[发明专利]光电元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有形成在半导体层内的孔洞结构的光电元件。

背景技术

发光二极管是半导体元件中一种被广泛使用的光源。相比较于传统的白炽灯泡或荧光灯管，发光二极管具有省电及使用寿命较长的特性，因此逐渐取代传统光源，而应用于各种领域，如交通号志、背光模块、路灯照明、医疗设备等产业。

随着发光二极管光源的应用与发展对于亮度的需求越来越高，如何增加其发光效率以提高其亮度，便成为产业界所共同努力的重要方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光电元件以及其制作方法，以解决上述问题。

为达上述目的，本发明提供一种光电元件，其包含：一基板，具有一表面，并具有一与表面垂直的法线方向；多个第一晶种柱，位于基板的表面上并与表面接触，并裸露出部分基板的表面；一第一保护层，位于第一晶种柱的侧壁及基板的裸露表面之上；一第一缓冲层，位于多个第一晶种柱之上，其中第一缓冲层具有一第一表面及一与第一表面相对的第二表面，且第一表面与多个第一晶种柱直接接触；及至少一第一孔洞结构，位于多个第一晶种柱、基板的表面及第一缓冲层的第一表面之间，其中，至少一第一孔洞结构具有一宽度与一高度，其中宽度为第一孔洞结构于平行表面方向的最大尺寸，高度为第一孔洞结构于平行法线方向的最大尺寸，其中高度与宽度的比值介于1/5～3。

附图说明

图1A～图1D以及图1F分别是本发明实施例的光电元件的制作工艺示意图；

图1E是依本发明实施例所形成第一孔洞的扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscopy，SEM)图；

图2是本发明光电半导体元件的剖面示意图；及

图3A～图3F是本发明实施例的光电元件的制作工艺示意图。

主要元件符号说明

基板101、201、301

第一晶种层102、202、302

保护层103、203

第一孔洞104、204

第一缓冲层105、205

第一半导体层106、210

有源层107、211

第二半导体层108、212

电极109、110、213、214

第二晶种层206

第二孔洞208

第二缓冲层209

抗蚀刻层303

薄膜金属层304

具体实施方式

为了使本发明的叙述更加详尽与完备，请参照下列描述并配合图1A至图3F的图示。如图1A～图1F所例示，依据本发明的第一实施例的光电元件的制造方法简述如下：如图1A所示，在一基板101的第一表面1011成长一第一晶种层102，其中基板具有一法线方向N。

之后，如图1B所示，将第一晶种层102蚀刻成为多个形成在基板101的第一表面1011上的第一晶种柱1021。在本实施例中，上述第一晶种柱1021是通过电化学蚀刻、各向异性蚀刻，例如感应耦合等离子体(inductive coupling plasma，ICP)的干蚀刻或使用草酸、氢氧化钾、或磷酸硫酸溶液等单一溶液或混合溶液的湿蚀刻，使之包含至少一个孔洞结构，例如为孔洞(pore，void，bore)、针孔(pinhole)，或至少两个孔洞结构可相互连结形成一网状孔洞结构(porous structure)，其形成的一种方法可参阅本案申请人的第099132135号中国台湾专利申请案，并援引其为本申请案的一部分。

之后，如图1C所示，披覆一保护层103于上述第一晶种柱1021的表面及裸露出的基板第一表面之上，其中包含披覆于第一晶种柱1021的侧壁的第一保护层1031，披覆于相间的第一晶种柱1021所裸露出的基板第一表面1011上的第二保护层1032，及披覆于第一晶种柱1021的顶面的第三保护层1033。在一实施例中，保护层103采用旋转涂布玻璃的方式形成(SOG，spin on glass coating)，保护层103的材料可为SiO₂、HSQ(Hydrogen Silesquioxane)和MSQ(Methylsequioxane)等以Silsequioxane为基材的聚合物(Polymer)。