[發(fā)明專利]高光取出率發(fā)光二極管,及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110349582.0
• 申請(qǐng)日: 2011-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN102810608A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅信明;許世昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 兆鑫光電科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/00
• 代理公司: 北京泰吉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11355
• 代理人: 張雅軍;顧以中

1.一種高光取出率發(fā)光二極管，包含一個(gè)磊晶基板、一個(gè)發(fā)光單元，及一個(gè)用以提供電能至該發(fā)光單元的電極單元；其特征在于：該磊晶基板具有一個(gè)基材，及多個(gè)第一透光錐，該基材具有一個(gè)平坦的表面，所述第一透光錐呈錐狀，是由與該基材不同且折射率低于該基材的材料構(gòu)成而形成于該表面，且任兩個(gè)相鄰的第一透光錐彼此不連接，該發(fā)光單元設(shè)置在該磊晶基板具有所述第一透光錐的表面，在接收電能時(shí)以光電效應(yīng)發(fā)光，具有依序自該基材及所述第一透光錐的表面向上形成的一個(gè)第一型半導(dǎo)體層、一個(gè)發(fā)光層，及一個(gè)電性與該第一型半導(dǎo)體層相反的第二型半導(dǎo)體層，且該第一型半導(dǎo)體層具有一個(gè)與該基材及所述第一透光錐連接的底膜、多個(gè)形成于該底膜表面的第二透光錐，及一個(gè)形成于該底膜及所述第二透光錐表面的頂膜，所述第二透光錐呈錐狀，由折射率與該頂膜及底膜不同的材料構(gòu)成，且任兩個(gè)相鄰的第二透光錐彼此不連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管，其特征在于：該每一個(gè)第一透光錐呈圓錐狀，具有一個(gè)與該表面連接的第一底面，及一個(gè)由該第一底面至該第一透光錐頂部的第一高度，該底面的最大寬度為第一寬度，所述第一透光錐的第一高度與第一寬度的比值介于0.25～1.0之間，且任兩個(gè)相鄰的第一透光錐的間距不大于1μm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管，其特征在于：該第一型半導(dǎo)體層的底膜與所述第一透光錐的表面共同界定出至少一個(gè)氣穴。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管，其特征在于：該每一個(gè)第二透光錐呈圓錐狀，具有一個(gè)與該底膜連接的第二底面，及一個(gè)由該第二底面至該第二透光錐頂部的第二高度，該第二底面的最大寬度為第二寬度，所述第二透光錐的第二高度與第二寬度比值介于0.25～1.0之間，且任兩個(gè)相鄰的第二透光錐的間距不大于1μm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管，其特征在于：該基材的構(gòu)成材料包括氧化鋁、碳化硅、硅，或氮化鋁。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管，其特征在于：所述第一透光錐的構(gòu)成材料選自氧化硅、氮氧化硅，及氟化鎂。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管，其特征在于：所述第二透光錐的構(gòu)成材料選自氧化硅、氮氧化硅，及氟化鎂。

8.一種如權(quán)利要求1所述的高光取出率發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于：該制作方法包含：

(a)自一個(gè)基材表面依序形成一個(gè)第一蝕刻層及一個(gè)第一光阻層，該第一蝕刻層是由與該基材不同且折射率低于該基材的材料構(gòu)成，接著，以微影制程令該第一光阻層形成一個(gè)第一屏蔽圖案；

(b)將該具有第一屏蔽圖案的基材加熱至不高于該第一光阻層構(gòu)成材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度，對(duì)該第一屏蔽圖案進(jìn)行熱整形；

(c)以該經(jīng)過熱整形的第一屏蔽圖案為屏蔽，利用干式蝕刻方式，令該第一蝕刻層形成多個(gè)彼此間隔且呈錐狀的第一透光錐，之后移除該第一屏蔽圖案；

(d)于該基材及所述第一透光錐的表面形成一個(gè)由第一型半導(dǎo)體材料構(gòu)成的底膜，再于該底膜表面依序形成一個(gè)第二蝕刻層及一個(gè)第二光阻層，再以微影制程令該第二光阻層形成一個(gè)第二屏蔽圖案；

(e)將該具有第二屏蔽圖案的基材加熱至該第二光阻層構(gòu)成材料的玻璃轉(zhuǎn)換溫度，對(duì)該第二屏蔽圖案進(jìn)行熱整形，再以該經(jīng)過熱整形的第二屏蔽圖案為屏蔽，利用干式蝕刻方式，令該第二蝕刻層形成多個(gè)彼此間隔且呈錐狀的第二透光錐，然后移除該第二屏蔽圖案，接著再于該底膜及所述第二透光錐的表面形成一個(gè)由第一型半導(dǎo)體材料構(gòu)成的頂膜，完成該第一型半導(dǎo)體層；

(f)于該第一型半導(dǎo)體層表面依序形成一個(gè)發(fā)光層及一個(gè)電性與該第一型半導(dǎo)體層相反的第二型半導(dǎo)體層。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高光取出率發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于：該制作方法還包含一個(gè)步驟(g)，形成一個(gè)提供電能至該發(fā)光單元的電極單元。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的高光取出率發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于：該步驟(c)是控制令該基材與該第一屏蔽圖案的蝕刻選擇比介于1∶0.5～1∶1.5。