[发明专利]图案化基板及堆栈发光二极管结构

说明书

技术领域

本发明是有关于半导体结构及其制作方法，且特别是关于用于形成具有较佳品质磊晶层的一种图案化基板及堆栈发光二极管结构。

背景技术

发光二极管是近年来应用广泛的发光半导体组件，具有低耗电、低污染、使用寿命长等特性，诸如交通信号灯、户外大型看板、显示器的背光源等。

目前许多先进半导体电子装置与光电装置是由堆栈的磊晶成长所制成，而基板为成长半导体结构的要件之一，当基板和磊晶层的晶格常数愈不匹配时，会使后续成长的磊晶层和基板间因应力差异，而大大影响磊晶层内的缺陷密度，当缺陷密度越高，激发的电子与电洞会在晶体内的陷阱(trap)中以非辐射复合发光。换言之，利用改善晶体品质来降低晶体内的缺陷密度，可以使发光二极管的内部量子效率提升。

故为了改善磊晶层的晶体品质，美国专利号7445673中，其公开有关一种利用侧向磊晶成长半导体组件，包括一半导体层、一设于半导体层上方的部分屏蔽层，其中，该半导体层的表面利用屏蔽层形成具有多个成长缺口，由缺口露出的半导体层可通过侧向同质磊晶成长法，调整磊晶参数使磊晶层的横向长速大于纵向长速，让磊晶缺陷弯曲，减少缺陷延伸贯穿主动发光层而延伸至表面，但此屏蔽层皆位于半导体层中，将会影响电流传递路径。

而业界也通过部分屏蔽层的方法改善图案化基板，让后续磊晶层的晶体品质提升，如中华人民共和国专利公告第M361711号，该案公开至少含有一蓝宝石基板以及形成在该蓝宝石基板上的磊晶层，该蓝宝石基板的上表面设有多个突出表面的突出体，且各突出体是具有平直的顶面，而该顶面上设有屏蔽层，通过该蓝宝石基板进行磊晶形成磊晶层时，该磊晶层可具有低缺陷密度排列，并有效提高后续组件制作的良率。

因此，需要一种更佳方法，以减少位于基板和磊晶层之间因晶格不匹配所产生的上述缺陷情形，藉以形成具有较佳品质的磊晶层以及使用此较佳品质的磊晶层的光电组件装置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了用于形成较佳品质的磊晶层的一种图案化基板以及具有较佳品质的磊晶层的一种堆栈发光二极管结构，以解决上述不期望的缺陷问题。

依据一实施例，本发明提供了一种图案化基板，包括：

一基板，含有一(0001)面，具有多个间隔排列的凹陷结构形成于其中，进而使该基板具多个间隔排列的顶面，其中每一凹陷结构具有一底面与多个侧壁环绕该底面；以及一介电遮蔽层，覆盖该些凹陷结构的底面及/或侧壁。

在其它实施例中，上述介电遮蔽层还覆盖该基板的每一顶面的全部或部分表面，上述顶面实质是一平坦表面或是一弧形表面，而上述底面为一(0001)面，而上述介电遮蔽层材质为二氧化硅、氮化硅或二氧化钛，该基板材质可为常见的蓝宝石、硅、碳化硅的材质，图案化基板的制作可利用黄光微影制程。

依据另一实施例，本发明提供了一种堆栈发光二极管结构，包括：

前述任一实施例中的一图案化基板；以及一未掺杂的半导体磊晶层，设置在上述介电遮蔽层与上述基板上；以及一发光组件，位在该未掺杂半导体磊晶层上。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附的图式，作详细说明如下。

附图说明

图1-图5为本发明一实施例的一堆栈发光二极管结构的制作示意图；

图6-图10为本发明另一实施例的一堆栈发光二极管结构的制作示意图；

图11-图15为本发明又一实施例的一堆栈发光二极管结构的制作示意图；

图16为本发明一实施例的一堆栈发光二极管结构示意图；

图17-图21为本发明另一实施例的一堆栈发光二极管结构的制作示意图；

图22为本发明另一实施例的一堆栈发光二极管结构示意图；

图23-图27为本发明又一实施例的一堆栈发光二极管结构的制作示意图。

附图标记说明：

100：基板；

100a：岛状物；

100b：凹陷结构；

100c：侧壁；

100d：凹陷结构之底面；

102：顶面；

106：介电遮蔽层；

108：磊晶成长程序；

110、110a、110b：未掺杂半导体磊晶层；

112：空隙；

150：n型半导体磊晶层；

152：发光层；

154：p型半导体磊晶层；

156：透明导电层；