高光取出率發光二極體,及其製作方法
2023-05-13 12:05:31 1
專利名稱：高光取出率發光二極體,及其製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發光二極體，及其製作方法，特別是涉及一種具有高光取出率的發光二極體，及其製作方法。
背景技術：
參閱圖1，發光二極體具有一磊晶基板11、一發光單元12，及一電極單元13。該發光單兀12具有一形成於該嘉晶基板11上的一第一型半導體層121、一形成於該第一型半導體層121部分表面的發光層122,及一形成於該發光層122表面的第二型半導體層123,該電極單元13具有一與該第一型半導體層121連接的第一電極131，及一與該第二型半導體層123連接的第二電極132。當外界經由該第一電極131、第二電極132配合提供電能至該發光單兀12時,該發光層122會以光電效應發光。
—般發光二極體的光電效率是以外部量子效率表不,而外部量子效率又為內部量子效率與光取出率的乘積；其中，光取出率則為該發光層122產生的光子與成功離開半導體光電組件內部的光子量的比值。然而以目前發光層122常用的GaN類半導體材料為例，GaN的折射率(η)約為2. 5，空氣為1，因此由該發光層122產生的光在接觸該發光層122與空氣的界面時，大部分的光會因為全反射而無法向外發出，使得該發光二極體實際的光取出率只有4 %，而無法有效提升發光二極體的光電效率。目前常用來提升發光二極體光取出率的方法，大都是以蝕刻方式在發光二極體的磊晶基板11表面形成規則或不規則形狀的粗化結構，或藉由改變發光單元12出光面的結構，減少光的全反射作用，以提升發光二極體的光取出效率。然而，以蝕刻方式對發光單元12進行粗化後製得的發光二極體組件，在電性表現方面有顯著的不良影響；而以蝕刻磊晶基板11形成粗化結構的方式，則因目前用於發光二極體的磊晶基板11大多是由矽、碳化矽、氧化鋁等材料構成，因此，以蝕刻該磊晶基板11形成粗化結構的方式，不僅需耗費較多的製程時間，且所形成的粗化結構精度也不易控制，而容易有亮度不均勻的問題產生。
發明內容
本發明的目的在於提供一種具有高光取出率的發光二極體。此外，本發明的另一目的在於提供一種製程簡便且具有高光取出率的發光二極體製作方法。本發明高光取出率的發光二極體，包含一磊晶基板、一發光單元，及一用以提供電能至該發光單元的電極單元；該磊晶基板具有一基材，及多個第一透光錐，該基材具有一平坦的表面，所述第一透光錐概呈錐狀，是由與該基材不同且折射率低於該基材的材料構成而形成於該表面，且任兩相鄰的第一透光錐彼此不連接，該發光單元設置在該磊晶基板具有所述第一透光錐的表面，在接收電能時以光電效應發光，具有依序自該基材及所述第一透光錐的表面向上形成的一第一型半導體層、一發光層，及一電性與該第一型半導體層相反的第二型半導體層，該第一型半導體層具有一與該基材及所述第一透光錐連接的底膜、多個形成於該底膜表面的第二透光錐，及一形成於該底膜及所述第二透光錐表面的頂膜，所述第二透光錐概呈錐狀，由折射率與該頂膜及底膜不同的材料構成，且任兩相鄰的第二透光錐彼此不連接。本發明高光取出率的發光二極體，其中該每一個第一透光錐概呈圓錐狀，具有一與該表面連接的第一底面，及一由該第一底面至該第一透光錐頂部的第一高度，該底面的最大寬度為第一寬度，所述第一透光錐的第一高度與第一寬度的比值介於O. 25 I. O之間，且任兩相鄰的第一透光錐的間距不大於I μ m。本發明高光取出率的發光二極體，其中該第一型半導體層的底膜與所述第一透光錐的表面共同界定出至少一個氣穴。本發明高光取出率的發光二極體，其中該每一個第二透光錐概呈圓錐狀，具有一與該底膜連接的第二底面，及一由該第二底面至該第二透光錐頂部的第二高度，該第二底面的最大寬度為第二寬度，所述第二透光錐的第二高度與第二寬度比值介於O. 25 I. O之間，且任兩相鄰的第二透光錐的間距不大於I μ m。 本發明高光取出率的發光二極體，其中該基材的構成材料包括氧化鋁、碳化矽、矽，或氮化鋁。本發明高光取出率的發光二極體，其中所述第一透光錐的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。本發明高光取出率的發光二極體，其中所述第二透光錐的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。此外，本發明高光取出率發光二極體的製作方法，包含以下步驟。(a)自一基材表面依序形成一第一蝕刻層及一第一光阻層，其中，該第一蝕刻層是由與該基材不同且折射率低於該基材的材料構成，接著，以微影製程令該第一光阻層形成
一第一屏蔽圖案。(b)將該具有第一屏蔽圖案的基材實質加熱至不高於該第一光阻層構成材料的玻璃轉換溫度，對該第一屏蔽圖案進行熱整形。(C)以該經過熱整形的第一屏蔽圖案為屏蔽，利用乾式蝕刻方式，令該第一蝕刻層形成多個彼此間隔且概呈錐狀的第一透光錐，然後移除該第一屏蔽圖案。(d)於該基材及所述第一透光錐的表面形成一由第一型半導體材料構成的底膜，再於該底膜表面依序形成一第二蝕刻層及一第二光阻層，再以微影製程令該第二光阻層形成一第二屏蔽圖案。(e)將該具有第二屏蔽圖案的基材實質加熱至該第二光阻層構成材料的玻璃轉換溫度，對該第二屏蔽圖案進行熱整形，再以該經過熱整形的第二屏蔽圖案為屏蔽，利用乾式蝕刻方式，令該第二蝕刻層形成多個彼此間隔且概呈錐狀的第二透光錐，然後移除該第二屏蔽圖案，接著再於該底膜及所述第二透光錐的表面形成一由第一型半導體材料構成的頂膜，完成該第一型半導體層，(f)於該第一型半導體層表面依序形成一發光層及一電性與該第一型半導體層相反的第二型半導體層。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，還包含一步驟(g)，形成一提供電能至該發光單元的電極單元。
本發明高光取出率發光二極體的製作方法，該步驟(C)是控制令該基材與該第一屏蔽圖案的蝕刻選擇比介於I : O. 5 I : 1.5。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該每一個第一透光錐概呈圓錐狀，具有一與該表面連接的第一底面，及一由該第一底面至該第一透光錐頂部的第一高度，該第一底面的最大寬度為第一寬度，所述第一透光錐的第一高度與第一寬度比值介於
O.25 I. O之間。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該步驟(e)是控制令該基材與該第二屏蔽圖案的蝕刻選擇比介於I : O. 5 I : 1.5。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該每一個第二透光錐概呈圓錐狀，具有一與該底膜連接的第二底面，及一由該第二底面至該第二透光錐頂部的第二高度，該第二底面的最大寬度為第二寬度，所述第二透光錐的第二高度與第二寬度比值介於 O.25 I. O之間。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該步驟(d)是以橫向磊晶方式形成該底膜，且該底膜與所述第一透光錐的表面共同界定出至少一個氣穴。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該基材的構成材料包括氧化鋁、碳化矽、矽，或氮化鋁。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該第一蝕刻層的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。本發明高光取出率發光二極體的製作方法，其中該第二蝕刻層的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。本發明的有益效果在於利用於該基材及第一型半導體層中形成多個第一透光錐、第二透光錐，由於不需直接對該基材或發光單元進行蝕刻，因此製程簡便容易控制，且藉由第一透光錐、第二透光錐的形狀及與第一型半導體層及基材的折射率差，還可讓發光單元發出的光進行大量反射而有效提升發光二極體的光取出率。
圖I是一種以往發光二極體的結構示意圖；圖2是本發明高光取出率發光二極體的較佳實施例結構示意圖；圖3是圖2的局部放大圖；圖4是一個發光亮度模擬圖譜，說明該較佳實施例在未設置第二透光錐情況下的發光亮度模擬結果；圖5是一個示意圖，說明由所述第一透光錐與第一型半導體層共同界定的氣穴；圖6是一個流程方塊圖，說明該較佳實施例的製作方法；圖7是一個流程示意圖，輔助說明圖6。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。參閱圖2、3，本發明一種高光取出率發光二極體的製作方法的較佳實施例是可用於製作如圖2所示的發光二極體。
該高光取出率發光二極體包含一嘉晶基板2、一發光單兀3,及一電極單兀4。該嘉晶基板2具有一基材21,及多個間隔自該基材21表面向上凸起並呈圓維狀的第一透光錐22。該基材21選自矽、氧化鋁、碳化矽，及氮化鋁等材料構成，具有一平坦的表面211,所述第一透光錐22形成於該表面211,是由折射率低於該基材21的材料構成,且任兩相鄰的第一透光錐22彼此不連接。較佳地，為了配合後續的高溫製程，所述第一透光錐22的材料選自耐熱性不小於1000°C，且折射率介於該基材21與該發光單元3之間的材料構成，適用於本較佳實施例所述第一透光錐22的構成材料選自氧化矽(SiOx)、氮氧化矽(SiONx),及氟化鎂(MgF2)。該發光單元3設置在該磊晶基板2具有所述第一透光錐22的表面211，在接收電能時以光電效應發光，具有依序自該表面211向上形成的一第一型半導體層31、一發光層32，及一電性與該第一型半導體層31相反的第二型半導體層33，該第一型半導體層31具有 一與該基材21及所述第一透光錐22連接的底膜311、多個形成於該底膜311表面的第二透光錐312，及一形成於該底膜311及所述第二透光錐312表面的頂膜313，所述第二透光錐312由折射率與該頂膜313及底膜311不同的材料構成，且任兩相鄰的第二透光錐312彼此不連接。該電極單元4具有一形成於該第一型半導體層31的第一電極41，及一形成於該第二型半導體層33的第二電極42，該第一電極41、第二電極42可配合提供電能至該發光單元3。當外界經由該第一電極41、第二電極42配合提供電能至該發光單元3時，該發光層32會以光電效應發光，而自該發光層32發出朝向該磊晶基板2方向行進的光，在接觸到所述第一透光錐22、第二透光錐312及該基材21時會進行多次的反射及折射，令光線改變行進方向，降低光線於接觸該發光單元3與該空氣界面時的全反射，而可有效提升發光二極體的光取出率。較佳地，任兩相鄰的第一透光錐22及第二透光錐312的間距SI及S2不大於I μ m，藉由所述間距S1、S2的調控，可令該磊晶基板2及該第一型半導體層31的單位面積分別具有較高的第一透光錐22、第二透光錐312設置密度，而達到更佳的反射效果；每一第一透光錐22具有一與該表面211連接的第一底面221,該第一底面221具有一個最大的第一寬度Wl，及一由該第一底面221至該第一透光錐22頂部的第一高度Hl，當該第一高度Hl/第一寬度Wl比小於O. 25時，會因所述第一透光錐22的第一高度Hl不足而使光線接觸所述第一透光錐22的入射角過大而降低光取出率，因此，該每一第一透光錐22的第一高度Hl與該第一寬度Wl比值(H1/W1)不小於O. 25。此外，該每一第二透光錐312具有一與該底膜311表面連接的第二底面314，該第二底面314具有一個最大的第二寬度W2，及一由該第二底面314至該第二透光錐312頂部的第二高度H2，當該第二高度H2/第二寬度W2比小於O. 25時，所述第二透光錐312的第二高度H2不足而容易使光線接觸所述第二透光錐312的入射角過大而降低光取出率，因此，較佳地，該每一第二透光錐312的第二高度H2與該第二寬度W2比值(H2/W2)不小於O. 25。配合參閱圖4，是將所述第一透光錐22的第一寬度Wl固定為4 μ m，在輸入電流為20mA的條件下，於不同第一高度Hl條件下的發光亮度模擬結果。圖示中表示本發明高光取出率發光二極體在僅設置第一透光錐22而未設置第二透光錐312情況下的測試結果，其中，該基材21為一般藍寶石材料，所述第一透光錐22是由氧化矽構成；-■_表示以往具有粗化結構的藍寶石磊晶基板11製得的發光二極體。由圖4所述第一透光錐22在不同第一高度Hl與固定第一寬度Wl (於圖4中Wl=4ym)的比值(H1/W1)結果可知當控制該第一透光錐22的第一高度Hl/第一寬度Wl比值在不小於O. 25的條件時，可調整光線於接觸該每一第一透光錐22的入射角，而有效提升該發光二極體的光取出率，較佳地，該每一第一透光錐22的第一高度Hl與該第一寬度Wl比值(H1/W1)介於O. 25 I. 0，更佳地，該每一第一透光錐22的第一高度Hl與該第一寬度Wl比值(H1/W1)介於O. 6 I. O之間。此外，由圖4的結果還可得知，以氧化矽為第一透光錐22構成材料時,該發光二極體的光取出率會高於藍寶石構成的第一透光錐22。
由圖4可知，利用所述第一透光錐22即可有效增加該發光二極體的光取出率，由此可知，當進一步在該第一型半導體層31也設置相同結構的第二透光錐312時，將可更進一步將接觸所述第二透光錐312的光線再次折射，而令該發光二極體的光取出率可以再提升。參閱圖5，值得一提的是，該發光二極體還可包含由該第一型半導體層31的底膜311與所述第一透光錐22表面共同界定的至少一個氣穴23，該氣穴23可提供該第一型半導體層31與氣穴23之間更大的折射率差，讓朝自該基材21方向行進的光更容易經由該氣穴23與第一型半導體層31之界面向外發出。參閱圖6，本發明發光二極體的該較佳實施例，通過以下發光二極體製作方法的說明，當可更清楚明白。本發明該發光二極體的製作方法包含以下七個步驟。配合參閱圖7，首先進行步驟51，於該基材21表面形成該第一屏蔽圖案301。該步驟51是自該基材21表面依序形成一層第一蝕刻層200，及一層第一光阻層300，接著配合使用一具有預設圖案的第一光罩100，以微影製程將該第一光阻層300預定部份移除，致使部分第一蝕刻層200裸露出，令第一光阻層300的殘餘部分形成該第一屏蔽圖案301。該第一光阻層300可依製程需求選自正型或負型光阻材料，該第一蝕刻層200選自折射率低於該基材21的透光材料構成，例如，氧化矽(SiOx)、氮氧化矽(SiONx)，或氟化鎂(MgF2);較佳地，為配合後續製作該發光單元3的高溫製程及製成所述第一透光錐22對光線的折射效果，該第一蝕刻層200是選自耐熱性不小於ΙΟΟΟ ，且折射率與該基材21及該第一型半導體層31差異性較大的材料，例如，氧化矽(SiOx)或氟化鎂(MgF2)。具體的說，該步驟51是以化學氣相沉積方式於該基材21上形成該第一蝕刻層200,之後，於該第一蝕刻層200上形成該由正型光阻材料構成的第一光阻層300,接著,再以該具有預定圖案的第一光罩100對該第一光阻層300進行微影製程，將該第一光阻層300的預定部份移除，致使部分第一蝕刻層200露出，令第一光阻層300殘留的部分形成該第一屏蔽圖案301，由於該化學氣相沉積製程及微影製程為半導體製程領域技術人員所熟知，因此，不再多加贅述。接著進行步驟52，將該具有第一屏蔽圖案301的基材21進行熱整形。該步驟52是將前述該具有屏蔽圖案301的基材21加熱到該正型光阻的玻璃轉換溫度(以下簡稱Tg)以下約5 10度的溫度條件下，持溫約60分鐘，以對該第一屏蔽圖案301進行熱整形，利用高分子材料於Tg時的分子鏈運動，將該第一屏蔽圖案301整形成具有最低表面能的圓弧形結構。接著進行步驟53，以該經熱整形後的第一屏蔽圖案301為蝕刻屏蔽，製得該磊晶基板2。該步驟53是以該經熱整形後的第一屏蔽圖案301為屏蔽，利用乾式蝕刻的非等向蝕刻特性，對該第一蝕刻層200進行蝕刻，令 該第一蝕刻層200形成多數個概呈圓錐狀的第一透光錐22，然後，將該第一屏蔽圖案301移除，製得該磊晶基板2。具體的說，該步驟53是在射頻功率約200 400W之間，蝕刻氣體可以使用含氟元素的氣體，例如CF4、SF6, CHFf等的條件下進行乾式蝕刻，即可得到所述第一透光錐22，較佳地，該基材21與該第一屏蔽圖案301的蝕刻選擇比介於I : O. 5 I : I. 5。然後，進行步驟54,於該嘉晶基板2表面形成該第_■屏蔽圖案303。該步驟54是於該基材21及所述第一透光錐22的表面形成一由第一型半導體材料構成的底膜311，再於該底膜311表面依序形成一第二蝕刻層201及一第二光阻層302，再配合使用一第二光罩101，以微影製程令該第二光阻層302形成一第二屏蔽圖案303，由於該第一型半導體材料的選擇為此技術領域人員所熟知，且該第二光阻層302及該第二蝕刻層201的材料及製作方式與該步驟51大致相同，因此不再多加贅述。接著，進行步驟55，於該磊晶基板2表面形成該第一型半導體層31。該步驟55是將該具有第二屏蔽圖案303的基材21實質加熱至該第二光阻層302構成材料的玻璃轉換溫度以下約5 10度的溫度條件下，持溫約60分鐘，以對該第二屏蔽圖案303進行熱整形，再以該經過熱整形的第二屏蔽圖案303為屏蔽，利用乾式蝕刻方式，令該第二蝕刻層201形成多數個彼此間隔且概呈圓錐狀的第二透光錐312，然後將該第二屏蔽圖案303移除，接著再於該底膜311及所述第二透光錐312的表面形成一由第一型半導體材料構成的頂膜313，形成該第一型半導體層31，由於該乾式蝕刻的相關製程參數控制與該步驟53相同，因此不再詳述。接著，進行步驟56，形成該發光單元3。該步驟56是依序於該第一型半導體層31表面形成該發光層32及該電性與該第一型半導體層31相反的第二型半導體層33，即可完成該發光單元3。最後進行步驟57，於該發光單元3上形成該電極單元4。該步驟57是先自該第二型半導體層33的預定表面向下蝕刻移除預定部分的第二型半導體層33、發光層32，致使局部該第一型半導體層31露出後，再分別於該第一半導體層31、第二型半導體層33表面沉積形成該具有第一電極41、第二電極42的電極單元4，即可完成如圖2所示該發光二極體。由於該發光單元3及電極單元4的相關材料選擇及製程為本技術領域人員所熟知，且非為本發明的重點，因此不再多加贅述。值得一提的是，於進行該步驟54，形成該底膜311時，可進一步藉由橫向磊晶方式，利用成長參數(如氣體組成、壓力及溫度)的控制，讓該底膜311與所述第一透光錐22表面不完全接觸，而形成至少一如圖5所示的氣穴23，由於橫向磊晶的相關參數控制為本技術領域人員所熟知，所以不再多加說明。藉由該氣穴23的形成可讓自該發光層32發出朝自該基材21方向行進的光更容易經由所述第二透光錐312、氣穴23、第一透光錐22，及基材21不同的折射率變化，經由多重折射及反射向外發出，而更進一步提升該發光二極體的出光效率。本發明藉由形成於該基材21且具有折射率低於該基材21的第一透光錐22，及形成於該第一型半導體層31間的第二透光錐312,利用所述第一透光錐22、第二透光錐312與該基材21之間的折射率差，讓自該發光單元3發出的光線於接觸到所述第一透光錐22、 第二透光錐312及該基材21時，可經由多重折射及反射的效果，而可有效提升發光二極體的光取出率，此外，由於所述第一透光錐22、第二透光錐312是利用蝕刻第一蝕刻層200、第二蝕刻層201所製得，不像以往需直接蝕刻基材21或發光單元3的出光面形成粗化結構，因此，不僅製程簡便，且更容易控制所形成的第一透光錐22、第二透光錐312的尺寸精度及均勻性，故確實能達成本發明的目的。
權利要求
1.一種高光取出率發光二極體，包含一個磊晶基板、一個發光單元，及一個用以提供電能至該發光單元的電極單元；其特徵在於該磊晶基板具有一個基材，及多個第一透光錐，該基材具有一個平坦的表面，所述第一透光錐呈錐狀，是由與該基材不同且折射率低於該基材的材料構成而形成於該表面，且任兩個相鄰的第一透光錐彼此不連接，該發光單元設置在該磊晶基板具有所述第一透光錐的表面，在接收電能時以光電效應發光，具有依序自該基材及所述第一透光錐的表面向上形成的一個第一型半導體層、一個發光層，及一個電性與該第一型半導體層相反的第二型半導體層，且該第一型半導體層具有一個與該基材及所述第一透光錐連接的底膜、多個形成於該底膜表面的第二透光錐，及一個形成於該底膜及所述第二透光錐表面的頂膜，所述第二透光錐呈錐狀，由折射率與該頂膜及底膜不同的材料構成，且任兩個相鄰的第二透光錐彼此不連接。
2.根據權利要求I所述的高光取出率發光二極體，其特徵在於該每一個第一透光錐呈圓錐狀，具有一個與該表面連接的第一底面，及一個由該第一底面至該第一透光錐頂部的第一高度，該底面的最大寬度為第一寬度，所述第一透光錐的第一高度與第一寬度的比值介於O. 25 I. O之間，且任兩個相鄰的第一透光錐的間距不大於I μ m。
3.根據權利要求I所述的高光取出率發光二極體，其特徵在於該第一型半導體層的底膜與所述第一透光錐的表面共同界定出至少一個氣穴。
4.根據權利要求I所述的高光取出率發光二極體，其特徵在於該每一個第二透光錐呈圓錐狀，具有一個與該底膜連接的第二底面，及一個由該第二底面至該第二透光錐頂部的第二高度，該第二底面的最大寬度為第二寬度，所述第二透光錐的第二高度與第二寬度比值介於O. 25 I. O之間，且任兩個相鄰的第二透光錐的間距不大於I μ m。
5.根據權利要求I所述的高光取出率發光二極體，其特徵在於該基材的構成材料包括氧化鋁、碳化矽、矽，或氮化招。
6.根據權利要求I所述的高光取出率發光二極體，其特徵在於所述第一透光錐的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。
7.根據權利要求I所述的高光取出率發光二極體，其特徵在於所述第二透光錐的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。
8.—種如權利要求I所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該製作方法包含 (a)自一個基材表面依序形成一個第一蝕刻層及一個第一光阻層，該第一蝕刻層是由與該基材不同且折射率低於該基材的材料構成，接著，以微影製程令該第一光阻層形成一個第一屏蔽圖案； (b)將該具有第一屏蔽圖案的基材加熱至不高於該第一光阻層構成材料的玻璃轉換溫度，對該第一屏蔽圖案進行熱整形； (C)以該經過熱整形的第一屏蔽圖案為屏蔽，利用乾式蝕刻方式，令該第一蝕刻層形成多個彼此間隔且呈錐狀的第一透光錐，之後移除該第一屏蔽圖案； (d)於該基材及所述第一透光錐的表面形成一個由第一型半導體材料構成的底膜，再於該底膜表面依序形成一個第二蝕刻層及一個第二光阻層，再以微影製程令該第二光阻層形成一個第二屏蔽圖案； (e)將該具有第二屏蔽圖案的基材加熱至該第二光阻層構成材料的玻璃轉換溫度，對該第二屏蔽圖案進行熱整形，再以該經過熱整形的第二屏蔽圖案為屏蔽，利用乾式蝕刻方式，令該第二蝕刻層形成多個彼此間隔且呈錐狀的第二透光錐，然後移除該第二屏蔽圖案，接著再於該底膜及所述第二透光錐的表面形成一個由第一型半導體材料構成的頂膜，完成該第一型半導體層； (f)於該第一型半導體層表面依序形成一個發光層及一個電性與該第一型半導體層相反的第二型半導體層。
9.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該製作方法還包含一個步驟(g)，形成一個提供電能至該發光單元的電極單元。
10.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該步驟(c)是控制令該基材與該第一屏蔽圖案的蝕刻選擇比介於I: 0.5 I : 1.5。
11.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該每一個第一透光錐呈圓錐狀，具有一個與該表面連接的第一底面，及一個由該第一底面至該第一透光錐頂部的第一高度，該第一底面的最大寬度為第一寬度，所述第一透光錐的第一高度與第一寬度比值介於O. 25 I. O之間。
12.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該步驟(e)是控制令該基材與該第二屏蔽圖案的蝕刻選擇比介於I : 0.5 I : 1.5。
13.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該每一個第二透光錐呈圓錐狀，具有一個與該底膜連接的第二底面，及一個由該第二底面至該第二透光錐頂部的第二高度，該第二底面的最大寬度為第二寬度，所述第二透光錐的第二高度與第二寬度比值介於O. 25 I. O之間。
14.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該步驟(d)是以橫向磊晶方式形成該底膜，且該底膜與所述第一透光錐的表面共同界定出至少一個氣穴。
15.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該基材的構成材料包括氧化鋁、碳化矽、矽，或氮化鋁。
16.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該第一蝕刻層的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。
17.根據權利要求8所述的高光取出率發光二極體的製作方法，其特徵在於該第二蝕刻層的構成材料選自氧化矽、氮氧化矽，及氟化鎂。
全文摘要
一種高光取出率發光二極體，包含一磊晶基板、一發光單元，及一電極單元，該磊晶基板具有一基材，及多個第一透光錐，所述第一透光錐概呈錐狀，由折射率低於該基材的材料構成，且任兩相鄰第一透光錐彼此不連接，該發光單元具有一第一型半導體層，該第一型半導體層具有一底膜、多個形成於該底膜表面的第二透光錐，及一形成於該底膜及所述第二透光錐表面的頂膜，所述第二透光錐由折射率與該頂膜及底膜不同的材料構成，且任兩相鄰第二透光錐彼此不連接，藉由第一透光錐、第二透光錐的形狀及與第一型半導體層及基材的折射率差，有效提升發光二極體的光取出率。此外，本發明還同時提供該高光取出率發光二極體的製作方法。
文檔編號H01L33/10GK102810608SQ20111034958
公開日2012年12月5日 申請日期2011年11月8日 優先權日2011年5月31日
發明者羅信明, 許世昌 申請人:兆鑫光電科技股份有限公司