TWI620343B - 發光二極體元件 - Google Patents
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Abstract
發光二極體元件包含基板、磊晶層、透明導電層、絕緣反射層、第一電極以及第二電極。磊晶層包含位於基板上的第一型半導體層和位於第一型半導體層的部分區域表面上的第二型半導體層。第一電極位於第一型半導體層的另一部分區域表面上。第二電極位於第二型半導體層的部分區域表面上。絕緣反射層覆蓋磊晶層的表面。透明導電層位於第二型半導體層和絕緣反射層之間。
Description
本發明關於半導體技術領域，特別係關於一種發光二極體元件。
發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)是一種能將電能轉化為光能的半導體電子元件。隨著技術的不斷進步，由於發光二極體具有低功耗、低熱、啟動無延時、高亮度等特點，因此被廣泛應用於顯示器、電視機採光裝飾和照明等領域。
但是，目前的發光二極體元件，尤其倒裝發光二極體元件的結構通常較複雜，相應的製造工藝也會比較繁瑣，導致生產良率不高。
本發明提供一種發光二極體元件，用於解決現有的發光二極體元件的結構和工藝流程過於複雜和繁瑣的問題。
本發明提供一種發光二極體元件，包含基板、磊晶層、透明導電層、絕緣反射層以及第一電極和第二電極。磊晶層包含位於基板上的第一型半導體層和位於第一型半導體
層的部分區域表面上的第二型半導體層。第一電極位於第一型半導體層的另一部分區域表面上。第二電極位於第二型半導體層的部分區域表面上。絕緣反射層覆蓋磊晶層的表面。透明導電層位於第二型半導體層和絕緣反射層之間。
本發明提供的發光二極體元件中，第一型半導體層和第二型半導體層表面呈階梯結構，第一型半導體層和第二型半導體層的表面分別設置有第一電極和第二電極，絕緣反射層覆蓋露出的磊晶層表面，透明導電層設置在第二型半導體層和絕緣反射層之間，有效簡化了發光二極體元件的結構和製備流程，提高生產良率。
11‧‧‧基板
12‧‧‧磊晶層
121‧‧‧第一型半導體層
122‧‧‧第二型半導體層
13‧‧‧透明導電層
14‧‧‧絕緣反射層
15‧‧‧第一電極
16‧‧‧第二電極
21‧‧‧基板
22‧‧‧磊晶層
221‧‧‧N型半導體層
222‧‧‧P型半導體層
23‧‧‧透明導電層
231‧‧‧透明導電單元
24‧‧‧絕緣反射層
25‧‧‧第一電極
26‧‧‧第二電極
31‧‧‧基板
32‧‧‧磊晶層
321‧‧‧N型半導體層
322‧‧‧P型半導體層
33‧‧‧透明導電層
331‧‧‧開孔
34‧‧‧絕緣反射層
35‧‧‧第一電極
36‧‧‧第二電極
41‧‧‧第一金屬層
42‧‧‧第二金屬層
51‧‧‧第一金屬條
52‧‧‧第二金屬條
53‧‧‧第三金屬層
54‧‧‧第四金屬層
第1圖為本發明實施例一提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖。
第2A圖為本發明實施例二提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖。
第2B圖為本發明實施例二中透明導電層的俯視結構示意圖。
第3A圖為本發明實施例三提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖。
第3B圖為本發明實施例三中透明導電層的俯視結構示意圖。
第4A圖為本發明實施例四提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖。
第4B圖為第4A圖的俯視結構示意圖。
第5A圖為本發明實施例五提供的一種發光二極體元件的俯視結構示意圖。
第5B圖為本發明實施例五提供的另一種發光二極體元件的俯視結構示意圖。
第5C圖為本發明實施例五提供的又一種發光二極體元件的俯視結構示意圖。
為使本發明實施例的目的、技術手段和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術手段進行清楚、完整地描述。為了方便說明，放大或者縮小了不同層和區域的尺寸，所以圖中所示大小和比例並不一定代表實際尺寸，也不反映尺寸的比例關係。
第1圖為本發明實施例一提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖，如第1圖所示，該元件包含：基板11、磊晶層12、透明導電層13、絕緣反射層14以及第一電極15和第二電極16；其中，磊晶層12包含位於基板11上的第一型半導體層121和位於第一型半導體層121的部分區域表面上的第二型半導體層122；第一電極15位於N型半導體層121的另一部分區域表面上，第二電極16位於P型半導體層122的部分區域表面上；絕緣反射層14覆蓋磊晶層12的表面；透明導電層13位於第二型半導體層122和絕緣反射層14之間。其中，基板11具體可以為透明基板，以實現發光二極體元件的發光效果，可選地，基板11可以包含但不限於藍寶石、碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)以及氮化鋁(AlN)中的任一種。磊晶層12可以為半導體元素，例如單晶矽、多晶矽或非晶結構的矽，也可以為混合的半導體結構，例如碳化矽、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化
銦、砷化鎵或銻化鎵或矽鍺(SiGe)、合金半導體或其組合。此外，磊晶層12可以為包含一種以上元素的半導體，這些元素可以為選自鎵(Ga)、銦(In)、氮(N)、鋁(Al)、鍺(Ge)、砷(As)、磷(P)以及硒(Se)的組合。本實施例在此不對其進行限制。
具體來說，第一型半導體層121與第二型半導體層122的導電類型不同。例如，第一型半導體層121是N型半導體層，第二型半導體層122是P型半導體層。以第一型半導體層121是N型半導體層，第二型半導體層122是P型半導體層舉例，磊晶層12自下而上依次包含N型半導體層121和覆蓋部分N型半導體層121表面的P型半導體層122，即N型半導體層和P型半導體層的表面呈階梯結構，製備這種階梯結構的方法可以有多種，例如，可以先在基板上依次疊加形成N型半導體層和P型半導體層，而後對P型半導體層的部分區域進行蝕刻，直至露出N型半導體層的表面，形成階梯結構。可以理解，製備磊晶層12的工藝方法有多種，在此不再一一詳細闡述。
進一步的，絕緣反射層14能夠保護發光二極體元件結構，並且能夠通過將發光二極體發出的光反射至基板，進一步提高發光二極體元件的發光效率。可選地，絕緣反射層的結構可以為單層結構，也可以為多層結構。可選地，絕緣反射層14可以為多層結構，例如分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflectors,DBR)或全反射鏡(Omni-Directional Reflector,ODR)。
其中，分散式布拉格反射鏡由兩種不同折射率的材料交替排列組成，每層材料的光學厚度為中心反射波長的
1/4，因此是一種四分之一波長多層系統。布拉格反射鏡的反射率很高，可達99%以上，因此可以有效提升發光二極體元件的亮度，並且，結構為分散式布拉格反射鏡的絕緣反射層能夠避免金屬反射層存在的光吸收問題，還可以通過改變材料的折射率或厚度來調整能隙位置。進一步的，分散式布拉格反射鏡可以由氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意兩種材料製備形成，具體來說，製備分散式布拉格反射鏡的方法可以採用通常的分散式布拉格反射鏡製備方法，在此不再詳細闡述。
其中，全反射鏡可以由至少一金屬層與至少一絕緣層組成，且金屬層覆蓋絕緣層，位於絕緣層上方，以避免與半導體直接接觸。進一步的，金屬層可以由金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、鉻(Cr)以及鈦(Ti)中的任意材料製備形成，絕緣層可以由氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意材料製備形成。具體來說，製備全反射鏡的方法可以採用通常的全反射鏡製備方法，在此不再詳細闡述。
再可選地，絕緣反射層14可以為單層結構，進一步的，絕緣反射層可以包含矽膠與氧化鈦的混合物。單層結構的絕緣反射層可以有效簡化元件結構，節省工藝。其中，形成於第二型半導體層和該絕緣反射層之間的透明導電層(Transparent Conductive Layer,TCL)，具備高導電率和
較好的透光特性，化學穩定性好，並且能夠達到擴散電流，降低接觸電阻的效果。進一步的，透明導電層可以包含但不限於鎳金化物(NiAu)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)以及氮化鈦(TiN)中的任一種。
具體來說，第一電極形成於第一型半導體層表面，與第一型半導體層電連接，第二電極形成於第二型半導體層表面，與第二型半導體層電連接，且第一電極和第二電極分離設置，覆蓋磊晶層表面的絕緣反射層將第一電極和第二電極隔離開。進一步的，第一電極和第二電極的材料可以為鈦(Ti)、鉻(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)或鉬(Mo)等，具體材料的選擇可根據實際情況而定。優選的，第一電極和第二電極可以通過蒸鍍、濺鍍、印刷工藝或電鍍工藝在同一工藝環節中共同形成，以簡化工藝流程。實際應用中，第一電極和第二電極可以為與第一方向平行的條形電極。
本實施例提供的發光二極體元件，第一型半導體層和第二型半導體層表面呈階梯結構，第一型半導體層和第二型半導體層的表面分別設置有第一電極和第二電極，絕緣反射層覆蓋露出的磊晶層表面，透明導電層設置在第二型半導體層和絕緣反射層之間，有效簡化了發光二極體元件的結構和製備流程，提高生產良率。
第2A圖為本發明實施例二提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖，如第2A圖所示，該元件包含：基板21、磊晶層22、透明導電層23、絕緣反射層24以及第一電極25和第二電極26；其中，磊晶層22包含位於基板21上的N型半導體
層221和位於N型半導體層221的部分區域表面上的P型半導體層222；第一電極25位於N型半導體層221的另一部分區域表面上，第二電極26位於P型半導體層222的部分區域表面上；絕緣反射層24覆蓋磊晶層22的表面；透明導電層23位於P型半導體層222和絕緣反射層24之間，透明導電層23包含多個分離設置的透明導電單元231。其中，基板21具體可以為透明基板，以實現發光二極體元件的發光效果，可選地，基板21可以包含但不限於藍寶石、碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)以及氮化鋁(AlN)中的任一種。磊晶層22可以為半導體元素，例如單晶矽、多晶矽或非晶結構的矽，也可以為混合的半導體結構，例如碳化矽、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵或矽鍺(SiGe)、合金半導體或其組合。此外，磊晶層12可以為包含一種以上元素的半導體，這些元素可以為選自鎵(Ga)、銦(In)、氮(N)、鋁(Al)、鍺(Ge)、砷(As)、磷(P)以及硒(Se)的組合。本實施例在此不對其進行限制。
具體來說，磊晶層22自下而上依次包含N型半導體層221和覆蓋部分N型半導體層221表面的P型半導體層222，即N型半導體層和P型半導體層的表面呈階梯結構，製備這種階梯結構的方法可以有多種，例如，可以先在基板上依次疊加形成N型半導體層和P型半導體層，而後對P型半導體層的部分區域進行蝕刻，直至露出N型半導體層的表面，形成階梯結構。可以理解，製備磊晶層22的工藝方法有多種，在此不再一一詳細闡述。
進一步的，絕緣反射層24能夠保護發光二極體元
件結構，並且能夠通過將發光二極體發出的光反射至基板，進一步提高發光二極體元件的發光效率。可選地，絕緣反射層的結構可以為單層結構，也可以為多層結構。可選地，絕緣反射層可以為多層結構，例如分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflectors,DBR)或全反射鏡(Omni-Directional Reflector,ODR)。
其中，分散式布拉格反射鏡由兩種不同折射率的材料交替排列組成，每層材料的光學厚度為中心反射波長的1/4，因此是一種四分之一波長多層系統。布拉格反射鏡的反射率很高，可達99%以上，因此可以有效提升發光二極體元件的亮度，並且，結構為分散式布拉格反射鏡的絕緣反射層能夠避免金屬反射層存在的光吸收問題，還可以通過改變材料的折射率或厚度來調整能隙位置。進一步的，分散式布拉格反射鏡可以由氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意兩種材料製備形成，具體來說，製備分散式布拉格反射鏡的方法可以採用通常的分散式布拉格反射鏡製備方法，在此不再詳細闡述。
其中，全反射鏡可以由至少一金屬層與至少一絕緣層組成，且金屬層覆蓋絕緣層，位於絕緣層上方，以避免與半導體直接接觸。進一步的，金屬層材料可以由金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、鉻(Cr)以及鈦(Ti)中的任意材料製備形成，絕緣層可以由氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、
硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意材料製備形成。具體來說，製備全反射鏡的方法可以採用通常的全反射鏡製備方法，在此不再詳細闡述。
再可選地，絕緣反射層可以為單層結構，進一步的，絕緣反射層可以包含矽膠與氧化鈦的混合物。單層結構的絕緣反射層可以有效簡化元件結構，節省工藝。
具體來說，第一電極形成於N型半導體層表面，與N型半導體層電連接，第二電極形成於P型半導體層表面，與P型半導體層電連接，且第一電極和第二電極分離設置，覆蓋磊晶層表面的絕緣反射層將第一電極和第二電極隔離開。進一步的，第一電極和第二電極的材料可以為鈦(Ti)、鉻(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)或鉬(Mo)等，具體材料的選擇可根據實際情況而定。優選的，第一電極和第二電極可以通過蒸鍍、濺鍍、印刷工藝或電鍍工藝在同一工藝環節中共同形成，以簡化工藝流程。
其中，形成於P型半導體層和該絕緣反射層之間的透明導電層(Transparent Conductive Layer,TCL)，具備高導電率和較好的透光特性，化學穩定性好，並且能夠達到擴散電流，降低接觸電阻的效果。進一步的，透明導電層可以包含但不限於鎳金化物(NiAu)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)以及氮化鈦(TiN)中的任一種。
優選的，為了減小透明導電層對發光二極體元件的發光影響，使得更多的光能夠通過絕緣反射層反射至基板，透明導電層23可以包含多個分離設置的透明導電單元231，使
更多的光通過各透明導電單元231之間的間隙直接照射在絕緣反射層上發生反射，抵達基板，從而在實現了擴散電流，降低接觸電阻的基礎上，還能夠進一步提高發光二極體元件的發光效率。
本實施例中的透明導電層23包含多個分離設置的透明導電單元231，透明導電單元231之間是互相獨立的，沒有發生直接接觸，而是通過第二電極間接連接導通。舉例來說，第2B圖為本發明實施例二中透明導電層的俯視結構示意圖，如第2B圖所示，透明導電層23包含多個分離設置的透明導電單元231，透明導電單元231之間不直接接觸。需要說明的是，圖中所示只是一種舉例的實施方式，而並未對透明導電層23的具體參數進行限制。例如，透明導電單元231的排布方式、形狀等都可以根據元件的尺寸和結構設定。
本實施例提供的發光二極體元件，N型半導體層和P型半導體層表面呈階梯結構，N型半導體層和P型半導體層的表面分別設置有第一電極和第二電極，絕緣反射層覆蓋露出的磊晶層表面，P型半導體層和絕緣反射層之間設置有透明導電層，有效簡化了發光二極體元件的結構和製備流程，提高生產良率。並且透明導電層包含多個分離設置的透明導電單元，使更多的光直接照射在絕緣反射層上發生反射，抵達基板，從而在實現了擴散電流，降低接觸電阻的基礎上，進一步提高發光二極體元件的發光效率。
第3A圖為本發明實施例三提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖，如第3A圖所示，該元件包含：基板31、
磊晶層32、透明導電層33、絕緣反射層34以及第一電極35和第二電極36；其中，磊晶層32包含位於基板31上的N型半導體層321和位於N型半導體層321的部分區域表面上的P型半導體層322；第一電極35位於N型半導體層321的另一部分區域表面上，第二電極36位於P型半導體層322的部分區域表面上；絕緣反射層34覆蓋磊晶層32的表面；透明導電層33位於P型半導體層322和絕緣反射層34之間，透明導電層33開設有開孔331，開孔率不大於90%。
其中，該開孔率可以通過以下公式計算獲得：開孔率=(1-透明導電層的面積/P型半導體層的面積)×100%。這裡提到的透明導電層的面積指的是透明導電層的實際面積，即不包含開孔的透明導電層的面積。
其中，基板具體可以為透明基板，以實現發光二極體元件的發光效果，可選地，基板可以包含但不限於藍寶石、碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)以及氮化鋁(AlN)中的任一種。磊晶層可以為半導體元素，例如單晶矽、多晶矽或非晶結構的矽，也可以為混合的半導體結構，例如碳化矽、銻化銦、碲化鉛、砷化銦、磷化銦、砷化鎵或銻化鎵或矽鍺(SiGe)、合金半導體或其組合。此外，磊晶層12可以為包含一種以上元素的半導體，這些元素可以為選自鎵(Ga)、銦(In)、氮(N)、鋁(Al)、鍺(Ge)、砷(As)、磷(P)以及硒(Se)的組合。本實施例在此不對其進行限制。
具體來說，磊晶層自下而上依次包含N型半導體層和覆蓋部分N型半導體層表面的P型半導體層，即N型半導體
層和P型半導體層的表面呈階梯結構，製備這種階梯結構的方法可以有多種，例如，可以先在基板上依次疊加形成N型半導體層和P型半導體層，而後對P型半導體層的部分區域進行蝕刻，直至露出N型半導體層的表面，形成階梯結構。可以理解，製備磊晶層22的工藝方法有多種，在此不再一一詳細闡述。
進一步的，絕緣反射層能夠保護發光二極體元件結構，並且能夠通過將發光二極體發出的光反射至基板，進一步提高發光二極體元件的發光效率。可選地，絕緣反射層的結構可以為單層結構，也可以為多層結構。可選地，絕緣反射層可以為多層結構，例如分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflectors,DBR)或全反射鏡(Omni-Directional Reflector,ODR)。
其中，分散式布拉格反射鏡由兩種不同折射率的材料交替排列組成，每層材料的光學厚度為中心反射波長的1/4，因此是一種四分之一波長多層系統。布拉格反射鏡的反射率很高，可達99%以上，因此可以有效提升發光二極體元件的亮度，並且，結構為分散式布拉格反射鏡的絕緣反射層能夠避免金屬反射層存在的光吸收問題，還可以通過改變材料的折射率或厚度來調整能隙位置。進一步的，分散式布拉格反射鏡可以由氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意兩種材料製備形成，具體來說，製備分散式布拉格反射鏡的方法可以採用通常的分散式布拉格反射鏡製備方法，在此不再詳細闡述。
其中，全反射鏡可以由至少一金屬層與至少一絕緣層組成，且金屬層覆蓋絕緣層，位於絕緣層上方，以避免與半導體直接接觸。進一步的，金屬層材料可以由金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、鉻(Cr)以及鈦(Ti)中的任意材料製備形成，絕緣層可以由氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意材料製備形成。具體來說，製備全反射鏡的方法可以採用通常的全反射鏡製備方法，在此不再詳細闡述。
再可選地，絕緣反射層可以為單層結構，進一步的，絕緣反射層可以包含矽膠與氧化鈦的混合物。單層結構的絕緣反射層可以有效簡化元件結構，節省工藝。
具體來說，第一電極形成於N型半導體層表面，與N型半導體層電連接，第二電極形成於P型半導體層表面，與P型半導體層電連接，且第一電極和第二電極分離設置，覆蓋磊晶層表面的絕緣反射層將第一電極和第二電極隔離開。進一步的，第一電極和第二電極的材料可以為鈦(Ti)、鉻(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)或鉬(Mo)等，具體材料的選擇可根據實際情況而定。優選的，第一電極和第二電極可以通過蒸鍍、濺鍍、印刷工藝或電鍍工藝在同一工藝環節中共同形成，以簡化工藝流程。實際應用中，第一電極和第二電極可以為與第一方向平行的條形電極。
其中，形成於P型半導體層和該絕緣反射層之間的透明導電層(Transparent Conductive Layer,TCL)，具
備高導電率和較好的透光特性，化學穩定性好，並且能夠達到擴散電流，降低接觸電阻的效果。進一步的，透明導電層可以包含但不限於鎳金化物(NiAu)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)以及氮化鈦(TiN)中的任一種。
本實施例中，為了減小透明導電層對發光二極體元件的發光影響，使得更多的光能夠通過絕緣反射層反射至基板，透明導電層開設有開孔，以使更多的光通過開孔直接照射在絕緣反射層上發生反射，抵達基板，從而在實現了擴散電流，降低接觸電阻的基礎上，還能夠進一步提高發光二極體元件的發光效率。具體來說，透明導電層的開孔率不大於90%，以保證擴散電流，降低接觸電阻的效果。優選的，開孔331可以均勻分佈，使得發光二極體元件發出的光更加均勻，優化發光效果。
本實施例中的透明導電層33為開設有開孔331的連續導電膜。舉例來說，第3B圖為本發明實施例三中透明導電層的俯視結構示意圖，如第3B圖所示，透明導電層33為連續導電膜，其上開設有開孔331。需要說明的是，圖中所示只是一種舉例的實施方式，而並未對開孔331的具體參數進行限制。例如，開孔的排布方式、形狀等都可以根據元件的尺寸和結構設定。
本實施例提供的發光二極體元件，N型半導體層和P型半導體層表面呈階梯結構，N型半導體層和P型半導體層的表面分別設置有第一電極和第二電極，絕緣反射層覆蓋露出的磊晶層表面，P型半導體層和絕緣反射層之間設置有透明導
電層，有效簡化了發光二極體元件的結構和製備流程，提高生產良率。並且透明導電層開設有開孔，使更多的光直接照射在絕緣反射層上發生反射，抵達基板，從而在實現了擴散電流，降低接觸電阻的基礎上，進一步提高發光二極體元件的發光效率。
可選地，為了提高電極與外界電連接的可靠性，可以增大電極的電接觸面積，相應的，第4A圖為本發明實施例四提供的發光二極體元件的剖面結構示意圖，如第4A圖所示，在具有基板31、磊晶層32、透明導電層33以及第一電極35和第二電極36的實施例一至實施例三中任一實施例該的發光二極體元件基礎上，該發光二極體元件更包含：分離設置的第一金屬層41和第二金屬層42；第一金屬層41覆蓋第一電極35和部分絕緣反射層34；第二金屬層42覆蓋第二電極36和部分絕緣反射層34。
具體來說，第4B圖為第4A圖的俯視結構示意圖。其中，第一金屬層41和第二金屬層42可以為鈦(Ti)、鉻(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)或鉬(Mo)等，具體材料的選擇可根據實際情況而定。優選的，第一金屬層41、第二金屬層42、第一電極35和第二電極36可以通過蒸鍍、濺鍍、印刷工藝或電鍍工藝在同一工藝環節中共同形成，以簡化工藝流程。
本實施例提供的發光二極體元件，通過設置與第一電極35連接的第一金屬層41和與第二電極36連接的第二金屬層42，能夠增大元件與外界的電接觸面積，提高元件可靠性。
第5A圖為本發明實施例五提供的一種發光二極體元件的俯視結構示意圖，如第5A圖所示，在具有基板、磊晶層、透明導電層以及第一電極和第二電極的實施例一至實施例三中任一實施例該的發光二極體元件基礎上，第一電極35朝第二電極36延伸出至少一個第一金屬條51；第二電極36朝第一電極35延伸出至少一個第二金屬條52；第一金屬條51和第二金屬條52交替排布。實際應用中，該發光二極體元件可以採用倒裝技術進行封裝。
具體來說，第一金屬條51和第二金屬條52平行。為了節省佔用面積，第一電極35和第二電極36，與第一金屬條51和第二金屬條52垂直。其中，第一金屬條51和第二金屬條52可以為鈦(Ti)、鉻(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、鉑(Pt)或鉬(Mo)等，具體材料的選擇可根據實際情況而定。優選的，第一金屬條51、第二金屬條52、第一電極35和第二電極36可以通過蒸鍍、濺鍍、印刷工藝或電鍍工藝在同一工藝環節中共同形成，以簡化工藝流程。第一金屬條51和第二金屬條52可以幫助電流擴散，從而提高發光二極體元件的發光效率。
為了提高發光二極體元件的穩定性和可靠性，如第5B圖所示，第5B圖為本發明實施例五提供的另一種發光二極體元件的俯視結構示意圖，在第5A圖所示實施方式的基礎上，絕緣反射層34覆蓋第一金屬條51和第二金屬條52，並且覆蓋第一電極35和第二電極36的部分區域。舉例來說，絕緣反射層34可以覆蓋第一電極35和第二電極36除其兩端以外的區域。
上述實施方式中，在第一金屬條和第二金屬條，以及第一電極和第二電極的部分表面覆蓋絕緣反射層，能夠對電極起到保護作用，提高元件的可靠性和穩定性。
如第5C圖所示，第5C圖為本發明實施例五提供的又一種發光二極體元件的俯視結構示意圖，在第5B圖所示實施方式的基礎上，發光二極體元件更包含：分離設置的第三金屬層53和第四金屬層54；第三金屬層53覆蓋第一電極35未被絕緣反射層34覆蓋的區域和部分絕緣反射層34；第四金屬層54覆蓋第二電極36未被絕緣反射層34覆蓋的區域和部分絕緣反射層34。
上述實施方式中，通過設置與第一電極電連接的第一金屬層，和與第二電極連接的第二金屬層，增大發光二極體元件與外界的電連接接觸面積，提高元件的電連接特性和可靠性。
本實施例提供的發光二極體元件中，第一型半導體層和第二型半導體層表面呈階梯結構，第一型半導體層和第二型半導體層的表面分別設置有第一電極和第二電極，絕緣反射層覆蓋露出的磊晶層表面，透明導電層設置在第二型半導體層和絕緣反射層之間，並且，第一電極和第二電極延伸設置有交替排布的金屬條，從而有效簡化了發光二極體元件的結構和製備流程，提高生產良率，並且有助於電流擴散，從而提高發光二極體元件的發光效率。
最後應說明的是，以上各實施例僅用以說明本發明的技術手段，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發
明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術手段進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術手段的本質脫離本發明各實施例技術手段的範圍。
Claims (8)
- 一種發光二極體元件，包含：一基板；一磊晶層，包含位於該基板上的一第一型半導體層和位於該第一型半導體層的一部分區域表面上的一第二型半導體層；一第一電極，位於該第一型半導體層的另一部分區域表面上；一第二電極，位於該第二型半導體層的部分區域表面上；一絕緣反射層，覆蓋該磊晶層的表面，且該絕緣反射層的材質為矽膠與氧化鈦的一混合物；以及一透明導電層，位於該第二型半導體層和該絕緣反射層之間，其中該透明導電層包含複數個分離設置的透明導電單元。
- 如請求項1所述之發光二極體元件，其中該透明導電層設有複數個開孔，其中該透明導電層的開孔率不大於90%。
- 如請求項1-2中任一項所述之發光二極體元件，其中該透明導電層之材質包含鎳金化物(NiAu)、氧化銦錫(ITO)、氧化鋅(ZnO)、氧化鋁鋅(AZO)以及氮化鈦(TiN)中的任一種。
- 如請求項1-2中任一項所述之光二極體元件，其中該基板之材質包含藍寶石、碳化矽(SiC)、氮化鎵(GaN)以及氮化鋁(AlN)中的任一種。
- 如請求項1-2中任一項所述之發光二極體元件，其中該絕緣反射層為一分散式布拉格反射鏡(Distributed Bragg Reflectors,DBR)或一全反射鏡(Omni-Directional Reflector,ODR)。
- 如請求項5所述之發光二極體元件，其中該分散式布拉格反射鏡之材質包含氧化鈦(TiO2)、氧化矽(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化矽(Si3N4)、硫化鋅(ZnS)以及氟化鈣(CaF2)中的任意兩種。
- 如請求項5所述之發光二極體元件，其中該全反射鏡包含一絕緣層和覆蓋該絕緣層的一金屬層，該金屬層之材質包含金(Au)、銀(Ag)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈀(Pd)、銠(Rh)、鉻(Cr)以及鈦(Ti)中的至少一種。
- 如請求項1-2中任一項所述之發光二極體元件，其中該發光二極體元件更包含：一第一金屬層，覆蓋該第一電極和部分該絕緣反射層；以及一第二金屬層，與該第一金屬層分離設置，其中該第二 金屬層覆蓋該第二電極和部分該絕緣反射層。
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