专利名称：高亮度发光二极管结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管结构，具体涉及提高发光二极管亮度的结构与其制造
方法。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种冷光发光元件，其发光原理是在
ni-v族化合物半导体材料上施加电流，利用二极管内电子与空穴互相结合，而将能量转换
为光的形式，能量释出时便可以发光，且使用很久也不会像白炽灯泡般地发烫。发光二极 管的优点在于体积小、寿命长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，能够配合各种设备的 轻、薄及小型化的需求，早已成为日常生活中十分普及的产品。 发光二极管目前的发光性能表现及效率日益进步，可以广泛地应用在日常生活 中，其种类繁多，利用各种化合物半导体材料及元件结构的变化，可设计出发红、橙、黄、绿、 蓝、紫等各颜色的光，以及红外光、紫外光等不可见光的发光二极管，各种发光二极管已广 泛应用在户外广告牌、煞车灯、交通信号灯及显示器等。 发光二极管中主要组成为N型半导体层、活化层以及P型半导体层所形成的三明 治结构，其主要是磷化铝镓铟(AlGalnP)等四元元素沉积而成，或磷化镓(GaP)、或镓铝砷 (GaAlAs)，或是由砷化镓(GaAs)、等半导体材料组成，其内部结构为一个PN结构，具有单向 导电性，发光二极管一般为沉积形成于一砷化镓基板上，由于砷化镓基板具有吸光的特性， 因此发光二极管磊晶层所产生的光，射向砷化镓基板的部分会被吸收，因此导致产生的光 无法被充分利用，而影响其亮度。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于披露一种可提升亮度的发光二极管结构与其制造方 法。 通过以上可知，为实现上述目的，本发明解决技术问题所采用的技术方案是，提供 一种高亮度发光二极管结构，该结构包含一硅基板、一金属黏合层、一金属反射层、一 N型 半导体层、一活化层以及一P型半导体层，其中该硅基板上堆栈该金属黏合层，该金属黏合 层上堆栈该金属反射层，该N型半导体层堆栈于该金属反射层上，该活化层堆栈于该N型半 导体层上，该P型半导体层堆栈于该活化层上。 该高亮度发光二极管结构的制作方法包括以下步骤，首先为备制一 N型基板，并 在该N型基板上依序堆栈一 P型半导体层、一活化层、一 N型半导体层以及一金属反射层而 形成一第一半成品；接着为备制一硅基板，并在该硅基板上堆栈一金属黏合层，而形成一第 二半成品，再接着为将该第一半成品的金属反射层与该第二半成品的该金属黏合层黏合， 再通过蚀刻法移除该第一半成品的N型基板，即完成本发明高亮度发光二极管的制作。
据此，本发明的优点在于可免除使用会吸光的砷化镓基板，且可由该金属反射层 的反射而增加光利用效率，而可提高亮度，充分利用所产生的光，而形成高亮度发光二极管。
图1是本发明发光二极管的结构剖面图。 图2-1是本发明第一半成品的结构剖面图。 图2-2是本发明第二半成品的结构剖面图。 图3是本发明第一、二半成品黏合后的结构剖面图。 图4是本发明图3移除N型基板和缓冲层的结构剖面图。
具体实施例方式
有关本发明的详细内容及技术说明，现以实施例来作进一步说明，但应了解的是， 这些实施例仅为例示说明的目的，而不应被解释为本发明实施的限制。 参照图1所示，本发明的结构包含一硅基板10、一金属黏合层20、一金属反射层 21、一 N型半导体层30、一活化层40以及一 P型半导体层50，其中该硅基板10上堆栈该金 属黏合层20，该金属反射层21堆栈于该金属黏合层20上，该N型半导体层30可由选自砷 化镓、磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成，且该N型半导体层30堆 栈于该金属反射层21上。 该活化层40可为包含一氮化铝铟镓的周期结构形成的多层量子阱，且该活化层 40堆栈于该N型半导体层30上，又该N型半导体层30可以包含一 N型披覆层31和一 N型 窗口层32，该N型窗口层32为与该金属反射层21接触，该N型披覆层31则与该活化层40 接触。 该P型半导体层50堆栈于该活化层40上，该P型半导体层50可由选自砷化镓、 磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成，且该P型半导体层50可以包含 一 P型欧姆接触层51和一 P型披覆层52，且该P型披覆层52与该活化层40接触。又该P 型半导体层50上堆栈有一保护层60，该保护层60为二氧化硅和氮化硅的任一种，并可将一 接合垫70由外侧贯穿该保护层60，并与该P型半导体层50接触。 参照图2-1与图2-2所示，本发明的步骤，首先包含备制一 N型基板90，且可在该 N型基板90上先堆栈一缓冲层91，该缓冲层91为N型和P型的任一种，并在该N型基板 90(该缓冲层91)上依序堆栈一P型半导体层50、一活化层40、一N型半导体层30以及一 金属反射层21而形成一第一半成品A(如图2-1所示)，该活化层40可包含一氮化铝铟镓 的周期结构形成的多层量子阱，该N型半导体层30与该P型半导体层50可由选自砷化镓、 磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成。 且堆栈该P型半导体层50可以为先堆栈P型欧姆接触层51后再堆栈P型披覆层 52，又堆栈该N型半导体层30可先堆栈N型披覆层31，再堆栈N型窗口层32。接着为备制 硅基板10，并在该硅基板10上堆栈一金属黏合层20形成一第二半成品B (如图2-2所示)。
参照图3和图4所示，将该第一半成品A的金属反射层21与该第二半成品B的该 金属黏合层20黏合，再通过蚀刻法移除该第一半成品A的N型基板90和该缓冲层91 。
再次参照图1所示，可在该第一半成品A的该P型半导体层50上堆栈一保护层 60，且该保护层60可以为二氧化硅和氮化硅的任一种，并可在保护层60堆栈完成之后，将一接合垫70由外侧贯穿该保护层60，并与该P型半导体层50接触。 如上所述，本发明提供一种免除使用砷化镓基板的发光二极管结构与其制作方
法，本发明由于没有使用砷化镓基板，并进而通过金属反射层21来反射光，因此其可以增
加光的利用效率，充分利用光而可形成高亮度发光二极管，满足使用者的需求。 上述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明实施的范围。所有根据本发
明申请专利范围所做的等同变化与修改，均为本发明专利范围所涵盖。
权利要求
一种高亮度发光二极管结构，其特征在于，包含一硅基板(10)；一金属黏合层(20)，所述金属黏合层(20)堆栈于所述硅基板(10)上；一金属反射层(21)，所述金属反射层(21)堆栈于所述金属黏合层(20)上；一N型半导体层(30)，所述N型半导体层(30)堆栈于所述金属反射层(21)上；一活化层(40)，所述活化层(40)堆栈于所述N型半导体层(30)上；以及一P型半导体层(50)，所述P型半导体层(50)堆栈于所述活化层(40)上。
2. 根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述P型半导体层 (50)上堆栈有一保护层(60)。
3. 根据权利要求2所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述保护层(60)为二 氧化硅和氮化硅的任一种。
4. 根据权利要求2所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，一接合垫(70)由外侧 贯穿所述保护层(60)，并与所述P型半导体层(50)接触。
5. 根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述P型半导体层 (50)包含一P型欧姆接触层(51)和一P型披覆层(52)，且所述P型披覆层(52)与所述活 化层(40)接触。
6. 根据权利要求l所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述活化层(40)包含 一氮化铝铟镓的周期结构形成的多层量子阱。
7. 根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述N型半导体层 (30)包含一N型披覆层(31)和一N型窗口层(32)，且所述N型窗口层(32)与所述金属反 射层(21)接触，所述N型披覆层(31)与所述活化层(40)接触。
8. 根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述N型半导体层 (30)由选自砷化镓、磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成。
9. 根据权利要求1所述的高亮度发光二极管结构，其特征在于，所述P型半导体层 (50)由选自砷化镓、磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成。
10. —种高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，包含以下步骤 制备一N型基板(90)，并在所述N型基板(90)上依序堆栈一P型半导体层(50)、一活化层(40)、一N型半导体层(30)以及一金属反射层(21)而形成一第一半成品(A);制备一硅基板(IO)，并在所述硅基板(10)上堆栈一金属黏合层(20)，而形成一第二半 成品(B);将所述第一半成品(A)的金属反射层(21)与所述第二半成品(B)的所述金属黏合层 (20)黏合，再通过蚀刻法移除所述第一半成品(A)的N型基板(90)。
11. 根据权利要求10所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，所述N型基板 (90)先堆栈一缓冲层(91)，所述缓冲层(91)为N型和P型的任一种，再堆栈所述P型半导 体层(50)，并在所述第一半成品(A)和所述第二半成品(B)结合后，利用蚀刻法移除所述N 型基板(90)和所述缓冲层(91)。
12. 根据权利要求IO所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，在所述第一 半成品(A)的P型半导体层(50)上堆栈一保护层(60)。
13. 根据权利要求12所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，所述保护层(60)为二氧化硅和氮化硅的任一种。
14. 根据权利要求12所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，在保护层 (60)堆栈完成之后，将一接合垫(70)由外侧贯穿所述保护层(60)，并与所述P型半导体层 (50)接触。
15. 根据权利要求10所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，堆栈所述P型 半导体层(50)为先堆栈一P型欧姆接触层(51)后再堆栈一P型披覆层(52)。
16. 根据权利要求IO所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，所述活化层 (40)包含一氮化铝铟镓的周期结构形成的多层量子阱。
17. 根据权利要求10所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，堆栈所述N型 半导体层(30)为先堆栈一N型披覆层(31)，再堆栈一N型窗口层(32)。
18. 根据权利要求10所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，所述N型半导 体层(30)由选自砷化镓、磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成。
19. 根据权利要求10所述的高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于，所述P型半导 体层(50)由选自砷化镓、磷化镓、磷化铝铟镓、磷化铝铟以及砷化铝镓的任一种制成。
全文摘要
本发明提供了一种高亮度发光二极管结构及其制造方法，该结构包含依序堆栈的一硅基板、一金属黏合层、一金属反射层、一N型半导体层、一活化层以及一P型半导体层，其中该金属反射层、该N型半导体层、该活化层以及该P型半导体层为在一N型基板上沉积堆栈之后，并由该金属黏合层黏着于该硅基板上之后再剥离该N型基板下来，据此本发明的高亮度发光二极管结构利用该硅基板取代传统的会吸光的砷化镓基板，因而可降低光损失而提高发光二极管的亮度。
文档编号H01L33/00GK101740673SQ20081017705
公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月19日 优先权日2008年11月19日
发明者张智松, 颜良吉 申请人:联胜光电股份有限公司