[发明专利]光电元件及其形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光电元件，特别是一种在光电元件中，在基板上形成多层膜结构以增加光在光电元件中的反射效率。

背景技术

现有的发光二极管为由多层膜结构所组成，此多层膜结构包括在n型半导体层与p型半导体层间的发光层。此发光层可为由活性氮化半导体化合物所组成的单层或多层膜结构。施加于发光二极管电极之间的电偏压产生电子及/或电洞的注入，电子及/或电洞流过n型半导体层与p型半导体层，并穿越发光层，在此发光层中电子/或电洞再结合以产生光。自发光层所生成的光以各方向传播，且经由每一显露表面而离开此发光二极管。为有效地达成其发光目的，通常需要引导此光自发光二极管沿预定的发射方向射出。

一般而言，发光二极管的发光效率可由多种参数予以表达，其中之一即为光检索效率，也就是射出发光二极管的光量与发光二极管产生的光量的比值。实际上，由于经由组成发光二极管的不同层的各种内部吸收之故，射出发光二极管的光量为少于发光二极管产生的光量。为了增加光检索效率，公知方法之一是在发光二极管的多层膜结构内设置反射层，以沿可用的方向再引导光射出。

为了改善氮化镓化合物层的结晶质量，必需解决在蓝宝石(sapphire)与做为发光层的氮化镓化合物层之间的晶格匹配的问题。因此，于公知技术中，如图1A或是图1B所示，是在基底100与氮化镓层104之间形成以氮化铝(AlN)为主的缓冲层(buffer layer)102，且此缓冲层102的结晶结构是以微结晶(microcrystal)或是多结晶(polycrystal)且在非结晶硅的状态下混合，借此缓冲层102的结晶结构可以改善在氮化镓化合物层104之间的晶格不匹配(crystal mismatching)的问题。又。然而，在上述公知技术中，由于光线在发光层中所产生的折射率有所限制，而限制光电元件的发光效率。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明的主要目的在于通过绝缘材料层所形成多层膜结构于基板上，以减少差排，并且通过多层膜结构产生反射层和抗反射层，以增加发光效率。

为达到上述目的，本发明的技术解决方案是：

提供一种光电元件，其包含：一第一电极；一基板形成在第一电极上；多个多层膜结构形成在基板上，且多个多层膜结构是以具有不同折射率的至少两层绝缘材料层交错堆叠而成；第一半导体导电层形成在基板上且包覆多个多层膜结构；发光层形成在第一半导体导电层上；第二半导体导电层形成在发光层上；一透明导电层形成在第二半导体导电层上；以及一第二电极形成在透明导电层上。

还提供一种光电元件，其包含：一基板；多个多层膜结构形成在基板上，且多个多层膜结构是以具有不同折射率的至少两层绝缘材料层交错堆叠而成；第一半导体导电层形成在基板上且包覆多个多层膜结构，且第一半导体导电层具有一第一区域及一第二区域；一发光层，形成在第一半导体导电层的第二区域；第二半导体导电层形成在发光层上；一透明导电层形成在半导体外延堆叠结构上；一第一电极设置在第一半导体导电层的第一区域上；以及一第二电极设置在透明导电层上。

本发明的光电元件，通过基板上的多层膜结构增加光线在光电元件内的反射或抗反射效率，大大提升了光电元件的发光效率。

附图说明

图1A及图1B是根据公知技术，表示光电元件的结构的示意图；

图2A至图2G是根据本发明所揭露的技术，表示具有多层膜结构的光电元件的实施例的各步骤流程图；及

图3A至图3C是根据本发明所揭露的技术，表示具有多层膜结构的光电元件的各步骤的另一实施例的各步骤流程图。

主要元件符号说明

10、100基板

12多层膜结构

12A第一绝缘材料层

12B第二绝缘材料层

20、102缓冲层

30半导体外延堆叠结构

32第一半导体导电层

30A第一区域

30B第二区域

34发光层

36第二半导体导电层

40透明导电层

50第一电极

60第二电极

104氮化镓层

121～127绝缘材料层

具体实施方式