專利名稱：具有微反射結構載體的發光元件的制作方法
技術領域：
本發明關于一種發光元件，尤其關于一種具有微反射結構載體的發光元件。
背景技術：
發光元件的應用頗為廣泛，例如，可應用于光學顯示裝置、激光二極管、交通標志、數據儲存裝置、通訊裝置、照明裝置、以及醫療裝置。在此技藝中，目前技術人員重要課題之一為如何提高發光元件的發光效率。
于美國專利公開第2002/0017652號中，公開一種具有埋藏式微反射結構AlGalnP發光元件，如圖1所示，其利用蝕刻技術，將一發光元件的外延生長層(磊晶層)蝕刻成一微反射結構，該微反射結構包含半圓球形、金字塔形或角錐形等，接著沉積一金屬反射層于該外延生長層上，再將微反射結構外延生長層的頂端與一導電載體(硅晶片)鍵結在一起，再移除原先外延生長層的不透明基板，使得射向該不透明基板的光線可以射出。該微反射結構可將射向反射結構的光線經由反射帶出，以提高發光元件的亮度。由于該發光元件僅靠反射結構的頂端與該載體局部相接合，接觸面積較小，此結構的機械強度不夠強，易造成接合面剝離。
另外，對外延生長層進行蝕刻形成該微反射結構，因此該外延生長層必須成長到足夠的厚度，否則蝕刻形成的微反射結構，無法達成光反射的功能，但是厚外延生長層成長需花費較長的時間，不僅耗時，成本也相對提高。
發明內容
本發明的主要目的在于提供一種具有微反射結構載體的發光元件，該發光元件具有一微反射結構載體，該微反射結構載體是利用蝕刻技術，將一載體蝕刻成具有微反射結構的載體，該微反射結構包含半圓球形、金字塔形或角錐形，再于該載體上形成一反射層，再利用一透明粘接層與一發光疊層粘接在一起；其中不需耗時進行外延生長程序，僅利用一載體便可達到足夠的厚度來形成該特定幾何圖案，因此可達到降低成本，提升亮度的目的。
本發明的另一目的在于提供一種具有微反射結構載體的發光元件，其利用該透明粘接層與發光疊層各面緊密接合，如此可以提升其機械強度，避免接合面剝離，簡化制程，增加信賴度。
依本發明一優選實施例一種具有微反射結構載體的發光元件，包含一具有微反射結構載體、形成于該具有微反射結構載體上的一反射層、形成于該反射層上的一第一反應層、形成于該第一反應層上的一透明粘結層、形成于該透明粘結層上的一第二反應層、形成于該第二反應層上的一透明導電層，其中，該透明導電層的上表面包含一第一表面區域與一第二表面區域、形成于該第一表面區域上的一第一接觸層、形成于該第一接觸層上的一第一束縛層、形成于該第一束縛層上的一發光層、形成于該發光層上的一第二束縛層、形成于該第二束縛層上的一第二接觸層、形成于該第二表面區域上的一第一接線電極、以及形成于該第二接觸層上的一第二接線電極。
前述的微反射結構包含選自半圓球形、金字塔形或角錐形所構成形狀中的至少一種形狀；前述微反射結構載體，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所構成材料組群中的至少一種材料；前述的透明氧化導電層包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構成材料組群中的至少一種材料；前述的反射層包含選自In、Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ge、Ag、Ti、Pb、Pd、Cu、AuBe、AuGe、Ni、Cr、PbSn或AuZn所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一束縛層，包含選自AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述發光層，包含選自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層，包含選自AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述透明粘結層包含選自于聚酰亞胺(Pl)、苯并環丁烷(BCB)或過氟環丁烷(PFCB)所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一反應層包含選自于SiNX、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二反應層包含選自于SiNX、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料。
圖1為一示意圖，顯示一現有技藝的埋藏式微反射器AlGaInP發光元件；圖2為一示意圖，顯示依本發明一優選實施例的一種具有微反射結構載體的發光元件；圖3為一示意圖，顯示依本發明另一優選實施例的一種具有微反射結構載體的發光元件；以及圖4為一示意圖，顯示依本發明又一優選實施例的一種具有微反射結構載體的發光元件。
附圖中的附圖標記說明如下1發光元件10微反射結構載體11反射層 100第一反應層101透明粘結層102第二反應層12透明導電層 13第一接觸層14第一束縛層 15發光層16第二束縛層 17第二接觸層18第一接線電極 19第二接線電極2發光元件20微反射結構載體21反射層 200第一反應層201透明粘結層202第二反應層203透明載體 22透明導電層23第一接觸層 24第一束縛層25發光層 26第二束縛層27第二接觸層 28第一接線電極29第二接線電極 3發光元件30微反射結構載體 31反射層
300第一反應層301透明導電粘結層302第二反應層32透明導電層33第一接觸層 34第一束縛層35發光層 36第二束縛層37第二接觸層 38第一接線電極39第二接線電極具體實施方式
本發明人于思考如何解決前述的問題時，認為若利用一種具有微反射結構載體的發光元件，該發光元件具有一微反射結構載體，該微反射結構載體是利用蝕刻技術，將一載體蝕刻成具有微反射結構的載體，再于該載體上形成一反射層，再利用一透明粘接層與一發光疊層粘接在一起。由于本發明不需成長厚的外延生長層便可利用該載體形成微反射結構，因此可達到降低成本，提升亮度的目的。再者本發明以一透明粘接層將載體與發光疊層的一表面粘接在一起，而不是前述現有技藝僅靠反射器的頂端與載體局部相接合，因此更可解決結構的機械強度不夠強的缺點。
請參閱圖2，依本發明一優選實施例的一種具有微反射結構載體的發光元件1，包含一微反射結構載體10、形成于該微反射結構載體10上的一反射層11、形成于該反射層上的一第一反應層100、形成于該第一反應層上的一透明粘結層101、形成于該透明粘結層101上的一第二反應層102、形成于該第二反應層102上的一透明導電層12，其中，該透明導電層12的上表面包含一第一表面區域與一第二表面區域、形成于該第一表面區域上的一第一接觸層13、形成于該第一接觸層上的一第一束縛層14、形成于該第一束縛層上的一發光層15、形成于該發光層上的一第二束縛層16、形成于該第二束縛層上的一第二接觸層17、形成于該第二表面區域上的一第一接線電極18、以及形成于該第二接觸層上的一第二接線電極19。前述的第一反應層及第二反應層的目的在于輔助該透明粘接層與反射層或透明導電層之間的結合力。
請參閱圖3，依本發明另一優選實施例的一種具有微反射結構載體的發光元件2，包含一微反射結構載體20、形成于該微反射結構載體20上的一反射層21、形成于該反射層21上的一第一反應層200、形成于該第一反應層200上的一透明粘結層201、形成于該透明粘結層201上的一第二反應層202、形成于該第二反應層202上的一透明載體203、形成于該透明載體203上的一透明導電層22，其中，該透明導電層22的上表面包含一第一表面區域與一第二表面區域、形成于該第一表面區域上的一第一接觸層23、形成于該第一接觸層23上的一第一束縛層24、形成于該第一束縛層24上的一發光層25、形成于該發光層25上的一第二束縛層26、形成于該第二束縛層上的一第二接觸層27、形成于該第二表面區域上的一第一接線電極28、以及形成于該第二接觸層上的一第二接線電極29。前述的第一反應層及第二反應層的目的在于輔助該透明粘接層與反射層或第二載體之間的結合力。
請參閱圖4，依本發明另一優選實施例的一種具有微反射結構載體的發光元件3，包含一微反射結構導電載體30、形成于該微反射結構載體30上表面上的一反射層31、形成于該反射層31上的一第一反應層300、形成于該第一反應層300上的一透明導電粘結層301、形成于該透明導電粘結層301上的一第二反應層302、形成于該第二反應層302上的一透明導電層32、形成于該透明導電層32上的一第一接觸層33、形成于該第一接觸層33上的一第一束縛層34、形成于該第一束縛層34上的一發光層35、形成于該發光層35上的一第二束縛層36、形成于該第二束縛層36上的一第二接觸層37、形成于該微反射結構載體下表面上的一第一接線電極38、以及形成于該第二接觸層37上的一第二接線電極39。前述的透明導電粘接層具有導電的功能；前述的第一反應層及第二反應層的目的在于輔助該透明導電粘接層與反射層或透明導電層之間的結合力，同時使其接合面形成歐姆接觸。
前述的三個實施例中，亦可于第二接線電極與第二接觸層之間形成一透明導電層；前述的微反射結構包含選自半圓球形、金字塔形或角錐形所構成形狀中的至少一種形狀；前述微反射結構載體，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所構成材料組群中的至少一種材料；前述微反射結構導電載體，包含選自Si、GaAs、SiC、GaP、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、BN或AlN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述透明載體，包含選自于GaP、SiC、Al2O3或玻璃所構成材料組群中的至少一種材料；前述反射層，包含選自Sn、Al、Au、Pt、Zn、Ag、Ti、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料；前述的透明導電層包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一束縛層，包含選自AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述發光層，包含選自AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二束縛層，包含選自AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二接觸層，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一接觸層，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一材料；前述透明粘結層包含選自于聚酰亞胺(Pl)、苯并環丁烷(BCB)或過氟環丁烷(PFCB)所構成材料組群中的至少一種材料；前述第一反應層包含選自于SiNX、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料；前述第二反應層包含選自于SiNX、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料；前述透明導電粘結層包含選自于本征導電高分子(Intrinsically conducting polymer)或高分子中摻雜導電材質所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。在一實施例中，導電材質包含選自于氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅、氧化鋅錫、Au及Ni/Au所構成材料組群中的至少一種材料。
本發明的發光元件的應用頗為廣泛，例如，可應用于光學顯示裝置、激光二極管、交通標志、數據儲存裝置、通訊裝置、照明裝置、以及醫療裝置。
雖然本發明的發光元件已以優選實施例公開于上，但是本發明的范圍并不限于上述優選實施例，應以所附權利要求書所確定的為準。因此本領域技術人員在不脫離本發明的權利要求的范圍及精神的情況下，當可做任何改變。
權利要求
1.一種具有微反射結構載體的發光元件，包含一微反射結構載體；一反射層，形成于該微反射結構載體之上；一透明粘接層，形成于該反射層之上；以及一發光疊層，形成于該透明粘接層之上。
2.如權利要求1所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中于該反射層與該透明粘接層之間還包含一第一反應層。
3.如權利要求1所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中于該透明粘接層與該發光疊層之間還包含一第二反應層。
4.如權利要求1所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中于該發光疊層的同一正面形成一第一電極及一第二電極。
5.如權利要求1所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中分別于該發光疊層的正面及微反射結構載體反面形成一第一電極及一第二電極。
6.一種具有微反射結構載體的發光元件，包含一微反射結構載體；形成于該微反射結構載體上的一反射層；形成于該反射層上的一第一反應層；形成于該第一反應層上的一透明粘結層；形成于該透明粘結層上的一第二反應層；形成于該第二反應層上的一透明導電層，其中，該透明導電層的上表面包含一第一表面區域與一第二表面區域；形成于該第一表面區域上的一第一接觸層；形成于該第一接觸層上的一第一束縛層；形成于該第一束縛層上的一發光層；形成于該發光層上的一第二束縛層；形成于該第二束縛層上的一第二接觸層；形成于該第二表面區域上的一第一接線電極；以及形成于該第二接觸層上的一第二接線電極。
7.一種具有微反射結構載體的發光元件，包含一微反射結構載體；形成于該微反射結構載體上的一反射層；形成于該反射層上的一第一反應層；形成于該第一反應層上的一透明粘結層；形成于該透明粘結層上的一第二反應層；形成于該第二反應層上的一透明載體；形成于該透明載體上的一透明導電層，其中，該透明導電層的上表面包含一第一表面區域與一第二表面區域；形成于該第一表面區域上的一第一接觸層；形成于該第一接觸層上的一第一束縛層；形成于該第一束縛層上的一發光層；形成于該發光層上的一第二束縛層；形成于該第二束縛層上的一第二接觸層；形成于該第二表面區域上的一第一接線電極；以及形成于該第二接觸層上的一第二接線電極。
8.一種具有微反射結構載體的發光元件，包含一微反射結構導電載體；形成于該微反射結構導電載體上的一反射層；形成于該反射層上的一第一反應層；形成于該第一反應層上的一透明導電粘結層；形成于該透明導電粘結層上的一第二反應層；形成于該第二反應層上的一透明導電層；形成于該透明導電層上的一第一接觸層；形成于該第一接觸層上的一第一束縛層；形成于該第一束縛層上的一發光層；形成于該發光層上的一第二束縛層；形成于該第二束縛層上的一第二接觸層；形成于該微反射結構載體下表面上的一第一接線電極；以及形成于該第二接觸層上的一第二接線電極。
9.如權利要求1、6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該微反射結構形狀，包含選自半圓球形、金字塔形或角錐形所構成形狀中的至少一種形狀或其他可替代的形狀。
10.如權利要求1、6或7所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該微反射結構載體，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、Si、SiC、玻璃、BN、AlN或Ge所構成材料組群中的至少一種材料或其他可替代的材料。
11.如權利要求8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該微反射結構導電載體，包含選自Si、GaAs、SiC、GaP、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、BN或AlN所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
12.如權利要求7所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該透明載體，包含選自于GaP、SiC、Al2O3或玻璃所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
13.如權利要求1、6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該反射層，包含選自Sn、Al、Pt、Zn、Ag、Ti、Pb、Pd、Ge、Cu、AuBe、AuGe、Ni、PbSn或AuZn所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
14.如權利要求1、6或7所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該透明粘結層包含選自于聚酰亞胺、苯并環丁烷或過氟環丁烷所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
15.如權利要求2、6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該第一反應層包含選自于SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料。
16.如權利要求3、6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該第二反應層包含選自于SiNx、Ti或Cr所構成材料組群中的至少一種材料。
17.如權利要求8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該透明導電粘結層包含選自于本征導電高分子或高分子中摻雜導電材質所構成材料組群中的至少一種材料或其它可代替的材料。
18.如權利要求17所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該導電材質包含選自于氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅、氧化鋅錫、Au及Ni/Au所構成材料組群中的至少一種材料。
19.如權利要求6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該第一束縛層，包含選自于AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其他可替代的材料。
20.如權利要求6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該發光層，包含選自于AlGaInP、GaN、InGaN及AlInGAN所構成材料組群中的至少一種材料或其他可替代的材料。
21.如權利要求6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該第二束縛層，包含選自于AlGaInP、AlN、GaN、AlGaN、InGaN及AlInGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其他可替代的材料。
22.如權利要求6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該第一接觸層包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其他可替代的材料。
23.如權利要求6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該第二接觸層，包含選自于GaP、GaAs、GaAsP、InGaP、AlGaInP、AlGaAs、GaN、InGaN及AlGaN所構成材料組群中的至少一種材料或其他可替代的材料。
24.如權利要求6、7或8所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，還于該第二接線電極與該第二接觸層之間形成一透明導電層。
25.如權利要求6、7、8或24所述的一種具有微反射結構載體的發光元件，其中該透明導電層，包含選自氧化銦錫、氧化鎘錫、氧化銻錫、氧化鋅及氧化鋅錫所構成材料組群中的至少一種材料或其它可替代的材料。
全文摘要
本發明公開一種具有微反射結構載體的發光元件，該元件具有一微反射結構的載體，藉由該微反射結構的載體，將由發光層射向該載體的光反射后導出，以提高發光元件的發光效率。
文檔編號H01L33/00GK1976066SQ03156668
公開日2007年6月6日 申請日期2003年9月5日 優先權日2003年9月5日
發明者謝明勛, 劉文煌 申請人:晶元光電股份有限公司