极化的发光元件的制作方法

专利名称：极化的发光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可以发出偏振化光的发光元件。
背景技术：
在需要极化光源的光学系统之中，为了能让一般非极化光源在控制单一 极化光的元件处得以受到控制，必需在光学设计当中加入极化转换器，使得 光源具有特定极化方向，但是这在光学系统的设计上不但占空间，而且光源 在经过极化转换之后只会有 一 半的光被控制单 一极化光的元件所利用。
另外的传统技术也有利用光子晶体来产生偏振光。 一般是在发光二极管
中设置椭圓形的孔洞的光子晶体(photoniccrystal)结构层。图1绘示传统的光 子晶体结构分布示意图。参阅图1，光子晶体结构会有一些光子晶体分布图
案100a、 100b、 100c，而每一个光子晶体的横截面的形状是椭圆。由于此光 子晶体结构会依入射光偏振方向的不同而穿透或反射，由此穿透此光子晶体 结构的光即具有极化光的特性。因此，当在光子晶体结构层下面的发光层发 光后，光线会因其本身的极化方向的不同而被光子晶体结构层反射或穿透。 穿透的光会具有偏振特性。被反射的光在遇到反射层而反射后，会再次从光 子晶体结构层穿透而重复循环使用。椭圆形的光子晶体孔洞再加上发光二极
管管芯中的反射层形成光循环机制，使得发出的光具有极化的特性。
然而，业者仍继续研发具有偏振化效应的发光元件，寻求各种不同的设计。

发明内容
本发明提供一种极化的发光元件，包括基板以及发光半导体堆叠结构。 半导体堆叠结构在基板上，包含至少第一区域与第二区域，其中第二区域包 含光子晶体结构，第一区域产生光源，该光源行经该光子晶体结构后产生极 化光。
本发明提供一种极化的发光元件，包括基板以及半导体堆叠结构。半导
6体堆叠结构在基板上，包含多个条状区域，其中在这些条状区域之间包含至 少 一光子晶体结构。当所产生的光源行经一段波导结构而到达光子晶体结构 后，会被取出且具有极化特性。
本发明提供一种极化的发光元件，包括基板以及半导体堆叠结构。半导 体堆叠结构在基板上，包含至少一个突出区块层。突出区块层上包含光子晶 体结构。当所产生的光源行经光子晶体结构后产生极化光。
本发明提供一种极化的发光元件，包括基板以及半导体堆叠结构。半导 体堆叠结构在基板上，包含多个突出区块层构成阵列分布，每一个突出区块 层上包含光子晶体结构。当所产生的光源行经光子晶体结构后转变为极化 光。
为让本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，做详细说明 如下。


图1绘示传统的光子晶体结构的晶体分布结构示意图。
图2绘示依据本发明实施例，光子晶体结构对应k空间的坐标，产生偏 振化的机制示意图。
图3绘示光入射角度与光偏振化程度的验证示意图。
图4绘示依据本发明实施例，依照波导方式的偏振化的发光元件的发光 机制示意图。
图5绘示平面光的产生机制。
图6绘示依据本发明一实施例，波导方式的发光元件立体示意图。
图7绘示在图6中沿着I-I的剖面的结构示意图。
图8绘示依据本发明另一实施例，极化的发光元件的剖面示意图。
图9绘示依据本发明另一实施例，极化的发光元件的剖面示意图。
图IO绘示依据本发明一实施例，极化的发光元件的剖面示意图。
图11绘示依据本发明实施例，极化的发光元件立体示意图。
图12至15绘示依据本发明实施例，极化的发光元件的剖面示意图。
图16A和16B绘示平台结构的发光元件结构立体图与上视图。
图17绘示依据本发明一实施例，平台结构式的发光元件立体图。
图18绘示依据本发明一实施例，沿着图17的III-in线的剖面结构示意图。
图19至21绘示依据本发明一些实施例，沿着图17的III-III线的剖面
结构示意图。
图22绘示依照本发明实施例，发光元件立体示意图。 附图标记说明
100a、 100b、 100c:光子晶体分布图案106平面光
110光子晶体112晶格
114发光区域116光子晶体区域
118发光源120反射层
122光子晶体结构124平面光
200基板202半导体堆叠结构
206第一电极层208第二电极层
210发光单元212光子晶体结构
220第一导电型半导体层222主动发光层
224第二导电型半导体层226欧姆接触层
228波导结构230波导方向
232DBR结构层300基板
302第一导电型半导体层304半导体堆叠结构
305突出区块层306第一电极层
308第二电极层310光子晶体结构
312发光元件320主动发光层
322第二导电型半导体层324欧姆接触层
332DBR结构层
具体实施例方式
本发明提出了一种具极化特性的发光元件，例如可以将此发光元件应用
在需要极化光源的光学系统中。发光元件的极化光可以直接使用，不需使用
极化转换器。又或者，此具极化特性的发光元件在搭配极化转换器使用时，
可让光源的损耗大幅的降低。以下举一些实施例做为本发明的描述，但是本
发明不受限于所举实施例，且所举实施例相互做适当的结合，无须限制于个 别的单一实施例。本发明可以利用波导结构、平台结构与光子晶体结构的设计来得到极化 出光。此具有极化特性的发光元件，例如可以应用在投影显示等相关范围。
本发明提出一种具极化出光的发光元件，包含电极、光子晶体及波导结 构的配置。根据发光元件的波长设计波导结构的大小、形状及光子晶体的周 期、半径、深度、晶格与排列方式，同时配合电极设计控制发光区域，以及 调变半导体堆叠结构的厚度和位置，达成发光元件的出光具有极化特性。
关于光子晶体的设计，本发明针对光子晶体的特性做更深入的研究发 现，光子晶体的晶格结构与入射光的方向会与取光的强度有关。图2绘示依
据本发明实施例，光子晶体结构与入射光方向，对应k^2兀从)空间的坐标示 意图。参阅图2，光子晶体结构是由多个光子晶体110所组成，例如组成六 重对称的晶格112。经研究得知，如入射的平面光106是在晶格的rM方向， 则从光子晶体结构上方取光的强度会最大。
图3绘示光入射角度与光偏振化程度的验证示意图。参阅图3，以一个 rM方向做为0度，则入射光在O度与30度的方向会具有明显的取光效果。 由于光线在经过一段波导之后会使得光线接近于平面波，且所产生的光源为 TE模式为主，因而促使光线的极化方向因垂直于光线的传播方向而排列一 致，故入射光在0度与30度的方向进行强烈的取光之后会使出光具有明显 的极化效果。本发明也由此机制设计出偏振化的发光元件，例如是偏振化的 发光二极管元件。
图4绘示依据本发明实施例，依照波导方式的偏振化的发光元件的发光 机制示意图。参阅图4，对于发光区域114的发光源118，其发出的光被横 向导引进入有光子晶体结构122的区域116。又例如可以再设置反射层120， 避免光外漏，也允许这部分的光再重复使用。从光子晶体结构122上方取出 的光会有偏振化的效应。图5绘示平面光的产生机制。由于光从光源118发 出，行经一段距离后会变成平面光124。此平面光124如前述的机制通过光 子晶体结构122的作用，在区域116的上方取得的光会有偏振化效果。
图6绘示依据本发明一实施例，波导方式的发光元件立体示意图。参阅 图6，以下描述较具体的极化的发光元件，包括基板200、半导体堆叠结构 202、第一电极层206以及第二电极层208。半导体堆叠结构202在基板200 上，包含至少第一区域与第二区域。其中第二区域包含光子晶体结构212。 第二电极层与第一电极层相对应，构成发光元件。在本实施例例如第二电极层208是共用的，与两个第一电极层206构成两个发光单元210,且第一 区域具有发光单元210。
图7绘示在图6中沿着I-I的剖面的结构示意图。参阅图7，本实施例的 半导体堆叠结构202，例如是发光二极管的结构，包含有主动发光层222、 第一导电型半导体层220与第二导电型半导体层224的堆叠结构。第一导电 型半导体层220例如是n导电型半导体层，第二导电型半导体层224例如是 p导电型半导体层。又反之，第一导电型也可以是p导电型，则第二导电型 是n导电型。在对应的导电型上各具有其对应的电极206与208。此对应的 电极可位于发光元件芯片的同面或不同面，主动发光层位于n型半导体与p 型半导体之间，电流由电极注入后使得主动发光层发光。半导体堆叠结构形 成于基板200上，其材料例如可为III- V族或Silicon来构成，例如n-GaN与 p-GaN等半导体材料。基板200的材料可以例如是玻璃、金属、蓝宝石 (sapphire)、水晶、SiC、 Si、 GaAs、 GaP或是AlN等，不限定于特定的材料。
另外，半导体堆叠结构202之上也可以有欧姆接触层226在电极层206 与第二导电型半导体层224之间。电极层208在半导体堆叠结构202的第一 导电型半导体层220上。如此，由电才及层206与208施加适当的顺向偏压就 可以使发光二极管发出光，而被波导结构228引导向光子晶体结构212。
光子晶体结构212，例如对半导体堆叠结构202形成凹洞。其例如通过 光刻蚀刻的方式形成。波导结构228有波导方向230,使光朝向光子晶体结 构212。本实施例的电极层208例如与两侧的电极层206共用，分别构成发 光元件，可以增加取光量。
对于制造上，例如在基板200上形成具有n-GaN 220、主动发光层222 与p-GaN 224的外延结构，n曙GaN 220到基板200的距离小于p-GaN 224到 基板200的距离，主动发光层222位于n-GaN 220与p-GaN 224之间。在p-GaN 224上可以通过化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)的方式制作一 层材料，例如是SiOx或SiNx等，接着光刻工艺包括将光刻胶涂布于此材料 上之后，以干涉式光刻、电子束光刻或黄光光刻的方式在光刻胶之中制作出 光子晶体的图案。接下来利用蚀刻的方式将光子晶体的图案由光刻胶转移至 化学气相沉积所制作的材料中后，再经过蚀刻将此图案转移至GaN的堆叠 结构中，此蚀刻工艺可以蚀穿主动发光层222或不蚀穿主动发光层222。于 是发光二极管中形成光子晶体结构212，光子晶体区域在横向方向的长度例
10如为90微米。最后在p-GaN与n-GaN上分别制作p型垫与n型垫倣为电极 层206与208。而在光刻胶之中制作出光子晶体的图案时，可以利用黄光光 刻的方式预留所需的p电极的区域，此区域不做光子晶体，并且在p电极与 p-GaN间，也例如形成透明欧姆接触层226,如NiO或Ni/Au等的材料。
p电极206下方的主动发光层222发光后，由于介面折射率不同导致光 线反射的缘故，而使光线在外延结构或基板中形成波导模式，支持波导模式 传播的外延结构或基板即为波导结构228。若将光子晶体制作于基板中，则 基板中的波导模式可被光子晶体取出，由于主动发光层222发出的光多为 TE模式，在波导结构中沿横轴(y轴)传播的光线的偏振方向皆在x轴上(TEx light),当此光线传播至光子晶体区域时，光子晶体会将光线取出并维持其原 来x轴上的极化方向，因而使得此发光二极管具有偏振化的特性。
又，光子晶体结构212的晶格图案例如可以包含四重对称、六重对称、 矩形晶格、周期性排列结构、多重周期性排列结构、准周期性结构或非周期 性结构。而光子晶体结构212晶体单元的结构例如除了孔洞的结构，例如可 以是柱状、锥状、连续凹凸状、不连续凹凸状或结合其中几种的结构。晶体 单元的横截形状可以是多边形、圆形或是椭圓形等。
此外，为了提高发光面积以增加发光二极管的出光强度，透明欧姆接触 层可延伸至光子晶体区域的p-GaN224表面。图8绘示依据本发明另一实施 例，极化的发光元件的剖面示意图。参阅图8，本实施例的结构与图7的结 构相似，然而欧姆接触层226会延伸到光子晶体结构212的区域。换句话说， 光子晶体结构212的区域也会发光。再配合外延结构厚度与大小的设计，使 得主动发光层只能发出具有特定极化方向的模式的光，因此发光二极管可发 出高强度的偏振化光。
又，在设计上，波导结构中可存在的模式个数可以由几个参数决定。例 如，对称波导结构的厚度为d时，在此波导结构中可存在的模式个数为 M=2*(d/X0)*NA，
Xo为真空中光波长，NA为数值孔径。
再者，为了提升波导的效应使得沿y轴传播的光线增加，在发光二极管 当中可加入分布布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector, DBR)的结构。图 9绘示依据本发明另一实施例，极化的发光元件的剖面示意图。参阅图9， 在电极206下方的主动发光层222发光后，DBR结构层232使得大多数的
ii光线皆沿y轴传播，而沿y轴传播的光线的偏振方向皆在x轴上(TEx Ught)。 当此光线传播至光子晶体区域时，光子晶体会将光线取出并维持其原来x轴 上的极化方向，由于沿y轴传播的光线增加，所以也提高发光二极管的偏振 光的强度。
图10绘示依据本发明一实施例，极化的发光元件的剖面示意图。参阅 图10，为了提高发光面积以增加发光二极管的出光强度，可以使透明欧姆接 触层226延伸至光子晶体区域的上层DBR结构层232的表面。此时，透明 欧姆接触层226下方的主动发光层222皆可发光。再配合外延结构厚度与大 小的设计，使得主动发光层只能发出具有特定极化方向的模式的光，因此发 光二极管可发出高强度的偏振化光。另外，在波导相反方向的侧面上可加入 反射结构，如一具反射特性的光子晶体结构，由此降低侧面所散失的光线同 时提高在波导方向上传播的光线。
本发明的发光二极管可以制作成例如较大发光面积的发光源。图11绘 示依据本发明实施例，极化的发光元件立体示意图。参阅图11,本实施例与 前实施例不同的地方在于增加y轴上电极的数目与缩减y轴上光子晶体区域 的宽度。由于在波导的过程中，当光线进入光子晶体区域时，部分的光线会 被光子晶体结构取出，因此，当光线持续地在光子晶体区域传播时，光子晶 体结构会不断将在波导结构中传播的光取出，使得光线传播至离光源越远的 地方时，光子晶体结构所能取出的光强度就会越弱。因此，适当的设计光子 晶体区域的大小与搭配适当的电极数量来增加发光面积可使得发光二极管 具有较佳的极化出光强度。所以本实施例如具有两个n电极208与三个p电 极206,构成多个发光单元210。并且在p电极206与n电极208之间的光 子晶体结构212在y轴方向的长度例如为15微米。由于p电极206下方的 主动发光层皆会发光，因此增加了发光面积，此时由p电极传播至n电极方 向的大部分的光线会被光子晶体结构取出并维持其传播时的极化方向，使得 发光二极管具有偏振化的特性。图12至15绘示依据本发明实施例，极化发 光元件的剖面示意图。参阅图12，图12是图11在II-II的剖面结构。其与 前述图7的结构相似，但是尺寸与发光单元的数量作变化调整，增加发光面 积与品质，进而更容易达到极化光源的需求。参阅图13,透明欧姆接触层 226延伸至光子晶体结构212。参阅图14,其是增设DBR层232的结构。 参阅图15，其例如是同时设置有DBR层232以及将透明欧姆接触层226延伸至光子晶体结构212。
平台结构的发光元件结构立体图与上视图。参阅图16A,平台式的极化的发 光元件，包括基板300、半导体堆叠结构304、第一电极层306以及第二电 极层308。半导体堆叠结构304形成于基板300上，其中包括突出区块层305 所构成。突出区块层305上包含光子晶体结构310。第一电极层306是在突 出区块层305上。第二电极层308在半导体堆叠结构304中的302上，且位 于突出区块层305的边缘，与第一电极层306相对应构成发光元件312。突 出区块层305也称为平台(platform)结构305。
以下，第一电极层306例如是以p电极为实施例，第二电极层308例如 是n电极为实施例做说明。由半导体堆叠结构的主动发光层所发出的光，会 受到平台结构的导引与控制，使得光线沿x轴方向传播。参阅图16B,当电 流由电极注入后，p电极306下方的主动发光层会发光，由于介面折射系彰: 不同，导致光线反射的缘故而使光线在平台结构305中形成波导模式。支持 波导模式传播的平台结构305可包含外延结构或基板。若将光子晶体制作于 基板中，则基板中的波导模式可被光子晶体取出。在平台结构305中由于主 动发光层320发出的光多为TE模式，沿x轴传播的光线其偏振方向皆在y 轴上(TEy light),当沿x轴传播的光线进入光子晶体区域时，光子晶体会将 光线取出并维持其原来y轴上的极化方向，因而使得此发光二极管具有偏振 化的特性。此外，更可通过调变光子晶体区域的大小(a与b)和形状、光子晶 体的结构、电极的大小(c与d)和形状与电极和光子晶体的相关位置(e)来提高 发光二极管的偏振化特性。例如每一个平台结构可为柱状或截切的锥状，其 尺寸例如宽度介于约5-500微米之间，长度介于约10 1000微米之间，高度 约l(M鼓米以下。实际的大小依"i殳计而定。
此外，为了提高发光面积以增加发光二极管的出光强度，如前述的机制， 透明欧姆接触层可延伸至光子晶体区域的p-GaN表面。此时，透明欧姆接触 层下方的主动发光层皆可发光，再配合平台结构305的厚度、大小与形状的 设计，使得主动发光层只能发出具有特定极化方向的模式的光，因此发光二 极管可发出高强度的偏振化光。再者，为了提升波导的效应使得沿x轴传播 的光线增加，在发光二极管当中可加入DBR结构。由于p电极下方的主动 发光层发光后，DBR结构使得大多数的光线皆沿x轴传播，而沿x轴传播的光线的偏振化方向皆在y轴上(TEy light),当此光线传播至光子晶体区域 时，光子晶体会将光线取出并维持其原来y轴上的极化方向，因此平台结构 中沿x轴传播的光线增加，所以也提高发光二极管的偏振光的强度。
此外，为了提高发光面积以增加发光二极管的出光强度，透明欧姆接触 层可延伸至光子晶体区域的上层DBR的表面，此时，透明欧姆接触层下方 的主动发光层皆可发光，再配合平台结构的厚度、大小与形状的设计，使得 主动发光层只能发出具有特定极化方向的模式的光，因此发光二极管可发出 高强度的偏振化光。另外，在波导相反方向的侧面上可加入反射结构，如具 反射特性的光子晶体结构，由此降低侧面所散失的光线同时提高在波导方向 上传播的光线。
具体而言，图17绘示依据本发明一实施例，平台结构式的发光元件立 体图。参阅图17,在基板300上可以设置多个发光元件312。半导体堆叠结 构304在基板300上，包括有第一导电型半导体层302以及突出区块层305， 其中第一导电型半导体层302上包含多个突出区块层305构成阵列分布。每 一个突出区块层305上包含光子晶体结构310。第一电极层306在每一个突 出区块层305上。第二电极层308在半导体堆叠结构304中的302上，位于 突出区块层305的边缘，与第一电极层306相对应，构成发光单元。
图18绘示依据本发明一实施例，沿着图17的ni-ni线的剖面结构示意 图。参阅图18，通过半导体工艺的沉积、光刻、蚀刻等工艺，半导体堆叠结 构叠层形成于基板300上。半导体堆叠结构304叠层包含有第一导电型半导 体层302、主动发光层320以及第二导电型半导体层322，形成于基板300 上，而欧姆接触层324形成于304之上。经光刻蚀刻，形成突出区块层305， 其上有光子晶体结构310。另外，电极层306、 308分别形成于欧姆接触层 324与第一导电型半导体层302上。材料与光子晶体的结构如先前的描述。
在电流由电极注入后，电极306下方的主动发光层320会发光。由于介 面折射率不同导致光线反射的缘故而使光线在平台结构中形成波导模式，支 持波导模式传播的平台结构可包含外延结构或基板。若将光子晶体制作于基 板中，则基板中的波导模式可被光子晶体取出。在平台结构中由于沿x轴传 播的光线，其偏振方向皆在y轴上，当沿x轴传播的光线进入光子晶体区域 时，光子晶体会将光线取出并维持其原来y轴上的极化方向，因而使得此发 光二极管具有偏振化的特性。此外，更可通过调变光子晶体区域的大小和形
14状、光子晶体的结构、电极的大小和形状与电极和光子晶体的相关位置来提 高发光二极管的偏振化特性。
图19-21绘示依据本发明一些实施例，沿着图17的III-III线的剖面结构 示意图。依照先前描述的设计变化，参阅图19,为了提高发光面积以增加发 光二极管的出光强度，透明欧姆接触层324可延伸至光子晶体区域的第二导 电型半导体层322表面。此时，透明欧姆接触层下方的主动发光层皆可发光， 再配合每个平台结构的厚度、大小与形状的设计，使得主动发光层只能发出 具有特定极化方向的模式的光，因此发光二极管可发出高强度的偏振化光。 再者，参阅图20，为了提升波导的效应使得沿x轴传播的光线增加，在发光 二极管当中可加入DBR结构层332的结构。电极306下方的主动发光层320 发光后，DBR结构层332的结构使得大多数的光线皆沿x轴传播，而沿x 轴传播的光线的偏振化方向皆在y轴上，当此光线传播至光子晶体区域时， 光子晶体会将光线取出并维持其原来y轴上的极化方向。由于在平台结构中
沿x轴传播的光线增加，所以也提高发光二极管的偏振光的强度。
再者，参阅图21，为了提高发光面积以增加发光二极管的出光强度，透 明欧姆接触层324可延伸至光子晶体区域的上层DBR结构层332的表面。 透明欧姆接触层324下方的主动发光层320皆可发光，再配合每个平台结构 的厚度、大小与形状的设计，使得主动发光层320只能发出具有特定极化方 向的模式的光，因此发光二极管可发出高强度的偏振化光。另外，在波导相 反方向的侧面上可加入反射结构，如一具反射特性的光子晶体结构，由此降 低侧面所散失的光线，同时提高在波导方向上传播的光线。
图22绘示依照本发明实施例，发光元件装置立体示意图。参阅图22, 为了能增加较大的发光面积，也同时增加取光量，本实施例可以在基板上设 置多个发光二极管312的平台结构，进而达到平台阵列的发光装置。至于平 台式的发光二极管312的结构如前述。
一般而言，由于光线持续地在光子晶体区域传播时，光子晶体结构会不 断将在波导结构中传播的光取出，使得光线传播至离光源越远的地方时，光 子晶体结构所能取出的光强度就会越弱，因此在平台结构中的光子晶体区域 的大小需要适当的设计。加上需考虑芯片整体的出光量，所以在芯片上形成 平台阵列的结构，以提高出光强度，再配合每一平台的极化出光得到具有偏 振化的特性的发光二极管。经研究光学的特性后，本发明通过发光二极管的发光结构与光子晶体结 构是以水平方式配置，取出的光会具有极化效果。
虽然本发明已以实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，本领域技 术人员在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本 发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的为准。
权利要求
1. 一种极化的发光元件，包括基板；以及半导体堆叠结构，在该基板上，包含至少第一区域与第二区域，其中该第二区域包含光子晶体结构，该第一区域产生光源，该光源行经该光子晶体结构后产生极化光。
2. 如权利要求1所述的极化的发光元件，还包括 第一电极层以及与该第一电极层相对应的第二电极层以产生该光源。
3. 如权利要求1所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是在该半 导体堆叠结构上的多个晶体单元以构成晶格图案。
4. 如权利要求3所述的极化的发光元件，其中该晶格图案包含四重对 称、六重对称、矩形晶格、周期性排列结构、多重周期性排列结构、准周期 性结构或非周期性结构。
5. 如权利要求3所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的结构包括孔 洞、柱状、锥状、连续凹凸状、不连续凹凸状或结合其中几种的结构。
6. 如权利要求3所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的横截形状的 多边形、圆形或椭圆形。
7. 如权利要求1所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构包括 第一导电型半导体层；主动发光层，在该第一导电型半导体层上；第二导电型半导体层，在该主动发光层上；以及欧姆接触层，至少在该第二导电型半导体层与该第 一 电极层之间。
8. 如权利要求7所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构还包括 至少 一分布布拉格反射层，在该第 一导电型半导体层与该基板之间与在该第 二导电型半导体层与该欧姆接触层之间的其一或是两者。
9. 如权利要求1所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是在该半 导体堆叠结构的该第二区域上的多个半导体柱，也会发出光。
10. —种极化的发光元件，包括 基板；以及半导体堆叠结构，在该基板上，包含多个条状区域，其中在该条状区域之间包含至少一光子晶体结构，其中当所产生的光源行经该光子晶体结构后 产生极化光。
11. 如权利要求IO所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构还包括多个第一电极条层在该半导体堆叠结构的每一该条状区域上；以及 至少一个第二电极条层，在该半导体堆叠结构且位于该光子晶体结构之 间，与该第一电极条层相对应以产生该光源。
12. 如权利要求IO所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是在该 半导体堆叠结构上的多个晶体单元以构成晶格图案。 -
13. 如权利要求12所述的极化的发光元件，其中该晶格图案包含四重对 称、六重对称、矩形晶格、周期性排列结构、多重周期性排列结构、准周期 性结构或非周期性结构。
14. 如权利要求12所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的结构包括 孔洞、柱状、锥状、连续凹凸状、不连续凹凸状或结合其中几种的结构。
15. 如权利要求12所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的横截形状 的多边形、圆形或椭圆形。
16. 如权利要求10所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构包括第一导电型半导体层；主动发光层，在该第一导电型半导体层上；第二导电型半导体层，在该主动发光层上；以及欧姆接触层，至少在该第二导电型半导体层与该第一电极条层之间。
17. 如权利要求16所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构还包 括至少 一分布布拉格反射层，在该第 一导电型半导体层与该基板之间与在该 第二导电型半导体层与该欧姆接触层之间的其一或是两者。
18. 如权利要求IO所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是在该 半导体堆叠结构上的多个半导体柱，也会发出光。
19. 一种极化的发光元件，包括 基板；以及半导体堆叠结构，在该基板上，其中该半导体堆叠结构包含至少一个突 出区块层，该突出区块层上包含光子晶体结构，其中所产生的光源行经该光子晶体结构后产生极化光。
20. 如权利要求19所述的极化的发光元件，还包括 第一电极层；以及与该第一电极层相对应的第二电极层，以产生该光源。
21. 如权利要求19所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是在该 半导体堆叠结构上的多个晶体单元以构成晶格图案。
22. 如权利要求21所述的极化的发光元件，其中该晶格图案包含四重对 称、六重对称、矩形晶格、周期性排列结构、多重周期性排列结构、准周期 性结构或非周期性结构。
23. 如权利要求21所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的结构包括 孔洞、柱状、锥状、连续凹凸状、不连续凹凸状或结合其中几种的结构。
24. 如权利要求21所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的横截形状 的多边形、圓形或椭圆形。
25. 如权利要求19所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构包括第一导电型半导体层；主动发光层，在该第一导电型半导体层上；第二导电型半导体层，在该主动发光层上；以及欧姆接触层，至少在该第二导电型半导体层与该第一电极层之间。
26. 如权利要求25所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构还包 括至少一分布布拉格反射层，在该第一导电型半导体层与该基板之间与在该 第二导电型半导体层与该欧姆接触层之间的其一或是两者。
27. 如权利要求19所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是多个 半导体柱，也会个别发光。
28. —种极化的发光元件，包括 基板；以及半导体堆叠结构在该基板上，其中该半导体堆叠结构包含多个突出区块 层构成阵列分布，每一该突出区块层上包含光子晶体结构，其中当所产生的 光源行经该光子晶体结构后产生极化光。
29. 如权利要求28所述的极化的发光元件，还包括 第一电极层在每一该突出区块层上；以及第二电极层在该半导体堆叠结构上，位于该突出区块层的边缘，与该第 一电极层相对应，以产生该光源。
30. 如权利要求28所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是在该 半导体堆叠结构上的多个晶体单元以构成晶格图案。
31. 如权利要求30所述的极化的发光元件，其中该晶格图案包含四重对 称、六重对称、矩形晶格、周期性排列结构、多重周期性排列结构、准周期 性结构或非周期性结构。
32. 如权利要求30所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的结构包括 孔洞、柱状、锥状、连续凹凸状、不连续凹凸状或结合其中几种的结构。
33. 如权利要求30所述的极化的发光元件，其中该晶体单元的横截形状 的多边形、圆形或椭圆形。
34. 如权利要求28所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构包括第一导电型半导体层；主动发光层，在该第一导电型半导体层上；第二导电型半导体层，在该主动发光层上；以及欧姆接触层，至少在该第二导电型半导体层与该第一电极层之间。
35. 如权利要求34所述的极化的发光元件，其中该半导体堆叠结构还包 括至少一分布布拉格反射层，在该第一导电型半导体层与该基板之间与在该 第二导电型半导体层与该欧姆接触层之间的其一或是两者。
36. 如权利要求28所述的极化的发光元件，其中该光子晶体结构是多个 半导体柱，也会个别发光。
全文摘要
本发明公开了一种极化的发光元件，其包括基板以及发光半导体堆叠结构。半导体堆叠结构在基板上，包含至少第一区域与第二区域，其中第二区域包含光子晶体结构，第一区域产生光源，该光源行经该光子晶体结构后产生极化光。
文档编号G02B6/122GK101441297SQ200710193689
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者叶文勇, 祁锦云, 薛翰聪, 赖俊峰, 赵嘉信 申请人:财团法人工业技术研究院