[发明专利]发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管装置及其制造方法，更涉及一种包括自氧化蚀刻技术粗糙化处理的发光二极管装置的制造方法。

背景技术

发光二极管(light emitting diode，简称LED)目前已广泛应用于照明装置及显示装置，公知制造方法包括：在基板上磊晶、蚀刻磊晶层、设置导电层、及设置电极等步骤。

近年来，提升发光二极管装置的发光效率为本技术领域持续研究及发展的目标之一。由于发光二极管内部会有复杂的载子复合与全内反射(total internal reflection，TIR)机制，降低外部光输出效率影响发光二极管亮度。因此，针对光输出亮度的问题，降低光在发光二极管内部全反射率，主要以透明导电层的表面粗糙化处理(surface roughness)、改变几何形状(shaping)等技术进行改善，或以大面积组件(large area chip)、覆晶式组件(flip-chip)、光子晶体(photonic crystal)、共振腔(resonant cavity)发光二极管等特殊结构来提升发光效率。

针对透明导电层制程的技术，公知制程多针对设置透明导电层的方法，皆无涉于氧化铟锡(Sn:In₂O₃，ITO)表面处理方法，例如，以等离子体或是离子束预先处理基板后，再以晶种(seed)或是块材(bulk)的溅镀方式形成氧化铟锡层于基板上，使氧化铟锡层具有不同晶格面向。另外，针对氧化铟锡表面处理，现有技术所教导的是形成具有较低粗糙度的氧化铟锡层的方法。在公知制程中均未提及表面粗糙化，则光易被氧化铟锡的平滑表面反射，造成组件发光效率降低的缺点。

另外，针对导电层的表面粗糙化处理步骤，在公知制程中，系于导电层表面覆盖光阻层作为光罩(mask)进行蚀刻，以在导电层表面产生所需图案或所需结构，例如，在透明导电层形成具有特定形状的多孔穴结构、或形成预定图案等，均必须通过特定图案的屏蔽方可达成。公知屏蔽材料为例如偶氮化合物(azide compounds)、酚树脂(phenol resin)、酚醛树脂(novolak resin)、聚甲基丙酰酸甲酯(PMMA)、聚甲基丁基酮(PMIBK)等。

就公知发光二极管的制程而言，使用特定图案化的光罩进行蚀刻处理，必须进行光罩覆盖步骤及图案定义步骤，且在蚀刻完成后必须移除光罩，就制程步骤而言仍属繁琐，且增加制程控管的困难度。因此，对于发光二极管制程的改良仍有其需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种发光二极管的制造方法，包括：在基板上形成多个磊晶材料层，该多个磊晶材料层依序包括缓冲层、n型半导体层、发光层、和p型半导体层；在该p型半导体层的上表面形成透明导电层；对于该透明导电层表面以自氧化蚀刻技术进行粗糙化处理，使该透明导电层具有粗糙表面；及形成多个电极。

另外，本发明亦提供一种发光二极管，包括：多个磊晶材料层，该多个磊晶材料层依序包括缓冲层、n型半导体层、发光层、和p型半导体层；与该p型半导体层接触的透明导电层，其中该透明导电层具有粗糙化表面；及多个电极。

附图说明

图1绘示依据本发明制成方法的一实施例在基板上形成多个磊晶层结构的示意图。

图2绘示依据本发明制成方法的一实施例于多个磊晶层上形成透明导电层的示意图。

图3绘示依据本发明制成方法的一实施例对透明导电层“直接”进行表面粗化处理的示意图。

图4绘示依据本发明制成方法的一实施例完成对透明导电层的表面粗化处理的示意图。

图5绘示依据本发明一实施例所提供的发光二极管的示意图。

图6说明表面粗化处理时间与发光二极管的发光效率的关系。

图7绘示未经粗糙化处理的透明导电层的剖面示意图。

图8绘示经自氧化蚀刻技术处理的透明导电层的剖面示意图。

【主要组件符号说明】

1      发光二极管

11     基板

12     缓冲层

13     n型半导体层

14     发光层

15     p型半导体层

16     透明导电层

I      上表面

II     粗糙表面

17、18 电极

具体实施方式

以下以实施例详细描述本发明，该等实施例为例示性说明，而非用以限制本发明。