[发明专利]纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体及其制作方法

说明书

技术领域

本发明有关一种薄膜发光二极体及其制作方法，特别是指一种纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体及其制作方法。

背景技术

利用镭射剥离法所制作的氮化镓发光二极体(Thin-GaN LED)有效增加了发光二极体在晶片阶段的散热，也减缓了LED热效应所产生的效率下降(droop)，另一方面也提升了发光面积，成为目前高功率LED的趋势。但在Yewchung SermonWu，Ji-Hao Cheng，and Wei Chih Peng所发表的“Effects of laser sourceson the reverse-bias leakages of laser lift-off GaN-based light-emittingdiodes，”APPLIED PHYSICS LETTERS 90，251110(2007)文献中中提到，经由实验发现，经过镭射剥离法后所造成的应力释放将会增加错位缺陷现象，而不仅使发光效率变差，也影响元件在长时间的操作下的寿命时间。此专利虽然教示增加氮化镓的磊晶品质与增加光萃取效率的方式，但其所教示的制程繁杂不易实现。在D.S.Wuu，W.K.Wang，W.C.Shih，R.H.Horng，C.E.Lee，W.Y.Lin，and J.S.Fang所发表的“Enhanced Output Power ofNear-Ultraviolet，”IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS，VOL.17，NO.2，FEBRUARY 2005文献与Y.J.Lee，J.M.Hwang，T.C.Hsu，M.H.Hsieh，M.J.Jou，B.J.Lee，T.C.Lu，H.C.Kuo，Member，IEEE，and S.C.Wang，Senior Member，IEEE所发表的“Enhancing the Output Power of GaN-Based LEDsGrown on Wet-Etched Patterned Sapphire Substrates，”IEEE PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS，VOL.18，NO.10，MAY 15，2006文献中提到图形化蓝宝石基板制作发光二极体，除了能增加光萃取效率外，也能减少磊晶时的错位缺陷密度。在Haiyong Gao，a_Fawang Yan，Yang Zhang，Jinmin Li，Yiping Zeng，and Guohong Wang所发表的 Enhancement of the light output power of InGaNGaN light emitting diodes grown on pyramidal patterned

有鉴于此，本发明遂针对上述公知技术的缺失，提出一种纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体及其制作方法，以有效克服上述的该等问题。

发明内容

本发明的主要目的在提供一种纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体及其制作方法，其在具有纳米级图形化氧化硅层的磊晶基板上使用侧向磊晶成长技术制作出半导体结构，以有效抑止磊晶成长半导体结构时的叠层缺陷，降低线差排密度，提高发光半导体层的结晶品质。

本发明的另一目的在提供一种纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体及其制作方法，其半导体结构的出光面无须再次表面粗化，即可提升外部量子效率。

本发明的再一目的在提供一种纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体及其制作方法，其制作过程无须使用黄光微影蚀刻图形，可大幅度降低制程复杂度并降低制作成本。

为达上述的目的，本发明提供一种纳米级侧向成长磊晶的薄膜发光二极体，其包含有一基板；一位于基板上的接合金属层；一位于接合金属层上的第一电极；一第一电极上的半导体结构，其侧向磊晶形成；以及一位于半导体结构上的第二电极，上述的半导体结构未被第二电极所附盖的上表面形成有一纳米级粗糙化结构。

上述的半导体结构包含有一p型三五族半导体层；一n型三五族半导体层；以及一发光半导体层，其位于p型三五族半导体层与n型三五族半导体层间，发光半导体层具有多重量子井结构。

上述的纳米级粗糙化结构为规则或不规则的纳米尺寸几何图形。

上述的纳米级粗糙化结构可以为规则的纳米尺寸圆形、椭圆形或者多边形。

上述的纳米级粗糙化结构为规则的纳米尺寸几何图形，纳米级粗糙化结构的结构周期或结构大小为0.01～0.9纳米。

上述的半导体结构是于一具纳米级粗糙化结构的磊晶基板上侧向磊晶成长后剥离所形成，纳米级粗糙化结构与磊晶基板上的纳米级图形对应。