專利名稱：具有光補償腔的基板及以此基板形成的發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基板及以此基板形成的元件，特別是涉及一種供磊晶用的基板 以及以此基板形成的發(fā)光元件。
背景技術(shù)：
固態(tài)發(fā)光元件是新一代的Ait光源，其中，發(fā)光二極管(LED)的制程技術(shù)成 熟，兼且具有壽命長、省電、體積小、驅(qū)動電壓低、反應(yīng)速率快、辨識率高靴點， 已在日常生活中隨處可見其蹤影應(yīng)用。
參閱圖l， 一般，發(fā)光二極管1包括一±; 板11、 一層磊晶形成在該基板ll上 的量子單元12，及二片可提供電能的電極14。
該i央掛反ll一般是由晶格常數(shù)與該量子單元相匹配的材料，例如藍(lán)寶石、氧化 鋁等構(gòu)成，呈矩形板狀而具有一平坦的上表面111。
該層量子單元12是以氮化鎵系的半導(dǎo)體材料自該基板11上表面111向上磊晶 形成，具有一層與該上表面111連接且包括有一塊中央?yún)^(qū)124及一±央環(huán)圍該中央?yún)^(qū) 124的外環(huán)區(qū)125的第一型披覆層121 (即n cladding-layer)、 一層自該第一型披覆 層121的中央?yún)^(qū)124頂面向上形成的活性層123 (active layer)、 一層自該活性層123 頂面向上形成的第二型披覆層122 (即pcladding-layer)，及一層以透明且可導(dǎo)引電 流橫向擴(kuò)散流通的材料(例如銦錫氧化物(ITO))形成在該第二型披覆層122上的 電流擴(kuò)散層126，該第一、二型披覆層121、 122相對該活性層123形成量子能障而 可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子，電流擴(kuò)散層126可使電流水平橫向均勻地擴(kuò)散流通后再垂 直通過該第一、二型披覆層121、 122與活性層123，進(jìn)而提升發(fā)光效率，該量子單 元12的第一型披覆層121的中央?yún)^(qū)124、活性層123、第二型披覆層122，以及形成 在該第二型披覆層122上的電流擴(kuò)散層124構(gòu)成元件主要向外發(fā)光的平臺區(qū)IOO(即 mesa)。
該二電極14是以例如銅、銀等金屬^/或其合金構(gòu)成，彼此相對遠(yuǎn)離地設(shè)于該發(fā) 光二極管1的兩對角角落，并分別與該量子單元12的第一型披覆層121以及該電流 擴(kuò)散層126毆姆接觸，而可對該量子單元12提供電能使該量子單元12產(chǎn)生光。
當(dāng)自該二電極14施加電能時，電流自該片與電流擴(kuò)散層126相歐姆接觸的電極
14經(jīng)過該電流擴(kuò)散層126橫向水平分散流通后，垂直向下擴(kuò)散2H過第一、二型披 覆層121、 122、活性層123而以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子，進(jìn)而使該發(fā)光二極管1發(fā)光。
由于晶格結(jié)構(gòu)較佳的量子單元內(nèi)部量子效應(yīng)產(chǎn)生光子的效率也會較佳，所以一 般為了磊晶成長出品質(zhì)較佳的量子單元，都會要求基板的品質(zhì)一也就是盡可能的要 求基板上表面平坦無缺陷，以避免磊晶成長的過程中缺陷的延伸、產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致 量子單元的結(jié)構(gòu)不佳、產(chǎn)生光子的效率降低。
但是此等上表面平坦的基板雖然可以磊晶成長出晶體結(jié)構(gòu)較佳的量子單元，但 是也由于上表面的平坦，當(dāng)量子單元以光電效應(yīng)產(chǎn)生且朝向基板方向行進(jìn)的光，會 較易產(chǎn)生全反射而在元件內(nèi)不斷地折射與反射，不但浪費了所產(chǎn)生的光，也進(jìn)而形 成內(nèi)廢熱而影響到元件的工作壽命。
參閱圖2，另外也有文獻(xiàn)提出隨機(jī)Ji/或是有規(guī)則地粗化基板11 ，使其上表面11 r
變得不甚平整，使朝向繊ir方向行進(jìn)的光在經(jīng) 匕上表面iir時，因為不平 整的界面而徑自穿進(jìn)入基板ir中，進(jìn)而減少組件內(nèi)部的光產(chǎn)生全反射、產(chǎn)生內(nèi)廢 熱的機(jī)率，但是此等方式，也只是將原本朝向基板ir方向行進(jìn)并在穿經(jīng)該上表面 iir產(chǎn)生全反射而導(dǎo)致內(nèi)熱形成的光，借由基板ir上表面iir的刻意粗化而可 徑行穿iSAS板中以避免產(chǎn)生全反射而已，并未有效再禾i傭此等朝向SI反ir方向 行進(jìn)的光。
因此，若能有效改善目前基板的結(jié)構(gòu)，不但有助于完整提出內(nèi)部量子效應(yīng)所產(chǎn) 生的光，同時也可以提升元件整體的外部發(fā)光亮度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在提供一種可以補償光效應(yīng)的具有光補償腔的基板。本發(fā)明的 另一 目的是在提供一種具有高發(fā)光亮度與高發(fā)光效益的由具有光補償腔的基板所形 成的發(fā)光元件。
本發(fā)明一種具有光補償腔的基板，用于磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子 單元，該基板包括一層體、多數(shù)個環(huán)圍體，及多數(shù)個中心體。 該層體具有一上表面。
該多數(shù)個環(huán)圍體彼此以預(yù)定光波長四分之一的整數(shù)倍為間隔在該上表面形成規(guī) 則的周期排列，并界定出多數(shù)個等邊長的多邊形區(qū)間。
該多數(shù)個中心體分別對應(yīng)位于該等區(qū)間的中央而使環(huán)圍任一中心體的環(huán)圍體是 對應(yīng)該中心體的中心軸線呈徑向?qū)ΨQ，且環(huán)圍任一中心體的多數(shù)環(huán)圍體與該被環(huán)圍 的中心體共同形成一個可限制光產(chǎn)生駐波并增強光娜的光補償腔。
另外，本發(fā)明一種固態(tài)發(fā)光元件，是以光電效應(yīng)發(fā)光且包括一塊基板、 一個量 子單元，及二片電極。
該土據(jù)板具有一層體、多數(shù)個形成在該層體上表面的環(huán)圍體，及多數(shù)個形成在 該層體上表面的中心體，該多數(shù)個環(huán)圍體彼此以預(yù)定光波長四分之一的整數(shù)倍為間 隔形成規(guī)則的周期排列，并界定出多數(shù)個等邊長的多邊形區(qū)間，該多數(shù)個中心體分 別對應(yīng)位于該等區(qū)間的中央，而使環(huán)圍任一中心體的環(huán)圍體是對應(yīng)該中心體的中心 軸線呈徑向?qū)ΨQ，且使環(huán)圍任一中心體的多數(shù)環(huán)圍體與該被環(huán)圍的中心體共同形成 一個可限制光產(chǎn)生駐波并增強光翻寸的光補償腔。
該量子單元自該基板向上磊晶形成并可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光。
該二片電極間隔地設(shè)置在該量子單元上，是可以相互配合而對該量子單元施加 電能。
本發(fā)明的有益效果在于以中心體與環(huán)圍體共同形成光補償腔，而可將光限制 在環(huán)圍體形成的區(qū)間中并產(chǎn)生駐波強增效應(yīng)，以相對增強散射效應(yīng)而補償光損失， 進(jìn)而可增加整體固態(tài)發(fā)光元件的發(fā)光亮度。


圖1是一剖視示意圖，說明一個現(xiàn)有的發(fā)光二極管的構(gòu)造；
圖2是一剖視示意圖，說明一個現(xiàn)有的且 經(jīng)過粗化的發(fā)光二極管的構(gòu)造；
圖3是一剖視示意圖，說明本發(fā)明一種具有光補償腔的基板的一第一較佳實施
例；
圖4是一局部立體圖，說明圖3的具有光補償腔的基板的光補償腔；
圖5是一剖視示意圖，說明本發(fā)明一種具有光補償腔的基板的一第二較佳實施
例；
圖6是一局部立體圖，說明類似于第一、二較佳實施例的SI反的光補償腔的另 一種態(tài)樣；
圖7是一局部立體圖，說明類似于第一、二較佳實施例的基板的光補償腔的又 一種態(tài)樣；
圖8是一剖視示意圖，說明本發(fā)明一種具有光補償腔的 的一第三較佳實施
例；
圖9是一局部立體圖，說明圖8的具有光補償腔的基板的光補償腔；
圖io是一剖視示意圖，說明本發(fā)明一種具有光補償腔的基板的一第四較佳實施
例；
圖ll是一局部立體圖，說明類似于第三、四較佳實施例的基板的光補償腔的另 一種態(tài)樣；
圖12是一局部立體圖，說明類似于第三、四較佳實施例的基板的光補償腔的又 —種態(tài)樣；
圖13是一剖視示意圖，說明本發(fā)明一種具有光補償腔的基板的一第五較佳實施
例；
圖14是一局部立體圖，說明圖13的具有光補償腔的基板的光補償腔；及 圖15是一剖l見示意圖，說明一由圖3的基板所磊晶形成的固態(tài)發(fā)光元件。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明
參閱圖3與圖4，本發(fā)明一種具有光補償腔的對反的一第一較佳實施例，適用于 磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元(圖未示出)。
該基板2是例如藍(lán)寶石基板、氧化鋁基板、碳化鋅基板、氧化鋅基板、砷化鎵 基板等，包括一層體21、多數(shù)個環(huán)圍體22，及多數(shù)個中心體23。
該層體21厚度遠(yuǎn)大于該等環(huán)圍體22、中心體23的高度，具有一上表面211。
多數(shù)個環(huán)圍體22分別是自該上表面211 —體向上凸伸且高度介于1 3 u m，半 徑介于0.5~2 u m的圓柱，且彼此以預(yù)定光波長四分之一的整數(shù)倍為間隔(在本例中 是4um)形成規(guī)則的周期排列，同時，以每十二個環(huán)圍體界定出一個等邊六邊形的 區(qū)間24，且兩相鄰的區(qū)間24共享一相鄰邊的環(huán)圍體的方式界定出多數(shù)個個區(qū)間24。
該多數(shù)個中心體23分別是自該上表面211 —體向上凸伸且高度介于1 3um， 邊長介于3~6 U m的六角柱，且每一個中心體23是位于該一個區(qū)間24的中央而使 環(huán)圍任一中心體23的十二個環(huán)圍體22^t應(yīng)該中心體23的中心軸線呈徑向?qū)ΨQ， 且環(huán)圍任一中心體23的多數(shù)環(huán)圍體22與該被環(huán)圍的中心體23共同形成一個光補償 腔25，當(dāng)光在此光補償腔25中行進(jìn)時，由于中心體23、環(huán)圍體22與周遭環(huán)境(在
此是空氣)的介質(zhì)不同，因此會被周圍圍繞的多數(shù)環(huán)圍體22所限制而產(chǎn)生駐波強增
效應(yīng)，相對地散射效應(yīng)也會增強，而可補償光穿經(jīng)中心體23時的光損失。
參閱圖5，本發(fā)明一種具有光補償腔的基板2'的一第二較佳實施例，是與該第
一較佳實施例相似，適用于磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元(圖未示出)，
其不同處僅在于該等環(huán)圍體22，與中心體23，分別是自該上表面211'向下形成深 度介于1~3 u m，半徑介于0.5~2 y m的圓柱形凹 L及深度介于1~3 u m，且截面呈 邊長介于4~6 U m的六角柱孔，而可同樣地達(dá)到補償光損失的功效。
另外，類似于該第一、二實施例所述，該中心體22、 22'并非一定要成截面為 六邊形的態(tài)樣，例如圖6所示的圓柱26，或如圖7所示的圓柱形凹孔27，都可以達(dá) 到補償光損失的功效，由于此等形式種類眾多，在此不一一詳加舉例說明。
參閱圖8與圖9，本發(fā)明一種具有光補償腔的基板3的一第三較佳實施例，適用 于磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元(圖未示出)。
該基板3是例如藍(lán)寶石基板、氧化鋁基板、碳化鋅S^反、氧化鋅SI及、砷化鎵 基板等，包括一層體31、多數(shù)個環(huán)圍體32，及多數(shù)個中心體33。
該層體31厚度遠(yuǎn)大于該等環(huán)圍體32、中心體33的高度，具有一上表面311。
多數(shù)個環(huán)圍體32分別是自該上表面311 —體向上凸伸且高度介于1 3um，半 徑介于0.5 2um的圓柱，且彼此以預(yù)定光波長四分之一的整數(shù)倍為間隔(在本例中 是4ym)形成規(guī)則的周期排列，同時，以每十二個環(huán)圍體32界定出一個等邊六邊 形區(qū)間34的方式周期規(guī)則排列，而界定出多數(shù)個彼此亦成周期規(guī)貝鵬咧的區(qū)間34。
該多數(shù)個中心體33分別是自該上表面311 —體向上凸伸且高度介于l~3um， 邊長介于2~6 u m的六角柱，且每一個中心體33是位于該一個區(qū)間34的中央而使 環(huán)圍任一中心體33的十二個環(huán)圍體32^t應(yīng)該中心體33的中心軸線呈徑向?qū)ΨQ， 且環(huán)圍任一中心體33的多數(shù)環(huán)圍體32與該被環(huán)圍的中心體33共同形成一個光補償 腔35，當(dāng)光在此光補償腔35中行進(jìn)時，由于中心體33、環(huán)圍體32與周遭環(huán)境(在 此是空氣)的介質(zhì)不同，因此會被周圍圍繞的多數(shù)環(huán)圍體所限制而產(chǎn)生駐波強增效 應(yīng)，相對地翻寸效應(yīng)也會增強，而可補償光穿經(jīng)中心體33時的光損失。
參閱圖10，本發(fā)明一種具有光補償腔的基板3'的一第四較佳實施例，是與該
第三較佳實施例相似，適用于磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元(圖未示 出)，其不同處僅在于該等環(huán)圍體32，與中心體33，分別是自該上表面311'向下 形成深度介于l 3um，半徑介于l一um的圓柱形凹孔，及深度介于l 3um，且
截面呈邊長介于2-6 U m的六角柱孔而可同樣地達(dá)到補償光損失的功效。
另外，類似于該第三、四實施例所述，該中心體33、 33'并非一定要成截面為 六邊形的態(tài)樣，例如圖11所示的圓柱36，或是如圖12所示的圓柱形凹孔37等都可 以達(dá)到補償光損失的功效，由于此等形式種類眾多，在此不一一詳加舉例說明。
再者，雖然在上述第一至第四較佳實施例中，環(huán)圍體22、 22， 、 32、 32，的截 面態(tài)樣均是以圓形為例說明，然而，例如等邊的三角形、四邊形，甚至是多邊形等， 均可以適用而達(dá)到類似的產(chǎn)生駐波強增效應(yīng)，以相對增強翻寸效應(yīng)的功效，由于此 等形狀態(tài)樣的變化眾多，在此不再一一舉例說明。
參閱圖13與圖14，本發(fā)明一種具有光補償腔的基板的一第五較佳實施例，適用 于磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元(圖未示出)。
該對反7是例如藍(lán)寶石SI反、氧化鋁基板、碳化鋅 、氧化鋅基板、砷化鎵 對反等，包括一層體71、多數(shù)個環(huán)圍體72，及多數(shù)個中心體73。
該層體71厚度遠(yuǎn)大于該等環(huán)圍體72、中心體73的高度，具有一上表面711。
該多數(shù)個環(huán)圍體72分別是自該上表面711 —體向上凸伸，且彼此以預(yù)定光波長 四分之一的整數(shù)倍為間隔(在本例中是4um)形j^見貝啲周期排列，同時，以每十 二個環(huán)圍體界定出一個等邊六邊形的區(qū)間74，且兩相鄰的區(qū)間74共享一相鄰邊的環(huán) 圍體的方式界定出多數(shù)個個區(qū)間74。
該每一環(huán)圍體72是高度介于0.34 Pm，與該上表面711相接的區(qū)域的徑長介 于0.5~2u m，高度徑長的比值介于0.15 8的半橢球。
該多數(shù)個中心體73分別是自該上表面711 —體向上凸伸，且每一個中心體73 是位于該一個區(qū)間74的中央而使環(huán)圍任一中心體73的十二個環(huán)圍體72是對應(yīng)該中 心體73的中心軸線呈徑向?qū)ΨQ。
該每一中心體73是高度介于0.3 4 u m，與該上表面711相接的區(qū)域的徑長介 于1~4 u m，高度徑長的比值介于0.3 4的半橢球。
再者，環(huán)圍任一中心體73的多數(shù)環(huán)圍體72與該被環(huán)圍的中心體73共同形成一 個光補償腔75，當(dāng)光在此光補償腔75中行進(jìn)時，由于中心體73、環(huán)圍體72與周遭 環(huán)境(在此是空氣)的介質(zhì)不同，因此會被周圍圍繞的多數(shù)環(huán)圍體72所限制而產(chǎn)生 駐波強增效應(yīng)，相對地翻寸效應(yīng)也會增強，而可補償光穿經(jīng)中心體73時的光損失。
參閱圖15，由本發(fā)明一種具有光補償腔的基板磊晶形的固態(tài)發(fā)光元件4，是包 括該i央第一較佳實施例所說明的基板2、 一層形成在該基板2上的量子單元5，及二
片電極6，在此以發(fā)光二極管為例說明。
配合參閱圖3與圖4，該± 板2即是上述第一較佳實施例所說明的基板2,由 于其結(jié)構(gòu)已于上述敘述中清楚的說明，在此不再多加重復(fù)累述。
該層量子單元5是自該 2向上磊晶形成，具有一層與該基板2連接且包括 有一塊中央?yún)^(qū)511及一i央環(huán)圍該中央?yún)^(qū)511的外環(huán)區(qū)512的第一型披覆層51 (即n cladding-layer)、 一層自該第一型披覆層51的中央?yún)^(qū)511頂面向上形成的活性層52、 一層自該活性層52頂面向上形成的第二型披覆層53 (即p cladding-layer)，及一層 以透明且可導(dǎo)引電流橫向擴(kuò)散流通的材料(例如銦錫氧化物(ITO))形成在該第二 型披覆層53上的電流擴(kuò)散層54，該第一、二型披覆層51、 53相對該活性層52形成 量子能障而可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子，電流擴(kuò)散層54可使電流7jC平橫向均勻地擴(kuò)散流 通后再垂直通過該第一、二型披覆層51、 53與活性層52，進(jìn)而提升發(fā)光效率，該量 子單元5的第一型披覆層51的中央?yún)^(qū)511、活性層52與第二型披覆層53，以及形 成在該第二型披覆層53上的電流擴(kuò)散層54構(gòu)成元件主要向外發(fā)光的平臺區(qū)55 (即 mesa)。
該二電極6是以例如銅、銀等金屬^/或其合金構(gòu)成，彼此相對遠(yuǎn)離地設(shè)于該固 態(tài)發(fā)光元件4的兩對角角落，并分別與該量子單元5的第一型披覆層51以及該電流 擴(kuò)散層54毆姆接觸，而可對該量子單元5提供電能使該量子單元5產(chǎn)生光。
當(dāng)自該二電極6施加電能時，電流自該片與電流擴(kuò)散層54相歐姆接觸的電極6 經(jīng)過該電流擴(kuò)散層54橫向水平分散流通后，垂直向下擴(kuò)散流通過第一、二型披覆層 51、 53、活性層52而以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子，進(jìn)而使該固態(tài)發(fā)光元件4發(fā)光。
由于該 2與量子單元5連接的界面是由層體21的上表面211與凸伸出的環(huán) 圍體22與中心體23形成，因此會產(chǎn)生類似于粗化基板的效應(yīng)，也就是使得量子單 元5以光電效應(yīng)產(chǎn)生且朝向基板2方向行進(jìn)的光，因為不平整的界面而徑自穿進(jìn)入 凝及2中，進(jìn)而減少元件內(nèi)部的光產(chǎn)生全反射、產(chǎn)生內(nèi)廢熱的機(jī)率，但是在此等光 穿經(jīng)基阪2與量子單元5的連接界面的過程中，由于基阪2的中心體23、環(huán)圍體22 與量子單元5的折射系數(shù)不同，因此，此等光會被光補償腔25周圍的多數(shù)環(huán)圍體22 所限制而產(chǎn)生駐波強增效應(yīng)，相對地翻t效應(yīng)也會增強，而可補償光穿經(jīng)中心體23 時的光損失，進(jìn)而將光再導(dǎo)引反向行進(jìn)，而將原本朝向基阪2方向行進(jìn)并在穿經(jīng)連 接界面會產(chǎn)生全反射而導(dǎo)致內(nèi)熱形成的光，借由基板2的光補償腔25的局限與導(dǎo)引， 而反向于朝向基板2方向向上正向自平臺區(qū)55頂面射出，進(jìn)而增加元件的發(fā)光亮度。
在此要特別加以說明的是，在上述敘述中提及的各式基板2、 2， 、 3、 3， 、 7， 均可以磊晶形成量子單元5、設(shè)置電極6后制成固態(tài)發(fā)光元件，由于其補償光的效應(yīng) 均類似，故不再重復(fù)累述。
此外，由于本發(fā)明的具有光補償腔的繊2、 2' 、 3、 3' 、 7的中心體23、 23'、 33、 33， 、 73與環(huán)圍體22、 22， 、 32、 32， 、 72是應(yīng)用黃光微影技術(shù)所刻意制得， 因此，在后續(xù)磊晶形成量子單元5的過程中，雖然無可避免的會因為此等對及2、 2'、 3、 3' 、 7的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生晶格缺陷，但也因為當(dāng)前對于此等結(jié)構(gòu)屬于人為特殊設(shè)計的 基板，目前已有多篇文獻(xiàn)及足夠的制程技術(shù)針對此等問題提出克服、解決的此^ 導(dǎo)致后續(xù)磊晶制得的量子單元內(nèi)部量子效應(yīng)降低的答案，而磊晶形成晶體結(jié)構(gòu)符合 所需的量子單元，因此，并不會造成另一個需要克服解決的問題。由于此部份并非 本發(fā)明的創(chuàng)作重點所在，故不再深入加以說明。
由上述說明可知，本發(fā)明主要是提出一種具有光補償腔的基板2、 2' 、 3、 3'、 7，借由中心體23、 23， 、 33、 33， 、 73與環(huán)圍該中心體23、 23， 、 33、 33， 、 73 的環(huán)圍體22、 22， 、 32、 32， 、 72構(gòu)成的光補償腔25、 35、 75限制光以產(chǎn)生駐波 強增效應(yīng)，相對地散射效應(yīng)也會增強，而可補償光穿經(jīng)時的光損失；進(jìn)一步地，本 發(fā)明提出以此等具有光補償腔的基板2、 2' 、 3、 3' 、 7所形成的固態(tài)發(fā)光元件4， 借著基板2、 2， 、 3、 3' 、 7的光補償腔25、 35、 75，而將量子單元5以光電效應(yīng) 產(chǎn)生且朝向基板2、 2' 、 3、 3， 、 7方向行進(jìn)的光，因為不平整的界面而徑自穿進(jìn) AS板2、 2， 、 3、 3， 、 7中，進(jìn)而減少元件內(nèi)部的光產(chǎn)生全反射、產(chǎn)生內(nèi)廢熱的 機(jī)率，同時，在此等光穿經(jīng)界面的過程中，讓光由光補償腔25、 35、 75所限制進(jìn)而 產(chǎn)生駐波強增效應(yīng)，并相對地增強散射效應(yīng)，而可補償光損失并將光再導(dǎo)引向上正 向自平臺區(qū)55頂面射出，進(jìn)而增加元件的發(fā)光亮度，確實達(dá)到本發(fā)明的創(chuàng)作目的。
權(quán)利要求
1.一種具有光補償腔的基板，用于磊晶形成一可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單 元；其特征在于該基板包括一具有一上表面的層體、多數(shù)個形成在該上表面的環(huán)圍體， 及多數(shù)個形成在該上表面的中心體，該多數(shù)個環(huán)圍體彼此以預(yù)定光波長四分 之一的整數(shù)倍為間隔規(guī)則的周期排列，并界定出多數(shù)個等邊長的多邊形區(qū)間， 該多數(shù)個中心體，分別對應(yīng)位于該等區(qū)間的中央而使環(huán)圍任一中心體的環(huán)圍 體對應(yīng)該中心體的中心軸線呈徑向?qū)ΨQ，且環(huán)圍任一中心體的多數(shù)環(huán)圍體與 該被環(huán)圍的中心體共同形成一個可限制光產(chǎn)生駐波并增強光散射的光補償 腔。
2. 如權(quán)利要求l所述的具有光補償腔的基板，其特征在于該環(huán)圍體是自該上表面一體向上凸伸且高度介于1 3 " m，半徑介于0.5 2 u m的圓柱。
3. 如權(quán)利要^2所述的具有光補償腔的基板，其特征在于該中心體是自該上表面 一體向上凸伸且高度介于l 3Pm，邊長介于2^6ixm的六角柱。
4. 如權(quán)利要救所述的具有光補償腔的Sfc其特征在于該中心體是自該上表面 一體向上凸伸且高度介于1 3 u m，半徑介于1 6 u m的圓柱。
5. 如權(quán)禾腰求l所述的具有光補償腔的對反，其特征在于該環(huán)圍體是自該上表面 向下形成深度介于l 3um，半徑介于0.5 2"m的凹孔。
6. 如權(quán)禾腰求5所述的具有光補償腔的基板，其特征在于該中心體是自該上表面 向下形成深度介于1 3 " m，且截面呈邊長介于2 6 u m的六角柱孔。
7. 如權(quán)禾腰求5所述的具有光補償腔的Sfc其特征在于該中心體是自該上表面 向下形成深度介于l 3um，半徑介于14um的圓孔。
8. 如權(quán)利要求l所述的具有光補償腔的繊，其特征在于該每一環(huán)圍體是自該上 表面一體向上凸伸且高度介于0.3~4 " m，與該上表面相接的區(qū)域的徑長介于 0.5-2um，高度徑長的比值介于0.15 8的半橢球形。
9. 如權(quán)利要求8所述的具有光補償腔的基板，其特征在于該每一中心體是自該上 表面一體向上凸伸且高度介于0.3^4 li m，與該上表面相接的區(qū)域的徑長介于14 um，高度徑長的比值介于0.3 4的半橢球形。
10. —種固態(tài)發(fā)光元件，以光電效應(yīng)發(fā)光，包括一塊基板、 一個自該基板向上磊晶 形成并可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光的量子單元，及二片間隔地設(shè)置在該量子單元上以 相互配合而對該量子單元施加電能的電極；其特征在于 該±央 具有一層體、多數(shù)個形成在該層體上表面的環(huán)圍體，及多數(shù)個形成 在該層體上表面的中心體，該多數(shù)個環(huán)圍體彼此以預(yù)定光波長四分之一的整數(shù)倍 為間隔形成規(guī)則的周期排列，并界定出多數(shù)個等邊長的多邊形區(qū)間，該多數(shù)個中 心體分別對應(yīng)位于該等區(qū)間的中央，而使環(huán)圍任一中心體的環(huán)圍體是對應(yīng)該中心 體的中心軸線呈徑向?qū)ΨQ，且使環(huán)圍任一中心體的多數(shù)環(huán)圍體與該被環(huán)圍的中心 體共同形成一個可限制光產(chǎn)生駐波并增強光翻寸的光補償腔。
11. 如權(quán)利要求10所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該量子單元還具有一層第一 型披覆層、 一層第二型披覆層，及一層^立于該第一、二型披覆層之間的活性層， 該第一、二型披覆層相對該活性層形成量子能障而可以光電效應(yīng)產(chǎn)生光子。
12. 如權(quán)利要求ll所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該量子單元還具有一層以透 明且可導(dǎo)弓I電流橫向擴(kuò)散流通的材料形成在該第二型披覆層上的電流擴(kuò)散層。
13. 如權(quán)利要求12所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該二電極分別設(shè)置在該量子 單元的電流擴(kuò)散層與該第一型披覆層上以提供電能。
14. 如權(quán)利要求13所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該環(huán)圍體是自該上表面一體向上凸伸且高度介于1 3 U m，半徑介于0.5 2 y m的圓柱。
15. 如權(quán)利要求14所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該中心體是自該上表面一體 向上凸伸且高度介于1 3 u m，邊長介于2 6 " m的六角柱。
16. 如權(quán)利要求14所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該中心體是自該上表面一體 向上凸伸且高度介于l 3um，邊長介于1^6um的圓柱。
17. 如權(quán)利要求13所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該環(huán)圍體是自該上表面向下 形成深度介于l 3um，半徑介于(X5 2um的凹孔。
18. 如權(quán)利要求17所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該中心體是自該上表面向下 形成深度介于1 3 U m，且截面呈邊長介于2 6 U m的六角柱孔。
19. 如權(quán)利要求17所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該中心體是自該上表面向下 形成深度介于l 3um，半徑介于1^6"m的圓孔。
20. 如權(quán)利要求13所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該每一環(huán)圍體是自該上表面 一體向上凸伸且高度介于0.3 4 y m，與該上表面相接的區(qū)域的徑長介于0.5 2 u m，高度徑長的比值介于0.15 8的半橢球。
21. 如權(quán)利要求10所述的固態(tài)發(fā)光元件，其特征在于該每一中心體是自該上表面 一體向上凸伸且高度介于0.34 u m，與該上表面相接的區(qū)域的徑長介于14 u m，高度徑長的比值介于0.3 4的半橢球。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有光補償腔的基板，以及以此基板磊晶形成的固態(tài)發(fā)光元件，該基板包括一層體、多數(shù)個分別形成在層體表面的環(huán)圍體與中心體，環(huán)圍體彼此間隔地規(guī)則周期排列并對應(yīng)環(huán)圍中心體，而使得環(huán)圍任一中心體的多數(shù)環(huán)圍體與該被環(huán)圍的中心體共同形成一個光補償腔，每一光補償腔可將光局限在環(huán)圍體形成的區(qū)間中，從而產(chǎn)生駐波強增效應(yīng)，并相對增強散射效應(yīng)以補償光損失，進(jìn)而可增加整體固態(tài)發(fā)光元件的發(fā)光亮度。
文檔編號H01L33/00GK101364624SQ20071014321
公開日2009年2月11日 申請日期2007年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月7日
發(fā)明者徐智魁, 徐海文, 鐘寬仁 申請人:新世紀(jì)光電股份有限公司