[发明专利]氮化物半导体发光元件

说明书

技术领域

本发明是有关于一种发光元件，且特别是有关于一种氮化物半导体发光元件。

背景技术

与一般的发热而发光的日光灯（fluorescent lamp）或白炽灯（incandescent lamp）不同的是，半导体发光元件，例如发光二极管（light emitting diode,LED），其利用半导体的特殊性质发光，其中发光二极管发射的光为冷光（cold luminescence）。此种发光元件具有使用寿命长、重量轻、及低耗能的优点，因此此种发光元件已被使用于多种应用中，例如光学显示器、交通灯号、数据储存装置、通讯装置、照明装置及医疗设备。

近年来，环保意识在许多国家逐渐盛行，民众也开始重视如何节省能源。为节省能源，使用不影响日常生活便利性且仍具有效节省能源的高能源效率电子装置为一好的选择。因此，如何增进发光元件的发光效率成为此领域中的重要议题。

然而，现今的LED科技已成熟，而通过传统技术来改善LED发光效率的进展则相当有限。

发明内容

本发明的一实施例提供一种氮化物半导体发光元件，其包括N型氮化物半导体层、P型氮化物半导体层、发光半导体层、第一金属垫、第二金属垫及第一磁性材料层。发光半导体层配置于N型氮化物半导体层及P型氮化物半导体层之间。第一金属垫与N型氮化物半导体层电性连接。第二金属垫与P型氮化物半导体层电性连接。第一磁性材料层配置于第一金属垫及N型氮化物半导体层之间。第一磁性材料层平行于N型半导体层的(0001)面的分布面积大于或等于第一金属垫平行于(0001)面的面积。

该第一磁性材料层的材料包括掺杂磁性元素的化合物，该磁性元素包括过渡金属、稀土金属或其组合，而该化合物包括CuAlO2、CuGaO2、AgInO2、SrCu2O2、Cd2SnO4、In2O3、TiO2、Cu2O、ZnO、SnO2、CdO、ZnO、MnSe、ZnSe、CdSe、MgSe、ZnTe、MnTe、MgTe、CdTe、CdS、ZnS、HgS、HgSe、HdTe、NiO、MnO、GaN、InN、AlN、InAs、GaAs、AlAs、GaP、InP、GaSb、AlSb、InSb、Si、Ge、SiGe、SiC、石墨烯、纳米碳管、巴克球、Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3、Sb2Se3、钇钡铜氧化物（yttrium barium copper oxide,YBCO）、铋锶钙铜氧化物（bismuth strontium calcium copper oxide,BSCOO）、HgBaCaCuO（HBCCO）、FeAs、SmFeAs、CeFeAs、LaFeAs、MgB或其组合。

该第一磁性材料层的材料包括Co、Fe、Ni、Mn、NiFe、CoFe、CoFeB、SmCo、NdFeB、式ΩFeN、式ΩFeC、CrO2、Fe3O4、式La1-xΦxMn、式Ψ2ΔΣO6、GdN、NiMnSb、PtMnSb、Fe 1-xCoxSi、Fe2CrSi、Co2MnSi、式Fe2ΘSi、Cr2O3、TbMnO3、HoMn2O5、HoLuMnO3、YMnO3、DyMnO3、LuFe2O4、BiFeO3、BiMnO3、BaTiO3、PbVO3、PrMnO3、CaMnO3、K2SeO4、Cs2Cdl4、BaNiF4、ZnCr2Se4或其组合，其中该Ω在式ΩFeN及式ΩFeC中代表Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb，该Φ在式La1-xΦxMn中代表Ca、Ba或Sr，x在式La1-xΦxMn中大约为0.3，该Ψ在式Ψ2ΔΣO6中代表Ca、Sr、或B，该Δ在式Ψ2ΔΣO6中代表Co或Fe，该Σ在式Ψ2ΔΣO6中代表Mo或Re，该Θ在式Fe2ΘSi中代表Cr、Mn、Fe、Co或Ni，而x在Fe1-xCoxSi中大于0且小于1。

该第一磁性材料层在与该(0001)面垂直的方向上的厚度的范围为20纳米（nm）至1微米（μm）。

该第一磁性材料层的材料包括掺杂Co的ZnO、掺杂Mn的ZnO或其组合。

该第一磁性材料层平行于该N型氮化物半导体层的该(0001)面的分布面积大于或等于该第二金属垫平行于该(0001)面的面积。

更包括第二磁性材料层，其配置于该第二金属垫与该P型氮化物半导体层之间，其中该第二磁性材料层平行于该N型氮化物半导体层的该(0001)面的分布面积大于或等于该第二金属垫平行于该(0001)面的面积。

该第二磁性材料层在垂直于该(0001)面的方向上的厚度的范围为20纳米（nm）至0.6微米（μm）。