發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，且特別是有關(guān)于一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體科技的進(jìn)步，現(xiàn)今的發(fā)光二極管已具備了高亮度的輸出，加上發(fā)光二極管具有省電、體積小、低電壓驅(qū)動以及不含汞等優(yōu)點(diǎn)，因此發(fā)光二極管已廣泛地應(yīng)用在顯示器與照明等領(lǐng)域。一般而言，發(fā)光二極管采用寬帶隙半導(dǎo)體材料，如氮化鎵(GaN)等材料，來進(jìn)行制造。然而，當(dāng)發(fā)光二極管的發(fā)光層放出近UV光或藍(lán)光時，采用氮化鎵所形成的P型半導(dǎo)體層會吸收波長約為365?490奈米左右的光，即會吸收近UV光與藍(lán)光，進(jìn)而影響整體發(fā)光二極管的出光效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其具有較佳的出光效率。
[0004]本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其包括基板、N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層以及P型半導(dǎo)體層。N型半導(dǎo)體層配置于基板上。發(fā)光層適于發(fā)出主要發(fā)光波長介于365奈米至490奈米之間的光且配置于N型半導(dǎo)體層上。P型半導(dǎo)體層配置于發(fā)光層上，且包括P型氮化鋁鎵層。P型氮化鋁鎵層的厚度占整體P型半導(dǎo)體層的厚度的85%以上。
[0005]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的P型半導(dǎo)體層為P型氮化鋁鎵層。
[0006]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的P型半導(dǎo)體層還包括P型氮化鎵層，配置于P型氮化鋁鎵層上。P型氮化鎵層的厚度占整體P型半導(dǎo)體層的厚度的15%以下。
[0007]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的P型氮化鋁鎵層包括第一 P型氮化鋁鎵層以及第二P型氮化鋁鎵層。第一 P型氮化鋁鎵層中的鋁含量不同于第二 P型氮化鋁鎵層中的鋁含量。
[0008]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一 P型氮化鋁鎵層位于第二 P型氮化鋁鎵層與發(fā)光層之間，且第一 P型氮化鋁鎵層中的鋁含量大于第二 P型氮化鋁鎵層中的鋁含量。
[0009]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一 P型氮化鋁鎵層的材料為AlxGal-xN，且X為0.09 ?0.2。
[0010]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二 P型氮化鋁鎵層的材料為AlyGal-yN，且y為0.01 ?0.15。
[0011]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第二 P型氮化鋁鎵層的厚度大于第一 P型氮化鋁鎵層的厚度。
[0012]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的第一 P型氮化鋁鎵層中的P型摻雜濃度大于第二P型氮化鋁鎵層的P型摻雜濃度。
[0013]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的P型半導(dǎo)體層還包括P型氮化鋁銦鎵層，配置于P型氮化鋁鎵層與發(fā)光層之間。
[0014]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的N型半導(dǎo)體層為N型氮化鎵層。
[0015]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，還包括N型電極以及P型電極。N型電極配置于未被發(fā)光層所覆蓋的N型半導(dǎo)體層上，且與N型半導(dǎo)體層電性連接。P型電極配置于P型半導(dǎo)體層上，且與P型半導(dǎo)體層電性連接。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，上述的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)還包括透明導(dǎo)電層，配置于P型半導(dǎo)體層上。
[0017]基于上述，由于本發(fā)明的P型氮化鋁鎵層的厚度占整體P型半導(dǎo)體層的厚度的85%以上，因此可以降低P型半導(dǎo)體層吸收發(fā)光層所發(fā)出的近UV光或藍(lán)光。如此一來，本發(fā)明的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)可具有較佳的出光效率。
[0018]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合所附附圖作詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0019]圖1示出為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0020]圖2示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0021]圖3示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0022]圖4示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0023]圖5示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖；
[0024]圖6示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:
[0026]100a、100b、100c、10cU10eUOOf:發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)；
[0027]110:基板；
[0028]120:N型半導(dǎo)體層；
[0029]130:發(fā)光層；
[0030]140a、140b、140c、140d、140e:P 型半導(dǎo)體層；
[0031]142a、142b、142d:P 型氮化鋁鎵層；
[0032]142cl、142el:第一 P型氮化鋁鎵層；
[0033]142c2、142e2:第二 P型氮化鋁鎵層；
[0034]144b:P型氮化鎵層；
[0035]144d、144e:P型氮化鋁銦鎵層；
[0036]150:N 型電極；
[0037]160:P 型電極；
[0038]170:透明導(dǎo)電層；
[0039]T1、T2:厚度。
【具體實(shí)施方式】
[0040]圖1示出為本發(fā)明的一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖1，在本實(shí)施例中，發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10a包括基板110、N型半導(dǎo)體層120、發(fā)光層130以及P型半導(dǎo)體層140a。N型半導(dǎo)體層120配置于基板110上。發(fā)光層130適于發(fā)出主要發(fā)光波長介于365奈米至490奈米之間的光且配置于N型半導(dǎo)體層120上。P型半導(dǎo)體層140a配置于發(fā)光層130上，且包括P型氮化鋁鎵層142a。P型氮化鋁鎵層142a的厚度占整體P型半導(dǎo)體層140a的厚度的85%以上。
[0041]詳細(xì)來說，在本實(shí)施例中，基板110例如是藍(lán)寶石基板，而發(fā)光層130例如是氮化鎵/氮化銦鎵的量子井結(jié)構(gòu)，但并不以此為限。N型半導(dǎo)體層120位于基板110與發(fā)光層130之間，且N型半導(dǎo)體層120的一部分暴露于發(fā)光層130之外。此處，N型半導(dǎo)體層120具體為N型氮化鎵層。如圖1所示，本實(shí)施例的P型半導(dǎo)體層140a具體為P型氮化鋁鎵層142a，意即整層的P型半導(dǎo)體層140a是由單一材料，即氮化鋁鎵，所形成。較佳地，P型氮化鋁鎵層142a的厚度為30奈米至100奈米。此外，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10a還包括N型電極150以及P型電極160，其中N型電極150配置于未被發(fā)光層130所覆蓋的N型半導(dǎo)體層120上且與N型半導(dǎo)體層120電性連接，而P型電極160配置于P型半導(dǎo)體層140a上且與P型半導(dǎo)體層140a電性連接。由上述元件的配置可得知，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10a具體為藍(lán)色發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)。
[0042]由于本實(shí)施例P型半導(dǎo)體層140a具體為P型氮化鋁鎵層142a，且P型氮化鋁鎵層142a材料特性并不會吸收近UV光或藍(lán)色光波段的光線。因此，當(dāng)發(fā)光層130發(fā)出光線時，光線可直接通過P型半導(dǎo)體層140a且不會被吸收。如此一來，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10a可具有較佳的出光效率。
[0043]在此必須說明的是，下述實(shí)施例沿用前述實(shí)施例的元件標(biāo)號與部分內(nèi)容，其中采用相同的標(biāo)號來表示相同或近似的元件，并且省略了相同技術(shù)內(nèi)容的說明。關(guān)于省略部分的說明可參考前述實(shí)施例，下述實(shí)施例不再重復(fù)贅述。
[0044]圖2示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。請參考圖2，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10b與圖1的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10a相似，但二者主要差異之處在于:本實(shí)施例的P型半導(dǎo)體層140b是由P型氮化鋁鎵層142b以及P型氮化鎵層144b所組成，其中P型氮化鎵層144b配置于P型氮化鋁鎵層142b上。特別是，在本實(shí)施例中，P型氮化鋁鎵層142b的厚度占整體P型半導(dǎo)體層140b的厚度的85%以上，換言之，P型氮化鎵層144b的厚度占整體P型半導(dǎo)體層140b的厚度的15%以下。較佳地，P型氮化鎵層144b的厚度小于10奈米。
[0045]由于本實(shí)施例P型氮化鋁鎵層142b的厚度占整體P型半導(dǎo)體層140b的厚度的85%以上，且P型氮化鋁鎵層142b材料特性并不會吸收藍(lán)色光波段的光線。依據(jù)比爾-朗伯定律(Beer - Lambert law)可得知，當(dāng)一束平行單色光垂直通過某一均勻非散射的吸光物質(zhì)時，其吸光度與吸光物質(zhì)的濃度及吸收層厚度成正比。故，當(dāng)發(fā)光層130發(fā)出光線時，由于會吸收藍(lán)色光波的P型氮化鎵層144b的厚度遠(yuǎn)小于P型氮化鋁鎵層142b的厚度，因此可以降低P型半導(dǎo)體層140b吸收發(fā)光層130所發(fā)出的近UV光或藍(lán)光。如此一來，本實(shí)施例的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)10b可具有較佳的出光效率。
[0046]圖3示出為本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。