图案化基板及发光二极管结构制造技术

本发明专利技术公开了一种图案化基板及发光二极管结构，该图案化基板包括一基板及多个突出体。多个突出体是位于基板上，突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米。当每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0时，每两个相邻突出体的两底部之间为互相连接。本发明专利技术的发光二极管结构为应用该图案化基板制造而成的水平式发光二极管结构及垂直式发光二极管结构。本发明专利技术可以使发光二极管产生更好的发光效能。

【技术实现步骤摘要】
图案化基板及发光二极管结构
本专利技术涉及一种基板及发光二极管结构，尤其是指一种图案化基板及使用该图案化基板所制造而成的发光二极管结构。
技术介绍
发光二极管(LightEmittingDiode,LED)是由半导体材料所制成的发光元件，发光二极管元件具有两个电极端子，在端子间施加电压，通入极小的电流，经由电子与空穴的结合可将剩余能量以光的形式激发释出，此即为发光二极管的基本发光原理。发光二极管不同于一般白炽灯泡，发光二极管是属于冷发光，具有耗电量低、元件寿命长、无须暖灯时间及反应速度快等优点，再加上其体积小以及适合量产，容易配合应用上的需求而制成极小或阵列式的元件。并且近年来发光二极管在发光亮度上有显著的突破，使得发光二极管的应用范围更加广泛，目前发光二极管已普遍使用于资讯、通讯及消费性电子产品的指示或显示装置上，而成为新一代的发光元件。传统公知的发光二极管其上层表面是平面状，且与其相对应的基板为相互平行的平面。如此，当发光时部分光线会穿透上层表面而出射于元件的外部，另一部分的光线则会因光线出射的角度大于临界角而发生全反射。发生全反射的光线，由于发光二极管的表面及基板是为相互平行的平面，致使全反射的光线永远无法出射至外部，不但光线的出射效率差，同时，全反射的光线在发光二极管内部产生热能，使得发光二极管整体温度升高，而不利于产品的可靠度要求。因此现行的解决方案为使用一种图案化蓝宝石基板(PatternedSapphireSubstrate,PSS)，并于图案化蓝宝石基板上进行外延以形成发光二极管。由于，图案化蓝宝石基板上的图案可增加光线散射的功用，将有利光线由发光二极管的内部传导出来，以增加光线的输出，并且提高发光二极管的整体亮度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种图案化基板及使用该图案化基板所制造而成的发光二极管结构，由于基板上突出物体之间具有空孔的因素，将可增加光线的散射，使得光线能充分地从发光二极管的内部发射出来，以使发光二极管产生更好的发光效能。本专利技术提供一种图案化基板，包括一基板及多个突出体。多个突出体是位于基板上，突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米。当每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0时，每两个相邻突出体的两底部之间为互相连接。本专利技术另外提供一种发光二极管结构，包括一基板、多个突出体、一第一半导体层、一发光层、一第二半导体层、一第一电极及一第二电极。多个突出体位于基板上，突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米，且每两个相邻突出体之间具有一空孔。当每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0时，每两个相邻突出体的两底部之间为互相连接。第一半导体层设置于基板上，且第一半导体层覆盖多个突出体，发光层设置于部分第一半导体层，第二半导体层设置于发光层上。第一电极设置于未覆盖有发光层的第一半导体层上，第二电极设置于第二半导体层上。本专利技术再提供一种发光二极管结构，包括一基板、多个突出体、一第一半导体层、一发光层、一第二半导体层及一第一电极。多个突出体位于基板上，突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米，且每两个相邻突出体之间具有一空孔。第一半导体层设置于基板上，且第一半导体层覆盖多个突出体，发光层设置于第一半导体层上，第二半导体层设置于发光层上，第一电极设置于第二半导体层上。当每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0时，每两个相邻突出体的两底部之间为互相连接。本专利技术的有益效果在于，综上所述，本专利技术所制成的水平式发光二极管可保留空孔，并可以减少缺陷的发生，且由于基板上具有空孔，将有利于光线从发光二极管结构的内部散射出来，以增加光线的输出，进而提高发光二极管的亮度。另外，通过本专利技术的图案化基板所制成的垂直式发光二极管结构，由于空孔可成为化学药剂的通道，便于基板与发光二极管结构使用化学剥离法剥离，取代公知较为昂贵的激光剥离，将具有成本上的优势。为使能更进一步了解本专利技术的特征及
技术实现思路
，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制。附图说明图1为本专利技术的图案化基板的剖面示意图。图2为本专利技术的图案化基板的突出体底角连接底角的俯视示意图。图3为本专利技术的图案化基板的突出体底角连接底边的俯视示意图。图4为本专利技术的图案化基板的突出体矩阵排列的俯视示意图。图5为本专利技术的图案化基板的突出体交错排列的俯视示意图。图6为本专利技术的图案化基板的突出体底边连接底边的立体示意图。图7为本专利技术的水平式发光二极管的剖面示意图。图8为本专利技术的垂直式发光二极管结构基板剥离前的剖面示意图。图9为本专利技术的垂直式发光二极管的成品剖面示意图。其中，附图标记说明如下：顶面直径D1顶面之间距离D2基板1突出体2,2a,2b,2c顶面21底部22底边23底角24空孔3第一半导体层4发光层5第二半导体层6接触层7第一电极8第二电极9具体实施方式请参考图1所示，本专利技术提供一种图案化基板，其包括一基板1及多个突出体2。所述突出体2是位于基板1上，每一个突出体2皆具有一顶面21及一底部22。突出体2的上端形成平台的顶面21，该顶面21可为圆形、三角形、多边形、菱形或弧形等，然而，该顶面21的形状并不加以限定。突出体2以底部22与基板1相接，每两个相邻突出体2的两底部22之间最短的距离为0至0.2微米(μm)。然而，当每两个相邻突出体2的两底部22之间最短的距离为0时，每两个相邻突出体2的两底部22之间是为互相连接。其中图案化基板可为蓝宝石(Sapphire)基板、硅基板或碳化硅(SiC)基板，然而图案化基板的材质并不加以限定。其中，突出体2的顶面直径D1与顶面之间距离D2的比值D1/D2介于1/5至5之间。顶面之间距离D2小于等于(≦)10微米(μm)，较佳实施例是介于0.3至2.5微米(μm)之间。形成突出体2的方式，可使用干蚀刻定义出突出体2，或是可使用湿蚀刻成形突出体2，亦或是可使用干蚀刻结合湿蚀刻来形成突出体2，然而形成突出体2的方式并不加以限定。在本专利技术中与公知的图案化基板的工艺差异在于，本专利技术改变湿蚀刻的条件，如蚀刻药剂调配的比例与调整反应时间，而通过湿蚀刻使得突出体2的底部22达成相连或相邻的型态。除此之外，突出体2之间由于是相连或相邻的型态，因此形成的不是易于外延的C面（c-plane），如此一来，在突出体2之间比较不会产生外延，且当外延成长进行时，可调整外延参数，使得外延从C面（c-plane）的顶面21开始生长，突出体2之间会因为外延成长较少而形成空孔，空孔因而得以保留。因此，使用本专利技术的图案化基板所形成的水平式发光二极管，水平式发光二极管会保留所述空孔，得以通过所述空孔提升光萃取率(lightextractionefficiency)。更进一步地说，由于空孔内部为空气，当水平式发光二极管发出光线之后，光线到达与空孔交界之处，由于折射率的不同，光线会产生反射的效果，故可使得原先射向基板方向的光线会改变其方向，朝向外部射出，如此即可增加光线的强度，得到更好的发光效果。另外，由于外延比较不会在非C面（c-plane）的突出体2之间生长，因此可避本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图案化基板，其特征在于，包括：一基板；以及多个突出体，所述多个突出体位于该基板上，每一个突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米。

【技术特征摘要】
2012.04.27 TW 1011152381.一种图案化基板，其特征在于，包括：一基板；以及多个突出体，所述多个突出体位于该基板上，每一个突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米，每两个相邻突出体之间之区域具有因外延成长较少形成的空孔，每一个突出体为多角锥状体，该顶面为水平的平面，该底部具有多个底角及多个底边，每一个突出体以所述多个底角分别连接或邻近于相邻的突出体所对应的底角或所对应的底边，或者，每一个突出体为圆锥状体，该顶面为水平的平面，该底部具有一圆弧形底边，每一个突出体以该底边连接或邻近于相邻的突出体的该底边，而组合排列成矩阵的型态或交错的型态。2.如权利要求1所述的图案化基板，其特征在于，上述每两个相邻突出体的两底部之间的距离为0，上述每两个相邻突出体的两底部互相连接。3.如权利要求1所述的图案化基板，其特征在于，该图案化基板为蓝宝石基板、硅基板及碳化硅基板之中的其中一种。4.如权利要求1所述的图案化基板，其特征在于，该顶面直径与每2个顶面之间距离的比值介于1/5至5之间。5.如权利要求1所述的图案化基板，其特征在于，每2个顶面之间的距离小于等于10微米。6.如权利要求1所述的图案化基板，其特征在于，每2个顶面之间的距离为介于0.3至2.5微米之间。7.一种发光二极管结构，其特征在于，包括：一基板；多个突出体，所述多个突出体位于该基板上，每一个突出体具有一顶面及一底部，每两个相邻突出体的两底部之间最短的距离为0至0.2微米，且每两个相邻突出体之间具有因外延成长较少形成的空孔，每一个突出体为多角锥状体，该顶面为水平的平面，该底部具有多个底角及多个底边，每一个突出体以所述多个底角分别连接或邻近于相邻的突出体所对应的底角或所对应的底边，或者，每一个突出体为圆锥状体，该顶面为水平的平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：林博文，许世杰，彭俊彦，徐文庆，
申请(专利权)人：兆远科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：