[發明專利]圖案化襯底及光電半導體元件

在審

• 申請號: 201511016860.5
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105742440A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 邱正宇;李俊億;陳俊宏
• 申請（專利權）人: 嘉德晶光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L51/50;H01L31/0236
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

技術領域

本發明涉及一種圖案化襯底及光電半導體元件，特別涉及一種能夠提升光電效能的圖案化襯底及光電半導體元件。

背景技術

光電半導體元件，其已廣泛地應用于人們的日常生活中的各項產品，舉例如照明、車輛、顯示裝置、通訊產業或計算機等領域。

公知的光電半導體元件是在襯底的表面上設有多個微結構，而光電半導體元件的微結構圖案形成了圖案化結構襯底(PatternedStructuralSubstrate，PSS)，也稱為圖案化襯底，以下說明圖案化襯底。

請參照圖1A至圖1C所示，其分別為公知不同實施例的復合式圖案化藍寶石襯底(hybridpatternedsapphiresubstrate，HPSS)400的結構示意圖。

如圖1A及圖1B所示，公知技術制作的圖案化藍寶石襯底400因工藝上的限制，無法在襯底上制作出有序列的微米或納米尺度的復合式結構，因此，圖案化藍寶石襯底400上的微結構圖案410無法達到設定上的變化，同時在后續磊晶時需要平坦的區域方面也無法有效進行控制。另外，圖案化藍寶石襯底400也因工藝上的限制，會在襯底的表面上產生明顯且交錯的條狀形式的田埂結構(crosslinestructures)420，此田埂結構420對于整個圖案化藍寶石襯底400應用于生產發光二極管(LED)或有機發光二極管(OLED)時，不利于LED磊晶(epitaxy)材料成長，會導致所產出的LED或OLED的磊晶良率降低而提高生產成本，并且會大幅減少其發光效能。

另一方面，由于LED或OLED為了增加光萃取效能，在微結構圖案410的部份都會要求最大的非平坦面積。然而，如圖1C所示，公知工藝所制造出的圖案化藍寶石襯底400在凸起的微結構圖案410上僅能再以細小凸起物430的方式增加粗糙化來降低整體的平坦部份的面積，但是，這種在微結構圖案410上形成的細小凸起物430的結構實質上對增加光萃取效能的貢獻相當有限。

因此，如何提供一種圖案化襯底及光電半導體元件，能夠提升生產良率及光萃取效能，而且可控制其出光形狀與亮度，實為當前重要的課題之一。

發明內容

有鑒于上述課題，本發明的目的是提供一種能夠提升生產良率及光萃取效能，并可控制其出光形狀與亮度的圖案化襯底及光電半導體元件。

為達上述目的，依據本發明的一種圖案化襯底包括襯底、微結構以及納米結構。襯底具有表面。微結構配置于襯底的表面。納米結構形成于襯底的表面或微結構上，其中，納米結構包含納米凸起部或納米凹陷部。

在一個實施例中，微結構凸出于表面或凹陷于表面，或其組合。

在一個實施例中，微結構的形狀為三角形、矩形、圓形或多邊形，或其組合。

在一個實施例中，納米凸起部或納米凹陷部形成于微結構上。

在一個實施例中，納米凸起部或納米凹陷部形成于微結構的周邊。

在一個實施例中，納米凸起部或納米凹陷部的形狀為三角形、矩形、或圓形，或其組合。

在一個實施例中，襯底的表面無田埂結構或條狀結構。

在一個實施例中，襯底為藍寶石襯底、硅襯底、碳化硅襯底、尖晶石襯底、高分子襯底、二氧化硅襯底、氮化硅襯底、氮化鋁襯底、鉆石襯底、或類鉆碳襯底。

在一個實施例中，藍寶石襯底為C面(0001)藍寶石襯底。

為達上述目的，依據本發明的一種光電半導體元件包括上述實施例的其中任一種圖案化襯底以及光電半導體單元，且光電半導體單元設置于圖案化襯底上。

在一個實施例中，光電半導體元件為發光二極管、有機發光二極管、或太陽能電池。

在一個實施例中，光電半導體單元包括第一半導體層及第二半導體層依序設置于圖案化襯底上。

在一個實施例中，第一半導體層為P型半導體層，第二半導體層為N型半導體層；或者第一半導體層為N型半導體層，第二半導體層為P型半導體層。

在一個實施例中，光電半導體元件為水平式、垂直式或覆晶式光電半導體元件。