发明名称 发光二极体及其制造方法
摘要 一种发光二极体(Light Emitting Diode;LED)及其制造方法。本发明之发光二极体至少包括由下往上堆叠之第一电性半导体层、主动层、以及第二电性半导体层等,其中至少主动层与第二电性半导体层具有不规则形状之侧边及/或至少一凹槽,藉以提高光射出至发光二极体外之效率。
申请公布号 TWI291240 申请公布日期 2007.12.11
申请号 TW092119183 申请日期 2003.07.14
申请人 晶元光电股份有限公司 发明人 杜全成;黄宝亿;吴仁钊
分类号 H01L33/00(2006.01) 主分类号 H01L33/00(2006.01)
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种发光二极体(Light Emitting Diode;LED),至少包括: 一第一电性半导体层; 一主动层,位于该第一电性半导体层上;以及 一第二电性半导体层,位于该主动层上,其中至少 该主动层与该第二电性半导体层之至少一侧边为 不规则形状,藉以降低自该主动层射出之光被反射 之机率,而使得自该主动层射出之光能穿越该至少 一侧边并射出至该发光二极体外。 2.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中该 第一电性半导体层之材质为氮化镓。 3.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中该 主动层之材质为氮化铟镓。 4.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中该 第二电性半导体层之材质为氮化镓。 5.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中该 至少一侧边之形状系选自于由三角形、半圆形、 以及抛物线形所组成之一族群。 6.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中该 至少一侧边之一变形尺寸大于该发光二极体之一 发光波长。 7.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中自 该主动层射出之光射至该至少一侧边之一入射角 小于该至少一侧边之一反射临界角。 8.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中至 少该主动层与该第二电性半导体层中更具有至少 一凹槽,自该第二电性半导体层之一上表面贯穿至 该主动层之一下表面,藉以提高自该主动层射出之 光射出至该发光二极体外之效率。 9.如申请专利范围第8项所述之发光二极体,其中更 包括一基板,位于该第一电性半导体层下方,且该 至少一凹槽进一步贯穿至该基板之一上表面。 10.如申请专利范围第1项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边系以反应离子蚀刻(Reactive Ion Etching; RIE)来形成。 11.一种发光二极体,至少包括: 一第一电性半导体层; 一主动层,位于该第一电性半导体层上;以及 一第二电性半导体层,位于该主动层上,其中至少 该主动层与该第二电性半导体层中具有至少一凹 槽,自该第二电性半导体层之一上表面贯穿至该主 动层之一下表面,藉以提高自该主动层射出之光射 出至该发光二极体外之效率。 12.如申请专利范围第11项所述之发光二极体,其中 更包括一基板,位于该第一电性半导体层下方,且 该至少一凹槽进一步贯穿至该基板之一上表面。 13.如申请专利范围第11项所述之发光二极体,其中 该第一电性半导体层之材质为氮化镓。 14.如申请专利范围第11项所述之发光二极体,其中 该主动层之材质为氮化铟镓。 15.如申请专利范围第11项所述之发光二极体,其中 该第二电性半导体层之材质为氮化镓。 16.如申请专利范围第11项所述之发光二极体,其中 至少该主动层与该第二电性半导体层之至少一侧 边为不规则形状,藉以降低自该主动层射出之光被 反射之机率,而使得自该主动层射出之光能穿越该 至少一侧边并射出至该发光二极体外。 17.如申请专利范围第16项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边之形状系选自于由三角形、半圆形 、以及抛物线形所组成之一族群。 18.如申请专利范围第16项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边之一变形尺寸大于该发光二极体之 一发光波长。 19.如申请专利范围第16项所述之发光二极体,其中 自该主动层射出之光射至该至少一侧边之一入射 角小于该至少一侧边之一反射临界角。 20.如申请专利范围第16项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边系以反应离子蚀刻来形成。 21.一种发光二极体,至少包括: 一第一电性半导体层; 一主动层,位于该第一电性半导体层上;以及 一第二电性半导体层,位于该主动层上,其中至少 该主动层与该第二电性半导体层之至少一侧边为 不规则形状,藉以降低自该主动层射出之光被反射 之机率,而使得自该主动层射出之光能穿越该至少 一侧边并射出至该发光二极体外,且至少该主动层 与该第二电性半导体层中具有至少一凹槽,自该第 二电性半导体层之一上表面贯穿至该主动层之一 下表面,藉以提高自该主动层射出之光射出至该发 光二极体外之效率。 22.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 更包括一基板,位于该第一电性半导体层下方,且 该至少一凹槽进一步贯穿至该基板之一上表面。 23.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 该第一电性半导体层之材质为氮化镓。 24.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 该主动层之材质为氮化铟镓。 25.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 该第二电性半导体层之材质为氮化镓。 26.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边之形状系选自于由三角形、半圆形 、以及抛物线形所组成之一族群。 27.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边之一变形尺寸大于该发光二极体之 一发光波长。 28.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 自该主动层射出之光射至该至少一侧边之一入射 角小于该至少一侧边之一反射临界角。 29.如申请专利范围第21项所述之发光二极体,其中 该至少一侧边系以反应离子蚀刻来形成。 30.一种发光二极体之制造方法,至少包括: 提供一第一电性半导体层; 形成一主动层于该第一电性半导体层上;以及 形成一第二电性半导体层于该主动层上,其中至少 该主动层与该第二电性半导体层之至少一侧边为 不规则形状,藉以降低自该主动层射出之光被反射 之机率,而使得自该主动层射出之光能穿越该至少 一侧边并射出至该发光二极体外。 31.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中该第一电性半导体层之材质为氮化镓 。 32.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中该主动层之材质为氮化铟镓。 33.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中该第二电性半导体层之材质为氮化镓 。 34.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边之形状系选自于由三角 形、半圆形、以及抛物线形所组成之一族群。 35.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边之一变形尺寸大于该发 光二极体之一发光波长。 36.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中自该主动层射出之光射至该至少一侧 边之一入射角小于该至少一侧边之一反射临界角 。 37.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中至少该主动层与该第二电性半导体层 中更具有至少一凹槽,自该第二电性半导体层之一 上表面贯穿至该主动层之一下表面,藉以提高自该 主动层射出之光射出至该发光二极体外之效率。 38.如申请专利范围第37项所述之发光二极体之制 造方法,其中提供该第一电性半导体层之前更包括 提供一基板,且该第一电性半导体层位于该基板上 ,而该至少一凹槽进一步贯穿至该基板之一上表面 。 39.如申请专利范围第30项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边系以反应离子蚀刻来形 成。 40.一种发光二极体之制造方法,至少包括: 提供一第一电性半导体层; 形成一主动层于该第一电性半导体层上;以及 形成一第二电性半导体层于该主动层上,其中至少 该主动层与该第二电性半导体层中具有至少一凹 槽,自该第二电性半导体层之一上表面贯穿至该主 动层之一下表面,藉以提高自该主动层射出之光射 出至该发光二极体外之效率。 41.如申请专利范围第40项所述之发光二极体之制 造方法,其中提供该第一电性半导体层之前更包括 提供一基板,且该第一电性半导体层位于该基板上 ,而该至少一凹槽进一步贯穿至该基板之一上表面 。 42.如申请专利范围第40项所述之发光二极体之制 造方法,其中该第一电性半导体层之材质为氮化镓 。 43.如申请专利范围第40项所述之发光二极体之制 造方法,其中该主动层之材质为氮化铟镓。 44.如申请专利范围第40项所述之发光二极体之制 造方法,其中该第二电性半导体层之材质为氮化镓 。 45.如申请专利范围第40项所述之发光二极体之制 造方法,其中至少该主动层与该第二电性半导体层 之至少一侧边为不规则形状,藉以降低自该主动层 射出之光被反射之机率,而使得自该主动层射出之 光能穿越该至少一侧边并射出至该发光二极体外 。 46.如申请专利范围第45项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边之形状系选自于由三角 形、半圆形、以及抛物线形所组成之一族群。 47.如申请专利范围第45项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边之一变形尺寸大于该发 光二极体之一发光波长。 48.如申请专利范围第45项所述之发光二极体之制 造方法,其中自该主动层射出之光射至该至少一侧 边之一入射角小于该至少一侧边之一反射临界角 。 49.如申请专利范围第40项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边系以反应离子蚀刻来形 成。 50.一种发光二极体之制造方法,至少包括: 提供一第一电性半导体层; 形成一主动层于该第一电性半导体层上;以及 形成一第二电性半导体层于该主动层上,其中至少 该主动层与该第二电性半导体层之至少一侧边为 不规则形状,藉以降低自该主动层射出之光被反射 之机率,而使得自该主动层射出之光能穿越该至少 一侧边并射出至该发光二极体外,且至少该主动层 与该第二电性半导体层中具有至少一凹槽,自该第 二电性半导体层之一上表面贯穿至该主动层之一 下表面,藉以提高自该主动层射出之光射出至该发 光二极体外之效率。 51.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中提供该第一电性半导体层之前更包括 提供一基板,且该第一电性半导体层位于该基板上 ,而该至少一凹槽进一步贯穿至该基板之一上表面 。 52.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中该第一电性半导体层之材质为氮化镓 。 53.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中该主动层之材质为氮化铟镓。 54.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中该第二电性半导体层之材质为氮化镓 。 55.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边之形状系选自于由三角 形、半圆形、以及抛物线形所组成之一族群。 56.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边之一变形尺寸大于该发 光二极体之一发光波长。 57.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中自该主动层射出之光射至该至少一侧 边之一入射角小于该至少一侧边之一反射临界角 。 58.如申请专利范围第50项所述之发光二极体之制 造方法,其中该至少一侧边系以反应离子蚀刻来形 成。 图式简单说明: 第1A图系绘示习知发光二极体之上视示意图。 第1B图系绘示习知发光二极体之侧视示意图。 第2A图系绘示依照本发明一较佳实施例之发光二 极体之上视示意图。 第2B图系绘示依照本发明一较佳实施例之发光二 极体之侧视示意图。 第3A图系绘示依照本发明另一较佳实施例之发光 二极体之上视示意图。 第3B图系绘示第3A图中沿着a-a'剖面所形成的剖面 示意图。 第4图系绘示依照本发明再一较佳实施例之发光二 极体之上视示意图。
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