发明名称 发光元件及其制作
摘要 一种高亮度的发光元件及其制作方法,其利用一复合透明导电薄膜做为透明电极,可增加发光元件的发光效率。上述复合透明导电薄膜不需使用p型GaAs,即可与p型(AlvxGa1-x)0.5In0.5P(0.5≦x≦l)、(AlvxGa1-x)As(0.4≦x<l)或GaP等半导体形成低的接触电阻。其架构主要包括:一n型GaAs基板;异质结构,形成于上述n型GaAs基板上,依序包括n型A10.5In0.5P被覆层、AlGaInP/GaInP量子井发光活性层及p型Al0.5In0.5P被覆层;一半导体氧化物薄膜,形成于上述异质结构上;一透明导电薄膜,形成于上述半导体氧化物薄膜上;一正面金属电极,形成于上述透明导电薄膜之上;一背面金属电极,形成于上述n型GaAs基板的另一面,且与上述n型GaAs基板形成欧姆接触。上述半导体氧化物薄膜与透明导电薄膜结合形成复合透明电极,透明导电薄膜可为导电性氧化物或氮化物,而半导体氧化物为过渡元素之氧化物。
申请公布号 TW444358 申请公布日期 2001.07.01
申请号 TW089100791 申请日期 2000.01.19
申请人 财团法人工业技术研究院 发明人 何晋国;陈泽润;郑振雄;游原振;锺长祥;陈权威;邱建嘉
分类号 H01L21/8252 主分类号 H01L21/8252
代理机构 代理人
主权项 1.一种发光元件,包括:一n型GaAs基板;异质结构,形成于上述n型GaAs基板上,依序包括n型(Al0.5In0.5)P被覆层、AlGaInp/GaInP量子井发光活性层及P型(Al0.5In0.5)P被覆层;一半导体氧化物薄膜,形成于上述异质结构上;一透明导电薄膜,形成于上述半导体氧化物薄膜上,藉以与上述半导体氧化物薄膜结合形成复合透明电极;一正面金属电极,形成于上述透明导电薄膜之上;一背面金属电极,形成于上述n型GaAs基板的另一面,且与上述n型GaAs基板形成欧姆接触。2.如申请专利范围第1项之发光元件,更包括一窗户层,形成于上述异质结构与上述半导体氧化物薄膜之间。3.如申请专利范围第1项之发光元件,其中,上述n型被覆层及p型被覆层的材料为(AlxGa1-x)0.5In0.5P(0.5≦x≦1)。4.如申请专利范围第1项、第2项或第3项之发光元件,其中,在上述半导体氧化物薄膜的上面形成有接触窗。5.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,上述半导体氧化物薄膜为一过渡金属氧化物。6.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,上述透明导电薄膜为一透明导电氧化物或氮化物。7.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,上述之半导体氧化物薄膜为p型半导体氧化物。8.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,上述半导体氧化物薄膜可为复数层氧化物,或是为复数种氧化物之混合膜层或复数种氧化物所形成的固溶体。9.如申请专利范围第2项之发光元件,其中,上述p型窗户层的材料为GaP或(AlxGa1-x)As(0.4≦x<1)。10.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,在上述半导体氧化物薄膜及透明导电薄膜的上面形成有接触窗。11.如申请专利范围第5项之发光元件,其中,上述过渡金属元素之氧化物为含有MnO、FeO、CoO、Co3O4.NiO、PdO、MoO2.Fe2O3.Cr2O3.CrO2.Rh2O3等其中任一种氧化物之组合体。12.如申请专利范围第6项之发光元件,其中,上述透明导电氧化物为含有ITO、SnO2.In2O3.ZnO、Tl2O3.CdO、In4Sn3Ol2.ZnSnO3.SnZn2O4.Zn2In2O5.ZnGa2O4.SnZn2O4.CdSb2O6.GaInO3.MgInO4.Zn2In2O5.AgInO2.Min2O4(M=Mg、Ca、Sr、Ba)等其中任一种氧化物之组合体。13.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,上述正面金属电极为单一金属层、多层金属层或是合金层。14.如申请专利范围第1项或第2项之发光元件,其中,上述正面金属电极可为含有Al、Au、Pt、Cr/Au、Ti/Pt/Au、或10%Ti-W等金属之组合体。15.如申请专利范围第7项之发光元件,其中,上述p型半导体氧化物为CuAlO2.SrCu2O2.ZnO。16.如申请专利范围第9项之发光元件,其中,上述复数层半导体氧化物,可为NiO/CoO或NiO/LixNi1-xO。17.如申请专利范围第8项之发光元件,其中,上述复数种半导体氧化物所形成的固溶体为NixCo1-xO、NixMn1-xO、NixFe1-xO、CoxFe1-xO、CoxMn1-xO或FexMn1-xO(0<x<1)。18.如申请专利范围第11项之发光元件,其中,上述半导体氧化物薄膜中添加有硷金属或是第五族元素。19.如申请专利范围第15项之发光元件,其中,上述半导体氧化物薄膜中添加有硷金属或是第五族元素。20.如申请专利范围第6项之发光元件,其中,上述透明导电氮化物为TMN、TMAlN、TMGaN或TMInN,其中TM为过渡金属元素。21.如申请专利范围第20项之发光元件,其中,上述透明导电氮化物为TiN、ZrN、TiAlN、ZrAlN、TiGaN、ZrGaN、TiInN或ZrInN。22.一种发光元件的制作方法,包括下列步骤:(i)首先,在n型基板上制作发光二极体之磊晶层,其结构包括n型被覆层、发光活性层、p型被覆层。(ii)然后,在上述n型基板背面制作欧姆接触,以形成其背面电极;(iii)在上述磊晶层p面上依序制作一复合透明电极;(iv)接下来,在上述复合透明电极表面制作金属电极,供线路接合;(v)最后,再将其切成晶粒。23.如申请专利范围第22项的制作方法,其中,上述步骤(ii)延后至步骤(iii)与步骤(iv)间进行。24.如申请专利范围第22项的制作方法,其中,上述步骤(ii)延后至步骤(iv)之后进行。25.如申请专利范围第22项的制作方法,其中,上述步骤(i)中的磊晶层更包括有一窗户层,形成于p型被覆层上方。26.如申请专利范围第22项、第23项、第24项或第25项的制作方法,其中,上述复合透明电极系由半导体氧化物薄膜及透明导电薄膜所构成,同时上述半导体氧化物薄膜系形成于上述异质结构上,而上述透明导电薄膜则是形成于上述半导体氧化物薄膜上。27.如申请专利范围第26项的制作方法,其中,在上述半导体氧化物薄膜与透明导电薄膜的上方形成有接触窗。28.如申请专利范围第26项的制作方法,其中,在上述半导体氧化物薄膜的上方形成有接触窗。29.如申请专利范围第26项的制作方法,其中,上述半导体氧化物薄膜为一过渡金属元素之氧化物。30.如申请专利范围第26项之制作方法,其中,上述透明导电薄膜为一透明导电氧化物或氮化物。31.如申请专利范围第26项之制作方法,其中,上述之半导体氧化物薄膜为p型半导体氧化物。32.如申请专利范围第26项之制作方法,其中,上述半导体氧化物薄膜可为复数层过渡金属元素之氧化物,或是为复数种氧化物之混合膜层或复数种氧化物所形成的固溶体。33.如申请专利范围第29项之制作方法,其中,上述过渡金属元素氧化物为含有MnO、FeO、CoO、Co3O4.NiO、PdO、MoO2.Fe2O3.Cr2O3.CrO2.Rh2O3等其中任一种氧化物之组合体。34.如申请专利范围第30项的制作方法,其中,上述透明导电氧化物为含有ITO、SnO2.In2O3.ZnO、Tl2O3.CdO、In4Sn3Ol2.ZnSnO3.SnZn2O4.Zn2In2O5.ZnGa2O4.SnZN2O4.CdSb2O6.GaInO3.MgInO4.Zn2In2O5.AgInO2.MIn2O4(M=Mg、Ca、Sr、Ba)等其中任一种氧化物之组合体。35.如申请专利范围第31项之制作方法,其中,在上述半导体氧化物薄膜中添加有硷金属或是第五族元素。36.如申请专利范围第33项之制作方法,其中,在上述半导体氧化物薄膜中添加有硷金属或是第五族元素。37.如申请专利范围第30项之制作方法,其中,上述透明导电氮化物为TMN、TMAlN、TMGaN或TMInN,其中TM为过渡金属元素。38.申请专利范围第37项的制作方法,其中,上述透明导电氮化物为TiN、ZrN、TiAlN、ZrAlN、TiGaN、ZrGaN、TiInN或ZrInN。图式简单说明:第一图系绘示一习知的发光二极体的架构的截面图。第二图系绘示根据本发明之一实施例的发光二极体的架构的截面图。第三图系绘示使用于本发明之发光二极体中的LixNi(1-x)O/ITO透明导电膜的光穿透率之图式。第四图系绘示本发明之发光二极体及习知发光二极体的表面发光强度分布图。第五图系绘示根据本发明之另一实施例的发光二极体的架构的截面图。第六图系绘示根据本发明之又一实施例的发光二极体的架构的截面图第七图系绘示根据本发明之再一实施例的发光二极体的架构的截面图。第八图系绘示根据本发明之再一实施例的发光二极体的架构的截面图。
地址 新竹县竹东镇中兴路四段一九五号
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