發(fā)光元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種發(fā)光元件，尤其是涉及一種紅外線發(fā)光元件。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de ；LED)具有低耗能、低發(fā)熱、操作壽命長、防震、體積小、反應(yīng)速度快以及輸出的光波長穩(wěn)定等良好光電特性，因此適用于各種用途。
[0003]其中紅外線發(fā)光二極管(Infrared LED ;IR LED)的應(yīng)用越來越廣，從傳統(tǒng)應(yīng)用于遙控器和監(jiān)視器，最近更發(fā)展到應(yīng)用于智能型手機以及觸控面板。其中因為每一個觸控面板相對使用較大量的紅外線發(fā)光二極管，所以相對于其他應(yīng)用在價格上也要求更低，降低紅外線發(fā)光二極管的成本因此有其必要性。
[0004]圖1是一現(xiàn)有的紅外線發(fā)光元件的剖面圖，如圖1所示，此發(fā)光元件包含一永久基板101,在其上方由上往下依序有一發(fā)光疊層102,—金屬反射層103, —阻障層104,及一接合(bonding)結(jié)構(gòu)105。此外，一第一電極106E1及其延伸電極106E1’設(shè)置于發(fā)光疊層102上，及一第二電極106E2設(shè)置于永久基板101上。第一電極106E1及其延伸電極106E1’以及第二電極106E2用以傳遞電流。發(fā)光疊層102可發(fā)出一紅外線波段的光線。在制作工藝上，此種現(xiàn)有的紅外線發(fā)光元件其發(fā)光疊層102原本成長于成長基板上(圖未示)，再利用接合結(jié)構(gòu)105接合原本分離的發(fā)光疊層102與永久基板101，故可于兩者接合前先形成金屬反射層103于發(fā)光疊層102后再接合。但如上述，在特定應(yīng)用，例如觸控面板的應(yīng)用要求低成本時，上述接合制作工藝及金屬反射層103等，都是造成高成本的主因。另外，在觸控面板應(yīng)用上，也要求較佳的側(cè)面出光以達(dá)到較大的出光角度，在實際應(yīng)用上已發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有的紅外線發(fā)光元件難以符合此方面的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明公開一種發(fā)光元件。本發(fā)明所公開的發(fā)光元件包含:一基板；一發(fā)光疊層位于基板的上方，可發(fā)出一紅外線(IR)波長的光；以及一半導(dǎo)體窗戶層，由AlGaInP系列的材料組成,位于基板與發(fā)光疊層之間。
【附圖說明】
[0006]圖1所示為一現(xiàn)有的發(fā)光元件。
[0007]圖2所示為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光元件。
[0008]圖3所示為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光元件中的第二電極圖案。
[0009]圖4所示為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光元件中的第二電極另一圖案。
[0010]符號說明
[0011]101永久基板
[0012]102發(fā)光疊層
[0013]103金屬反射層
[0014]104阻障層
[0015]105接合結(jié)構(gòu)
[0016]106E1 第一電極
[0017]106ΕΓ (第一電極的)延伸電極
[0018]106E2 第二電極
[0019]20 基板
[0020]21緩沖層
[0021]22半導(dǎo)體窗戶層
[0022]23發(fā)光疊層
[0023]231第一電性半導(dǎo)體層
[0024]232發(fā)光層
[0025]232b!, 232b2,…232bn 阻障層
[0026]232w” 232w2，…232WH 阱層
[0027]233第二電性半導(dǎo)體層
[0028]24側(cè)向光取出層
[0029]25接觸層
[0030]26第一電極
[0031]26a (第一電極的)延伸電極
[0032]27第二電極
[0033]SI基板下表面
[0034]S2基板側(cè)面
[0035]S3發(fā)光元件上表面
【具體實施方式】
[0036]圖2為本發(fā)明第一實施例的發(fā)光兀件。如圖2所不,此發(fā)光兀件包含:一基板20 ；一發(fā)光疊層23位于基板20的上方,可發(fā)出一紅外線(IR)波長的光；以及一半導(dǎo)體窗戶層22，由AlGaInP系列的材料組成，位于基板20與發(fā)光疊層23之間。其中，基板20例如包含砷化鎵(GaAs)基板。上述紅外線(IR)波長介于約750nm至IlOOnm之間，在一實施例中，紅外線(IR)波長大于900nm，例如是940nm。半導(dǎo)體窗戶層22為一單一層結(jié)構(gòu)并與發(fā)光疊層23直接接觸。在制作工藝上可于形成半導(dǎo)體窗戶層22后，即于相同機臺上調(diào)整通入的氣體種類或比例，以接著形成發(fā)光疊層23。在一實施例中，半導(dǎo)體窗戶層22包含(AlxGa1Ja5Ina5P，其中X為0.1?I。值得注意的是，發(fā)光疊層23具有一第一折射率Ii1，半導(dǎo)體窗戶層22具有一第二折射率n2，第一折射率Ii1大于第二折射率n2至少0.2以上。因此，對于上述發(fā)光疊層23所發(fā)出的紅外線波長的光,在發(fā)光疊層23與半導(dǎo)體窗戶層22間由高折射率向低折射率行進，加上發(fā)光疊層23的第一折射率Ii1與半導(dǎo)體窗戶層22的第二折射率n2間的差異，使發(fā)光疊層23所發(fā)出的紅外線波長的光在半導(dǎo)體窗戶層22容易發(fā)生全反射，即半導(dǎo)體窗戶層22提供一單一層結(jié)構(gòu)的反射鏡功能,且相對于一般分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)(DBR)，其提供較佳的側(cè)向的反射功能。一般分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)(DBR)需要數(shù)十層才能達(dá)到一定程度的反射率，且其反射功能僅限于正向一定范圍的角度，一般是與反射結(jié)構(gòu)的法線夾O度?17度的光；而本實施例僅通過單一層結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體窗戶層22即可反射與半導(dǎo)體窗戶層22的法線夾50度?90度的光，提供較佳的側(cè)面出光以形成較大的出光角度，并且因為光取出改善，整體發(fā)光功率因而提升。在實際的測試上，分別測試發(fā)出850nm及940nm的發(fā)光元件，本發(fā)明實施例的發(fā)光疊層23在第一電性半導(dǎo)體層231采用砷化鋁鎵(AlGaAs)，具有第一折射率Ii1約3.4，半導(dǎo)體窗戶層22采用(Ala6Gaa4)a5Ina5P，具有第二折射率n2約2.98，兩折射率值差約3.4，其與其他條件相同但僅半導(dǎo)體窗戶層22改用砷化鋁鎵(AlGaAs)(折射率約3.4)的發(fā)光元件相較，本發(fā)明實施例850nm發(fā)光元件的發(fā)光功率相較由4.2Imff因而提升至4.91mW，增加約17% ;本發(fā)明實施例940nm發(fā)光元件的發(fā)光功率相較由5.06mff因而提升至5.27mW，增加約4%。另外，在制作工藝上或成本上，半導(dǎo)體窗戶層22與發(fā)光疊層23直接接觸,且為一單一層結(jié)構(gòu)，故相對于一般分散式布拉格反射結(jié)構(gòu)，制作工藝更為簡化且成本更低。在厚度上，在一實施例中，半導(dǎo)體窗戶層22的厚度小于I μ m即可有良好的反射效果。
[0037]發(fā)光疊層23包含一第一電性半導(dǎo)體層231位于半導(dǎo)體窗戶層22之上；一活性層232位于第一電性半導(dǎo)體層231之上；以及一第二電性半導(dǎo)體層233位于活性層232之上，其中第一電性半導(dǎo)體層231與半導(dǎo)體窗戶層22直接接觸。第一電性半導(dǎo)體層231、活性層232、及第二電性半導(dǎo)體層233為II1-V族材料所形成。第一電性半導(dǎo)體層231和第二電性半導(dǎo)體層233電性相異，例如第一電性