專利名稱：：發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，尤指一種在基板上自然形成一蝕刻遮罩，通過選擇性蝕刻，形成不同凹凸面的不夫見則幾何形狀于該基板表面，通過該凹凸面改變半導(dǎo)體層的光波導(dǎo)方向，提高外部量子效率的發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
：為了實(shí)現(xiàn)固態(tài)照明，開發(fā)以及改善發(fā)光二極管的發(fā)光效率便成為當(dāng)務(wù)之急。改善發(fā)光二極管的發(fā)光效率的方式可分成兩部分其一為提高發(fā)光二極管的內(nèi)部量子效率；其二為增加發(fā)光二極管的光萃取效率(光取出率)。在內(nèi)部量子效率方面，改善磊晶材料質(zhì)量對于內(nèi)部量子效率有最直4妻且明顯的提升，其中一種側(cè)向成長4支術(shù)(EpitaxialLateralOvergrowth;ELOG)可改善磊晶材津牛質(zhì)量，主要是利用側(cè)向再成長氮化4家層于二氧化石圭條紋圖案化的基才反上，以減少穿透位4晉(ThreadingDislocation)的缺陷，進(jìn)而提升內(nèi)部量子效率。另一種4支術(shù)是美國專利US6，870，193所揭露的橫向磊晶法(LateralEpitaxialPatternSubstrate;LEPS)，該才支術(shù)利用干式或濕式蝕刻的方式來進(jìn)行基板上圖案樣式的蝕刻，達(dá)到與ELOG類似的效果，其好處不4又制程容易，而且可以降^f氐磊晶成長的時間。利用此方法能有效地降低氮化鎵層中的穿透位一睹(ThreadingDislocation)，能有效提升發(fā)光二極管的發(fā)光效率。在光萃取效率方面，因?yàn)橐话惆雽?dǎo)體材料與封裝材料的折射率相差甚多，使得全反射角小，所以發(fā)光二極管所產(chǎn)生的光到達(dá)與空氣的界面時，大于臨界角的光將產(chǎn)生全反射回到發(fā)光二極管晶粒內(nèi)部。光子在交界面離開半導(dǎo)體的機(jī)率變小，讓光子只能在內(nèi)部全反射直到被吸收殆盡，使光轉(zhuǎn)成熱的形式，造成發(fā)光效果不佳。因此，改變基板的幾何形狀是一個有效提升發(fā)光效率的方法-在光萃取效率方面。才艮據(jù)美國專利US6，870，193，該案所揭露的4支術(shù)是一種具備凹部A/或凸部結(jié)構(gòu)形成于基纟反的半導(dǎo)體發(fā)光元件，相較于平坦基板情況下，此種結(jié)構(gòu)的光在半導(dǎo)體層的橫方向傳播時，光可通過凹部或凸部產(chǎn)生散射或繞射效果，可大幅提高外部量子效率。此外，于基板的凹部及/或凸部結(jié)構(gòu)處，通過側(cè)向成長技術(shù)，可降低氮化鎵層的穿透位錯，同時提升發(fā)光二極管的內(nèi)部量子效率。但是，該技術(shù)對于基板制備成具有凹部或凸部幾何形狀的方法，是先形成一鈍化層結(jié)構(gòu)于基板上方，再利用使用黃光微影方式，圖案定義出凹部或凸部幾何形狀的外形，再利用干蝕刻或濕蝕刻方式對基板蝕刻出凹部或凸部結(jié)構(gòu)。此種制造過程較為繁瑣，亦會增加成本，相當(dāng)不符合發(fā)光二極管的商業(yè)應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容于是為解決上述的缺陷，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)及其制造方法，其表面自然形成一化學(xué)反應(yīng)層，以化學(xué)反應(yīng)層為自然蝕刻屏蔽，通過濕蝕刻或干蝕刻法，形成不同凹凸面的不^見則幾^f可形狀于該基板表面上，同時提升發(fā)光二極管的外部量子效率以及內(nèi)部量子效率。本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法，至少包括先提供一基板，該基板是藍(lán)寶石(A1203)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、砷化鎵(GaAs)和氮化鋁(A1N)、氮化鎵(GaN)基板其中之一。將該基板放置于一第一溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使其表面自然形成一化學(xué)反應(yīng)層，然后以該化學(xué)反應(yīng)層作為遮罩，對該基板進(jìn)4于干式蝕刻法、濕式蝕刻法及其混合使用法其中之一的選擇性蝕刻，使該基板上方無該化學(xué)反應(yīng)層之處形成多個具有凹部與上方有該化學(xué)反應(yīng)層的凸部。再將該基4反;改置于一第二溶液內(nèi)蝕刻，除去該化學(xué)反應(yīng)層，形成具有該凹部與凸部的高度差為O.U鼓米至15孩史米的不規(guī)則幾何形狀于該基板表面，且將該基板表面清潔干凈。最后于該基板表面上形成一半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，且利用側(cè)向成長磊晶技術(shù)使該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)填平前述的凹部且無^f壬4可孑L洞形成。其中，該第一溶液和第二溶液是酸性溶液族群、堿性溶液族群至少一材料及其族群的組合其中之一。該酸性溶液族群是氫氟酸(HF)、硫酸(H2S04)、鹽酸(HC1)、磷酸(H3P04)、硝酸(HN03)、王水(Aquaregia)、二氧化石圭蝕刻劑(BufferedOxideEtch,BOE)、鋁蝕刻液(AlEtchant)、過氧化氫(H202)、甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH)、丁二酸(C4H604)及檸檬酸(CitricAcid)。該石咸性溶液族群是氬氧化鉀(KOH)、氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鈣(Ca(OH)2)、氫氧化銨(NH4OH)、氫氧化四甲基銨溶液(tetramethylammoniumhydroxide,TMAH)。而該基板放置于該第一溶液與該第二溶液的時間是1秒鐘至200分鐘。其中，該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)是依序磊晶結(jié)合至少一n型半導(dǎo)體層、一活性層與至少一p型半導(dǎo)體層，其中該活性層作為發(fā)光區(qū)形成于該n型半導(dǎo)體層與該p型半導(dǎo)體層之間，且該p型半導(dǎo)體層與一p型歐姆接觸電極電連接，該n型半導(dǎo)體層與一n型歐姆接觸電極電連接，用以提供一順向偏壓。該基纟反在置入該第一、溶、液前進(jìn)一步還可包:fe—預(yù)先處理制禾呈。該預(yù)先處理制程包括成長一厚度為1A至10|am的4屯化層于該基4反表面上，再將該基板置入該第一溶液。該鈍化層材料可為硅、氮化石圭、氧化石圭、氧化鋁、金屬、光阻、苯環(huán)丁烯、聚亞酰胺的單層、多層結(jié)構(gòu)及其所組合的族群之一。也可以對該鈍化層進(jìn)一步通過黃光;f效影制程周期性圖案化，外露部份該基板表面，再將該基板置入該第一溶液。其中該鈍化層的周期性圖案為圓形、多邊形及其組合的周期性圖案，周期性圖案的寬度為0.1微米至15孩i米，間距為0.1微米至15微米。也可以對該鈍化層進(jìn)一步通過黃光微影制程周期性圖案化后，對該基4反外露的表面進(jìn)行蝕刻形成多個凹槽，且除去該鈍化層后，再將該基4反置入該第一溶液，〗吏該基才反的表面凹凸更明顯。該預(yù)先處理制禾呈也可以是成長一厚度為1A至10pm的磊晶層于該基板表面上，再將該基板置入該第一溶液。其中該磊晶層材料為包含氮化鎵、氮化銦、氮化鋁及其所混和組合材料的族群之一。也可以對該磊晶層進(jìn)一步通過黃光微影制程周期性圖案化，外露部份該基板表面，再將該基板置入該第一溶液。其中該磊晶層的周期性圖案為圓形、多邊形及其組合的周期性圖案，周期性圖案的寬度為0.1微米至15微米，間距為0.1微米至15微米。通過上述方法所形成的發(fā)光二4及管的結(jié)構(gòu)，其包括該基纟反，該基板具有被蝕刻形成凹部與凸部的不規(guī)則幾何形狀；以及磊晶形成于前述基板的表面的該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)依序磊晶結(jié)合該n型半導(dǎo)體層、該活性層與該p型半導(dǎo)體層，其中該活性層作為發(fā)光區(qū)形成于該n型半導(dǎo)體層與該p型半導(dǎo)體層之間，且該p型半導(dǎo)體層與該p型歐姆接觸電極電連接，該n型半導(dǎo)體層與該n型歐姆接觸電極電連接，用以提供一順向偏壓；且該n型半導(dǎo)體層填平前述的凹部與凸部，使該n型半導(dǎo)體層無任何孔洞形成。其中，該凹部與凸部的高度差為0.1微米至15微米。該活性層是雙異質(zhì)接面構(gòu)造、單量子井結(jié)構(gòu)及多量子井結(jié)構(gòu)其中之一。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于利用一種新穎制程方式于表面自然形成該化學(xué)反應(yīng)層，利用該化學(xué)反應(yīng)層為自然蝕刻遮罩，通過濕蝕刻或干蝕刻法，形成不同凹凸面的不A見則幾何形狀于該基^反表面，通過該凹部與凸部結(jié)構(gòu)對發(fā)光二極管元件內(nèi)部光的散射、繞射效果，可減少半導(dǎo)體層與基板的界面中的光橫向傳播的情況，減少全反射的機(jī)率，提高發(fā)光二極管的光取出率。此外，磊晶材料成長于該凹凸面的不規(guī)則幾何形狀于該基板上方，可降低材料中的穿透位錯，提升蟲晶材料的質(zhì)量，進(jìn)而提升內(nèi)部量子效率。且本發(fā)明因?yàn)橹瞥珊唵?，可降低生產(chǎn)成本，適合產(chǎn)業(yè)大量生產(chǎn)。第1圖~第5圖為本發(fā)明的第一實(shí)施例的示意圖。第6圖~第8圖為本發(fā)明的第二實(shí)施例的示意圖。第9圖~第13圖為本發(fā)明的第三實(shí)施例的示意圖。第14圖第18圖為本發(fā)明的第四實(shí)施例的示意圖。第19圖第21圖為本發(fā)明的第五實(shí)施例的示意圖。第22圖~第26圖為本發(fā)明的第六實(shí)施例的示意圖。具體實(shí)施例方式有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)說明，現(xiàn)以實(shí)施例來作進(jìn)一步說明，但應(yīng)了解的是，這些實(shí)施例僅為例示說明之用，而不應(yīng)被解釋為本發(fā)明實(shí)施的限制。第一實(shí)施例請參閱第1圖至第5圖所示，為本發(fā)明的第一實(shí)施例的示意圖。本發(fā)明的制造方法至少包括首先提供一基板IOO,該基板100是藍(lán)寶石、碳化硅、硅、砷化鎵、氮化鋁和氮化鎵基板其中之一(如第1圖所示)。然后將該基板100放置于一第一溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使該基板100表面自然形成一高密度納米等級的化學(xué)反應(yīng)層110。該基板100;改置于該第一;容、液的時間是1秒至200分4中，然后以該4匕學(xué)反應(yīng)層110作為遮罩，對該基板100進(jìn)行選擇性蝕刻，可使用干式蝕刻法、濕式蝕刻法及其混合使用法其中之一的選擇性蝕刻，使該基板100表面無該化學(xué)反應(yīng)層110之處形成多個凹部120與上方有該化學(xué)反應(yīng)層110的凸部130(如第2圖所示)。以該基板100是藍(lán)寶石基板(A1203)為例(以下說明該基板100都以藍(lán)寶石基板(A1203)為說明例)，將藍(lán)寶石基板(A1203)放置于石克酸(H2S04)(96%)中(以石充酸估支為第一溶液)，液體溫度約25400°C，反應(yīng)時間從1秒至200分鐘，該基板100的表面會形成高密度納米等級的該化學(xué)反應(yīng)層110(Al2(SO4)3或A12(S04)-17H20等)。然后以該化學(xué)反應(yīng)層110作為遮罩，對該基4反100進(jìn)4于干蝕刻法或濕蝕刻法的選擇性蝕刻。以濕式蝕刻藍(lán)寶石基板(A1203)為例，可4吏其表面形成凹部120與凸部130。又以改變藍(lán)寶石基板在第一溶液如辟u酸(H2S04)的蝕刻時間為例，從2.5分鐘至20分鐘，該基板100可以形成不同的平i句々蟲凌W果度(averageetchingdeep)，平i勻茅貞4立大小(averagegrainsize),密度(density)，以及表面并且灃造度才艮均方^直(RMSroughness)的基板IOO。通過原子力顯微鏡觀察基板100表面，整理如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>再將被蝕刻后的基板IOO放置于一第二溶液內(nèi)蝕刻，用以除去該化學(xué)反應(yīng)層110，形成具有凹部120與凸部130的不*見則幾<可形狀于該基板100表面(如第3圖所示)。以該第二溶液為磷酸(H3P04)為說明例，該磷酸溫度為25。C至400°C，該基板100放置于該第二溶液的時間是0.1分鐘至200分鐘，以將該化學(xué)反應(yīng)層110去除千凈為主，且將該基板100表面清潔干凈。最后于該基板100表面上形成一半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200，該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200依序磊晶結(jié)合至少一n型半導(dǎo)體層210、一活性層220與至少一p型半導(dǎo)體層230(如第4圖所示)。其中該活性層220啦文為發(fā)光區(qū)形成于該n型半導(dǎo)體層210與該p型半導(dǎo)體層230之間，且該p型半導(dǎo)體層230與一p型歐姆接觸電極231電連接，該n型半導(dǎo)體層210通過一接觸窗240與一n型歐姆接觸電極211電連接，用以提供一順向偏壓(如第5圖所示)。通過上述方法所形成的發(fā)光二才及管的結(jié)構(gòu)，其包4舌該基4反100,該基板100具有4皮蝕刻形成多個凹部120與凸部130的不規(guī)則幾何形狀；以及磊晶形成于前述基^反100的表面的該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200,該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200依序蟲晶結(jié)合該n型半導(dǎo)體層210、該活性層220與該p型半導(dǎo)體層230。其中該活性層220啦支為發(fā)光區(qū)形成于該n型半導(dǎo)體層210與該p型半導(dǎo)體層230之間，且該p型半導(dǎo)體層230與該p型歐姆4妄觸電才及231電連4妄，該n型半導(dǎo)體層210通過該4妾觸窗240與該n型歐姆接觸電極211電連接，用以提供一順向偏壓。且該n型半導(dǎo)體層210^真平前述的凹部120與凸部130,〗吏該n型半導(dǎo)體層210無任何孔洞形成。而該凹部120與凸部130的高度差為0.1纟效米至15微米。該活性層220是雙異質(zhì)接面構(gòu)造、單量子井結(jié)構(gòu)及多量子井結(jié)構(gòu)其中之一。本發(fā)明是利用側(cè)向成長磊晶:技術(shù)，通過改變半導(dǎo)體層的磊晶溫度及壓力達(dá)成側(cè)向成長速度高于縱向成長速度，可使該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200中厚度較厚的n型半導(dǎo)體層210填平前述的凹部120將該基板100表面的該凹部120與凸部130的落差填平，4吏該基板100表面的該凹部120與凸部130結(jié)構(gòu)無任何孔洞形成，可得到高質(zhì)量低穿透位錯(ThreadingDislocation)的磊晶材料。例如成長氮化鎵(約3.5umM故為該n型半導(dǎo)體層210填平前述的凹部l加將該基板100表面的凹部120與凸部130,該基板100表面的該凹部120與凸部130通過EPD(Etchingpitsdensity)、PL(Photoluminescence)、XRD量測分析整理如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>因?yàn)镻爭^f氐該凹部120與凸部130結(jié)構(gòu)只寸該活'性層220的影響，可良好的保持該活性層220(發(fā)光區(qū)域)的結(jié)晶性，減少穿透位錯的因素，4吏內(nèi)部量子效率4是升。而通過該凹部120與凸部130結(jié)構(gòu)，該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200內(nèi)部活性層220所發(fā)出的光將會被該凹部120與凸部130結(jié)構(gòu)散射或繞射，減少n型半導(dǎo)體層210與基板100的界面中光橫向傳播的情況，減少全反射的機(jī)率，射向基板100上方或下方的光束增加，可提高發(fā)光二極管的光取出率，增加總發(fā)光量。第二實(shí)施例請參閱第6圖至第8圖所示，本發(fā)明的第二實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例的制造方法以第一實(shí)施例為基礎(chǔ)，^f旦該基^反IOO在置入該第一溶液前先進(jìn)行一預(yù)先處理制程。該預(yù)先處理制程成長一厚度為lA至l(Him的鈍化層300于該基板100表面上(如第6圖所示)。該鈍化層300材料可為硅、氮化硅、氧化硅、氧化鋁、金屬、光阻、苯環(huán)丁烯、聚亞酰胺的單層、多層結(jié)構(gòu)及其所組合的族群之一。然后將該基板100放置于該第一溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使該基板100表面的鈍化層300內(nèi)自然形成高密度納米等級的化學(xué)反應(yīng)層110,然后以該4屯4匕層300與該4b學(xué)反應(yīng)層110作為遮罩，對該基板100進(jìn)行選擇性蝕刻，使該基板100表面無該4屯化層300與該化學(xué)反應(yīng)層110之處形成多個凹部120與上方有該化學(xué)反應(yīng)層110及該鈍化層300的凸部130、131(如第7圖所示)。再將被蝕刻后的基板100放置于該第二溶液內(nèi)蝕刻，用以除去該4匕學(xué)反應(yīng)層110，形成具有凹部120與凸部130的不>見則幾4可形狀于該基板100表面，然后除去該鈍化層300露出該凸部131，且將該基板100表面清潔干凈(如第8圖所示)。最后如同第一實(shí)施例，于該基板100表面上形成該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200(如第4圖與第5圖所示)。第三實(shí)施例請參閱第9圖至第13圖所示，為本發(fā)明的第三實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例的制造方法以第二實(shí)施例為基礎(chǔ)，該預(yù)先處理制程一樣成長該鈍化層300于該基板100表面上(如第9圖所示)。然后將該鈍化層300進(jìn)一步通過黃光微影制程周期性圖案化，外露部份該基板100表面，其中該鈍化層300的周期性圖案為圓形、多邊形及其組合的周期性圖案，周期性圖案的寬度為0.1微米至15微米，間距為0.1微米至15微米(如第10圖所示)。然后將該基板IOO放置于該第一溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使外露的該基板100表面自然形成高密度納米等級的化學(xué)反應(yīng)層110(如第11圖所示)。然后以該鈍化層300與該化學(xué)反應(yīng)層IIO作為遮罩，對該基板100進(jìn)行選擇性蝕刻，使該基板100表面無該鈍化層300與該4匕學(xué)反應(yīng)層110之處形成多個凹部120與上方有該4匕學(xué)反應(yīng)層110及i亥4屯4匕層300的凸部130、131(:i口第12圖戶斤示)。再將被蝕刻后的基板100放置于該第二溶液內(nèi)蝕刻，用以除去該4匕學(xué)反應(yīng)層110,形成具有凹部120與凸部130的不身見則幾4可形狀于該基板100表面，然后除去該鈍化層300露出該凸部131，且將該基板100表面清潔干凈(如第13圖所示)。最后如同第一實(shí)施例，于該基板100表面上形成該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200(如第4圖與第5圖所示)。第四實(shí)施例請參閱第14圖至第18圖所示，為本發(fā)明的第四實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例的制造方法以第三實(shí)施例為基礎(chǔ)，該預(yù)先處理制程成長該鈍化層300于該基板100表面上(如第14圖所示)。然后將該鈍化層300進(jìn)一步通過黃光微影制程周期性圖案化，外露部份該基板100表面(如第15圖所示)。然后對該基板100外露的表面進(jìn)行蝕刻形成多個凹槽101,且除去該鈍化層300露出該凸部131(如第16圖所示)。然后將該基板100放置于該第一溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使該基板100上的該凸部131與凹槽101表面自然形成一高密度納米等級的4b學(xué)反應(yīng)層110(如第17圖所示)。然后以該化學(xué)反應(yīng)層110作為遮罩，對該基板100進(jìn)行選擇性蝕刻，使該基板100表面無該鈍化層300與該化學(xué)反應(yīng)層110之處形成多個凹部120與上方有該4匕學(xué)反應(yīng)層110的凸部130、131，形成一落差明顯的凹凸面。再將被蝕刻后的基板100放置于該第二溶、液內(nèi)蝕刻，用以除去該4匕學(xué)反應(yīng)層110，形成具有凹部120與凸部130、131的不規(guī)則幾何形狀于該基板100表面(如第18圖所示)。最后如同第一實(shí)施例，于該基才反IOO表面上形成該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200(如第4圖與第5圖所示)。第五實(shí)施例請參閱第19圖至第21圖所示，為本發(fā)明的第五實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例的制造方法以第一實(shí)施例為基本，^旦該基板100在置入該第一溶液前先進(jìn)4于一預(yù)先處理制禾呈。該預(yù)先處理制程成長一厚度為1A至lOjiim的蟲晶層400于該基板100表面上(如第19圖所示)。該磊晶層400材料可為包含氮化鎵、氮化銦、氮化鋁及其所混和組合材料的族群之一，以后續(xù)制程中該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200中厚度較厚的該n型半導(dǎo)體層210材料為主要選擇。然后將該基板100放置于該第一溶液內(nèi)進(jìn)4亍反應(yīng)，使該基板100表面的該磊晶層400內(nèi)自然形成高密度納米等級的化學(xué)反應(yīng)層110，然后以該蟲晶層400與該4匕學(xué)反應(yīng)層110作為遮罩，對該基板100進(jìn)行選擇性蝕刻，使該基板100表面無該蟲晶層400與該化學(xué)反應(yīng)層110之處形成多個凹部120與上方有該化學(xué)反應(yīng)層110及該蟲晶層400的凸部130、132(如第20圖所示)。再將被蝕刻后的基板100放置于該第二溶液內(nèi)蝕刻，用以除去該4匕學(xué)反應(yīng)層110，形成具有凹部120與凸部130、132的不夫見則幾何形狀于該基板100表面(如第21圖所示)。最后如同第一實(shí)施例，在具有該蟲晶層400的基纟反100表面上直4妄再形成該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200的各層磊晶層與制程(如第4圖與第5圖所示)。第六實(shí)施例請參閱第22圖至第26圖所示，為本發(fā)明的第六實(shí)施例的示意圖。該實(shí)施例的制造方法以第五實(shí)施例為基礎(chǔ)，該預(yù)先處理制程成長該磊晶層400于該基板100表面上(如第22圖所示)。然后將該蟲晶層400進(jìn)一步通過黃光微影制程周期性圖案化，外露部份該基板100表面，其中該磊晶層400的周期性圖案為圓形、多邊形及其組合的周期性圖案，周期性圖案的寬度為0.1微米至15微米，間距為0.1微米至15微米(如第23圖所示)。然后^1夸該基才反100方丈置于一第一溶液內(nèi)進(jìn)4亍反應(yīng)，1吏外露的該基板100表面自然形成一高密度納米等級的化學(xué)反應(yīng)層110(如第24圖所示)。然后以該磊晶層400與該化學(xué)反應(yīng)層IIO作為遮罩，只于該基^反100進(jìn)4亍選擇性蝕刻，使該基板100表面無該蟲晶層400與該化學(xué)反應(yīng)層110之處形成多個凹部120與上方有該4匕學(xué)反應(yīng)層IIO及該蟲晶層400的凸部130、132(如第25圖所示)。再將被蝕刻后的基板100放置于該第二溶液內(nèi)蝕刻，用以除去該化學(xué)反應(yīng)層IIO,形成具有凹部120與凸部130、132的不身見則幾何形狀于該基板100表面(如第26圖所示)。最后如同第一實(shí)施例，在具有該磊晶層400的基纟反100表面上直4妄再形成該半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)200的各層磊晶層與制程(如第4圖與第5圖所示)。本發(fā)明以自然形成的該化學(xué)反應(yīng)層110作為自然蝕刻遮罩，通過干式蝕刻法、濕式蝕刻法及其混合4吏用法其中之一，即可以形成具凹部120與凸部130結(jié)構(gòu)幾4可外形于該基才反100的表面，通過該凹部120與凸部130結(jié)構(gòu)，可以使發(fā)光二極管元件內(nèi)部光于該凹部120與凸部130產(chǎn)生散射、繞射效果，可減少該n型半導(dǎo)體層210與該基板100的界面中光橫向傳播的情況，減少全反射的機(jī)率，提高發(fā)光二極管的光取出率。且本發(fā)明因?yàn)橹圃旌唵?，可降低生產(chǎn)成本，適合產(chǎn)業(yè)大量生產(chǎn)。以上所述4叉為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆為本發(fā)明專利范圍所涵蓋。權(quán)利要求1.一種發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，制造方法至少包括提供基板(100)；將所述基板(100)放置于第一溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使其表面自然形成化學(xué)反應(yīng)層(110)；然后以所述化學(xué)反應(yīng)層(110)作為遮罩，對所述基板(100)進(jìn)行選擇性蝕刻，使所述基板(100)表面無所述化學(xué)反應(yīng)層(110)處形成多個凹部(120)，與上方有所述化學(xué)反應(yīng)層(110)的多個凸部(130)；再將所述基板(100)放置于第二溶液內(nèi)蝕刻，除去所述化學(xué)反應(yīng)層(110)，形成所述凹部(120)與凸部(130)的不規(guī)則幾何形狀于所述基板(100)表面；然后將所述基板(100)表面清潔干凈之后，于所述基板(100)表面上形成半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)(200)，且利用側(cè)向成長磊晶技術(shù)使所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)(200)填平前述的凹部(120)且無任何孔洞形成。2.#4居權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述基板(100)是藍(lán)寶石、碳化硅、硅、砷化鎵、氮化鋁和氮化鎵基板其中之3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一溶液和第二溶液是酸性溶液族群、堿性溶液族群至少一種材沖+及其族群的組合其中之一。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述酸性溶液力矣群是氫氟酸、石克酸、鹽酸、^粦酸、》肖酸、王水、二氧化^圭蝕刻劑、鋁蝕刻液、過氧化氫、曱酸、乙酸、丁二酸及檸檬酸。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述堿性溶液族群是氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化銨、氫氧化四曱基銨溶液。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述基板(100)》文置于所述第一溶液與所述第二-容液的時間是1秒鐘至200分鐘。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述選擇性蝕刻是干式蝕刻法、濕式蝕刻法及其混合使用法其中之一。8.才艮據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述凹部(120)與凸部(130)的高度差為0.1」微米至15孩i米。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)(200)依序磊晶結(jié)合至少一n型半導(dǎo)體層(210)、一活性層(220)與至少一p型半導(dǎo)體層(230),其中所述活性層(220)作為發(fā)光區(qū)形成于所述n型半導(dǎo)體層(210)與所述p型半導(dǎo)體層(230)之間，且所述p型半導(dǎo)體層(230)與p型歐姆接觸電極(231)電連接，所述n型半導(dǎo)體層(210)與n型歐姆接觸電極(211)電連接，用以纟是供順向偏壓。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述基板(100)在置入所述第一溶液前進(jìn)一步包括預(yù)先處理制程。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述預(yù)先處理制程成長鈍化層(300)于所述基板(100)表面上。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述鈍化層(300)的厚度為lA至10jLim。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述鈍化層(300)材料為硅、氮化硅、氧化硅、氧化鋁、金屬、光阻、苯環(huán)丁烯、聚亞酰胺的單層、多層結(jié)構(gòu)及其所組合的族群之一。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述鈍化層(300)進(jìn)一步通過黃光微影制程周期性圖案化，外露部份所述基^反(100)表面。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述鈍化層(300)的周期性圖案為圓形、多邊形及其組合的周期性圖案。16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，所述鈍化層(300)的周期性圖案的寬度為0.1微米至15微米，間距為0.1樣吏米至15纟效米。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的制造方法，其特征在于，進(jìn)一步所述基板(100)外露的表面進(jìn)行蝕刻形成多個凹槽(101),且除去所述鈍化層(300)。18.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的制造方法，其特征在于，所述預(yù)先處理制程成長磊晶層(400)于所述基4反(100)表面上。19.才艮據(jù)纟又利要求18所述的制造方法，其特^正在于，所述磊晶層(400)的厚度為lA至10jim。20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于，所述磊晶層(400)材料為包含氮化鎵、氮化銦、氮化鋁及其所混和組合材料的族群之一。21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的制造方法，其特征在于，所述磊晶層(400)進(jìn)一步通過黃光^f效影制程周期性圖案化，外露部^P分所述基才反(100)表面。22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造方法，其特征在于，所述磊晶層(400)的周期性圖案為圓形、多邊形及其組合的周期性圖案。23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的制造方法，其特征在于，所述磊晶層(400)的周期性圖案的寬度為0.1微米至15微米，間距為0.1孩l米至15孩史米。24.—種發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括基板(100)，其表面具有凈皮蝕刻形成多個凹部(120)與凸部(130)的不^見則幾^T形^I犬；以及半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)(200),其磊晶形成于前述基板(100)的表面，所述半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)(200)依序磊晶結(jié)合至少一n型半導(dǎo)體層(210)、一活性層(220)與至少一p型半導(dǎo)體層(230),其中所述活性層(220)作為發(fā)光區(qū)形成于所述n型半導(dǎo)體層(210)與所述p型半導(dǎo)體層(230)之間，且所述p型半導(dǎo)體層(230)與p型歐姆接觸電極(231)電連接，所述n型半導(dǎo)體層(210)與n型歐姆接觸電極(211)電連接，用以提供順向偏壓；且所述n型半導(dǎo)體層(210)填平前述的凹部(120)與凸部(130),使所述n型半導(dǎo)體層(210)無任何孔洞形成。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述基板(IOO)是藍(lán)寶石、碳化硅、硅、砷化鎵、氮化鋁、氮化鎵基板其中之26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述活性層(220)是雙異質(zhì)接面構(gòu)造、單量子井結(jié)構(gòu)及多量子井結(jié)構(gòu)其中之一。全文摘要本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其制造方法，是將基板放置于溶液內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使其表面自然形成一化學(xué)反應(yīng)層，然后對基板進(jìn)行蝕刻，使基板表面形成多個凹部與上方有該化學(xué)反應(yīng)層的凸部，再除去該化學(xué)反應(yīng)層，形成具有凹部與凸部的不規(guī)則幾何形狀于基板表面，最后于基板表面磊晶半導(dǎo)體發(fā)光結(jié)構(gòu)，形成同時提高外部量子效率以及內(nèi)部量子效率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。文檔編號H01L33/00GK101420003SQ20071018203公開日2009年4月29日申請日期2007年10月24日優(yōu)先權(quán)日2007年10月24日發(fā)明者李家銘,林宏誠,綦振瀛申請人:泰谷光電科技股份有限公司