[發明專利]具有高反射與低缺陷密度的發光二極管結構

有效

• 申請號: 201010210537.2
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN102299225A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 顏良吉;李逸駿
• 申請（專利權）人: 聯勝光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/12
• 分類號: H01L33/12
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明涉及一種發光二極管結構，尤其涉及具有高反射與低缺陷密度的發光二極管結構。

背景技術

參照圖1所示，其為傳統藍光發光二極管的結構，其為在一藍寶石基板1上依次成長一N型氮化鎵層2、一活化層3與一P型氮化鎵層4，并在該N型氮化鎵層與該P型氮化鎵層上鍍上一N型電極5與一P型電極6后，即形成發光二極管結構。

傳統使用的藍寶石基板1與氮化鎵系列的N型氮化鎵層2與P型氮化鎵層4，有先天物理上晶格不匹配的問題存在，其導致在磊晶的過程中，成長于藍寶石基板1上的N型氮化鎵層2會有高密度缺陷，進而導致發光二極管組件的光電特性會變差甚至劣化，因而容易會有光電效率不足與壽命短的問題產生，難以滿足使用上的需求。

發明內容

因此，本發明的主要目的在于提供一種低密度缺陷的發光二極管結構，以增加光電效率與壽命。

本發明的次要目的在于提供一種具有高反射的發光二極管結構，以大幅提升光的淬取效率。

基于上述目的，本發明提供一種具有高反射與低缺陷密度的發光二極管結構，其包含一藍寶石基板、一具有圖案花紋的介電層與一發光層，其中該介電層埋設于該藍寶石基板的表面，且該介電層為兩種不同折射率的材料交互疊置而成，并且該發光層成長于該藍寶石基板上。

據此，本發明的優點在于該發光層成長于該藍寶石基板上時，可大幅減少材料磊晶成長后的缺陷密度，提高組件光電效率與壽命，且該介電層交互排列兩種不同折射率的材料，可提供作為高反射率的區域，以反射該發光層所產生的光，使得朝下射出的光再一次反射而由表面或側邊出光，以大幅提升光的淬取效率。

附圖說明

圖1為已知發光二極管結構的剖面圖。

圖2為本發明的發光二極管結構的剖面圖。

圖3為本發明的介電層的分布示意圖。

圖4A～4D為本發明于介電層上的磊晶過程的連續示意圖。

具體實施方式

因此，有關本發明的詳細內容及技術說明，現以實施例來作進一步說明，但應了解的是，該實施例僅用于例示說明，而不應被解釋為本發明實施的限制。

參照圖2所示，本發明為一種具有高反射與低缺陷密度的發光二極管結構，其包含一藍寶石基板10、一具有圖案花紋的介電層20與一發光層30，該介電層20埋設于該藍寶石基板10的表面，并且該發光層30成長于該藍寶石基板10上。

另外，該發光層30包含一N型半導體層31、一活化層32與一P型半導體層33，其中該N型半導體層31與該P型半導體層33上分別鍍有一N型電極34與一P型電極35，并且該N型半導體層31與該P型半導體層33由氮化鎵系列的材料制成，如氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁銦鎵(AlInGaN)與氮化鋁(AlN)等等，而該活化層32包含一氮化鋁銦鎵的周期結構形成的多層量子井(MQWs)。

參照圖3所示，該介電層20的圖案花紋為周期性圖案，其圖案可以選自圓柱、多邊形柱與條狀中的任一種，而如圖3所示，為繪制圓柱加以列示，且該介電層20為兩種不同折射率的材料交互疊置而成，如圖3所示，該介電層20可以包含兩個低折射率層21與兩個高折射率層22，其中該介電層20的折射率較高者(高折射率層22)的折射率為高于1.7，如可以選自五氧二鉭(Ta₂O₅)(折射率為2.2)、二氧化鉿(HfO₂)(折射率為1.95)、二氧化鈦(TiO₂)(折射率為2.5)、五氧二鈮(Nb₂O₅)(折射率為2.4)、二氧化鈰(CeO₂)(折射率為2.36)、三氧化鋰鈮(LiNbO₃)(折射率為2.38)、氧化鋅(ZnO)(折射率為2.1)、氧化銦錫(ITO)(折射率為2.12)與二氧化鋯(ZrO₂)(折射率為2.19)中的任一種，而折射率較低者(低折射率層21)的折射率為低于1.7，如可以選自二氧化硅(SiO₂)(折射率為1.46)。

另外，在實際實施上，該介電層20的圖案表面積為0.2平方微米至100平方微米，且該介電層20的圖案間距為0.5微米至10微米，并且該介電層20的高度為0.1微米至5微米，這為較佳的實施范圍。