參照图1，其绘示现有ー种反射层的反射光谱的示意图。发光二极管的基板背面若形成一分散式布拉格反射层(Distributed bragg reflector, DBR)时，虽可增加基板正面的出光量，但由于反射层对于波长介于400 700nm之间的入射光为高反射波段(反射率大于90%以上)，而一般用来切割基板的激光光的波长约为532nm,势必会被反射层反射回去，因而无法以激光光进行基板切割制作エ艺，造成制作エ艺上的困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ー种半导体发光元件，其基板上形成有干渉薄膜，可调变不同波段的穿透率及反射率，以使特定波长范围的激光光穿透此干涉薄膜，而不会被反射回去。根据本专利技术的一方面，提出ー种半导体发光元件，其包括一基板、一外延层以及一干渉薄膜。基板具有相対的第一表面以及第二表面。外延层配置于第一表面上。干渉薄膜配置于第二表面上。干渉薄膜由折射率相差至少0. 7的多数层第一材质的薄膜以及多数层第二材质的薄膜相互交替堆叠而成。干渉薄膜的反射光谱具有至少ー频通带，允许一特定波长的入射光穿透。。为了对本专利技术的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下附图说明图I为现有ー种反射层的反射光谱的示意图；图2为本专利技术一实施例的半导体发光元件的剖面示意图；图3为本专利技术一实施例的干渉薄膜的反射光谱的示意图；图4为本专利技术一实施例的半导体发光元件的剖面示意图5为本专利技术一实施例的干渉薄膜的反射光谱的示意图。主要元件符号说明100,200 :半导体发光元件110、210:基板112、212 :第一表面114、214:第二表面120、220:外延层122、222 :第一半导体层 124、224 :活化层126、226 :第二半导体层130、230 :干涉薄膜130a、130b :建设性干涉薄膜132,232 :第一材质的薄膜134,234 :第二材质的薄膜236 :空间层(可为第一材质或第二材质)SB1、SB2、SB3、SB4 :止频带PB、PBl PB3 :频通带具体实施例方式本实施例的半导体发光元件，是在基板的表面上利用高折射率材料以及低折射率材料交替堆叠且成对配置的化合物来制作一干渉薄膜。化合物的材质可为氧化物(Oxide)、氮化物(Nitride)、碳化物(Carbide)及氟化物(Fluoride)等材质。这些化合物可通过物理气相沉积(Physical vapor deposition, PVD)法依序形成不同折射率以及不同光学厚度的膜层。各膜层的光学厚度与入射光的波长有夫，当各膜层的折射率与光学厚度的乘积等于入射光的波长的四分之ー时，因入射光与反射光的光程差恰好为入射光的波长的整数倍(nX，n = 1，2，3...)，则产生建设性干渉。此外，当各膜层的折射率与光学厚度的乘积等于入射光的波长的二分之ー时，因入射光与反射光的光程差恰好为入射光的半波长的奇数倍((2n-l)入/2，n = 1，2，3...)，则产生破坏性干渉。由此可知，干渉薄膜可通过上述的干渉原理及材质特性，来改变入射光的传递特性，包括光的透射、反射、吸收、散射、偏振及相位改变。故，本实施例经由适当设计可以调变不同波段的穿透率及反射率，以使特定波长范围的激光光可穿透半导体发光元件。举例来说，干渉薄膜可允许中心波长介于532± IOnm之间的入射光穿透，且反射率小于40%，并禁止特定波长以外的入射光穿透，且反射率大于90%。当入射光为同调性高且高能量的532nm或1064nm固态激光时，入射光可穿透干涉薄膜，用来切割发光二极管的基板，例如是蓝宝石基板、碳化硅基板或硅基板等。以下是提出各种实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本专利技术欲保护的范围。第一实施例请參照图2，其绘示依照一实施例的半导体发光元件的剖面示意图。半导体发光元件100包括一基板110、一外延层120以及ー干涉薄膜130。基板110具有相対的第一表面112以及第二表面114。外延层120配置于第一表面112上。外延层120依序包括第一半导体层122、活化层124以及第二半导体层126。当施加电压于第一半导体层122与第二半导体层126吋，活化层124中的电子将与空穴结合，再以光的形式发出。此外，干渉薄膜130配置于第二表面114上。干渉薄膜130由折射率相差至少0. 7的多数层第一材质的薄膜132以及多数层第二材质的薄膜134相互交替堆叠而成。干渉薄膜130的总层数至少大于7层。层数越高，光穿透率或光反射率的效果越明显。在本实施例中，第一材质例如为ニ氧化钛，其折射率为2. 5。第二材质例如为ニ氧化硅，其折射率为1.47。干渉薄膜130位于基板110与空气之间，其结构式表示为基板/ (HlLl) mHl (H2L2) mH2/ 空气 其中，各膜层的光学厚度与入射光的波长的关系如下Hl :表示第一材质的薄膜132的光学厚度(为入射光的中心波长450nm的四分之一)LI :表示第二材质的薄膜134的光学厚度(为入射光的中心波长450nm的四分之一)H2 :表示第一材质的薄膜132的光学厚度(为入射光的中心波长644nm的四分之一)L2 :表示第二材质的薄膜134的光学厚度(为入射光的中心波长644nm的四分之一)m :表示层数详细而言，当第一材质的薄膜132的折射率与光学厚度的乘积等于中心波长450nm的四分之ー时,可推算出第一材质的薄膜132的光学厚度约为45nm ;同样，当第二材质的薄膜134的折射率与光学厚度的乘积等于中心波长450nm的四分之ー时，可推算出第ニ材质的薄膜134的光学厚度约为76. 5nm。此外，当第一材质的薄膜132的折射率与光学厚度的乘积等于入射光的中心波长644nm的四分之ー时，可推算出第一材质的薄膜132的光学厚度约为64. 4nm ;同样，当第二材质的薄膜134的折射率与光学厚度的乘积等于入射光的中心波长644nm的四分之ー时,可推算出第二材质的薄膜134的光学厚度约为109. 5nm。请參照图2，在上述的干渉薄膜130的结构式中，(HlLl)mHl为第一建设性干渉薄膜130a，各膜层的光学厚度为中心波长450nm的四分之一，而第一建设性干渉薄膜130a的总层数至少大于7。此外，(H2L2)mH2为第二建设性干渉薄膜130b，各膜层的光学厚度为中心波长644nm的四分之一，而第二建设性干渉薄膜130b的总层数至少大于7。请參照图3，其绘示依照一实施例的干渉薄膜的反射光谱的示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体发光元件，包括：基板，具有相对的第一表面以及第二表面；外延层，配置于该第一表面上；以及干涉薄膜，配置于该第二表面上，该干涉薄膜由折射率相差至少0.7的多层第一材质的薄膜以及多层第二材质的薄膜相互交替堆叠而成，该干涉薄膜的反射光谱具有至少一频通带，允许一特定波长的入射光穿透。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：傅思维，
申请(专利权)人：隆达电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：