TWI898845B - 發光元件及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露了一種具有優異光效率的發光元件及其製造 方法。根據本發明的一實施例，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；保護層，由在可見光波段的透光率和電導率分別等於或高於預設第一基準值和預設第二基準值的材料實現，並沉積在上述p型半導體上，以保護上述p型半導體免受外部影響；及電極，分別形成在上述n型包覆層和上述保護層上。

Description

發光元件及其製造方法

本發明涉及一種具有優異光效率的發光元件及其製造方法。

相關申請的交叉引用

*本專利是在韓國政府(科學技術資訊通信部)的資助以及韓國研究基金會的支持下進行的研究成果(課題固有編號：1711195422，詳細課題編號：2022M3H4A3A01082883，課題名稱：突破外部量子效率30%的5μm級InGaN紅色微型LED核心技術開發)。

*本專利申請根據美國專利法35U.S.C.119(a)要求於2023年7月25日提交的韓國專利申請第10-2023-0096662號、於2023年8月16日提交的韓國專利申請第10-2023-0106792號、於2023年9月25日提交的韓國專利申請第10-2023-0128003號及於2024年4月5日提交的韓國專利申請第10-2024-0046343號的優先權，其揭露內容透過引用整體併入本文。另外，本專利申請要求在其他國家提交的其他申請的優先權，其揭露內容也透過引用整體併入本文。

本部分中所描述的細節僅提供關於本實施例的背景資訊，而不構成現有技術。

發光二極體作為無機光源，被廣泛應用於顯示裝置、車用燈具及普通照明等各種領域。發光二極體具有壽命長、功耗低、回應速度快等優點，因此正在迅速取代現有光源。

發光二極體通常可以利用藍色、綠色及紅色的混合顏色來實現各種顏色。用於各種裝置的發光二極體包含多個像素，以實現各種圖像或顏色。每個像素包括藍色、綠色及紅色的子像素。這些子像素的組合決定相關像素的顏色，透過各個像素的組合實現圖像。

現有的發光二極體通常是基於氮化物半導體製造的。與其他現有材料相比，基於氮化物半導體的發光二極體表現出相對優異的光效率。

然而，現有的基於氮化物半導體的發光二極體在結構上存在以下問題。

首先，基於氮化物半導體的發光二極體由於材料的晶格常數的差異而具有壓縮或膨脹的內部壓力。上述內部壓力(Strain，應變)在主動層內部產生壓電(Piezo)電場，並且所產生的壓電電場導致發光元件的內部發光效率顯著降低的問題。

另一個問題是由於透過p半導體層注入的電洞的密度和 遷移率顯著低於透過n半導體層注入的電子的密度和遷移率。因此，注入到主動層的電洞的數量相對顯著小於電子的數量，導致注入到主動層的多餘的電子積累在主動層和p半導體層之間的介面處。這些積累的電子產生另一個壓電電場，從而顯著降低電子和電洞結合產生光的概率。此外，隨著注入電流的增加，與電洞相比更多的電子聚集在主動層中，導致產生光的內量子效率逐漸下降。

如上所述，由於上述晶格常數失配和電洞粒子和電子粒子之間的不平衡而產生內部壓力，透過所產生的內部壓力在主動層內部產生電場。電場擾亂注入的電洞粒子和電子粒子的流動並阻止它們的結合，導致減少光的產生概率的問題。

本發明的一實施例的目的在於，提供一種發光元件及其製造方法，上述發光元件為了減少在主動層中由於電洞和電子之間的密度不平衡和晶格常數失配引起的內部壓力，透過調節晶格常數並提高電洞密度來提高光效率。

本發明的一實施例的目的在於，提供一種發光元件及其製造方法，上述發光元件透過由不同材料實現的混合型包覆層來減少內部壓力的產生並提高電洞的密度，從而提高光效率。

本發明的一實施例的目的在於，提供一種發光元件及其製造方法，上述發光元件透過具有如氧化鋅(ZnO)等的異種材料 的包覆層來減少內部壓力的產生並提高電洞的密度，從而提高光效率。

本發明的一實施例的目的在於，提供一種發光元件及其製造方法，上述發光元件包括具有優異反射率的反射電極，因此具有優異的光輸出。

本發明的一實施例的目的在於，提供一種發光元件及其製造方法，上述發光元件透過使電流流動均勻並最小化由於電極對輸出光的干擾，從而改善光輸出。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；保護層，由在可見光波段的透光率和電導率分別等於或高於預設第一基準值和預設第二基準值的材料實現，並沉積在上述p型半導體層上，以保護上述p型半導體層免受外部影響；及電極，分別形成在上述n型包覆層和上述保護層上。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件的製造方法，其包括：沉積過程，在基板上依次沉積n型包覆層、主動層、p型半導體層及保護層；蝕刻過程，蝕刻n型包覆層、主動層、p型半導體層及保護層的一面積，並從上述保護層在垂直的方向上蝕刻 到上述n型包覆層的一部分；及形成過程，在上述保護層上形成第一電極，並在透過上述蝕刻過程暴露於外部的n型包覆層上形成第二電極。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型包覆層，由與上述n型包覆層不同的半導體材料實現，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；保護層，由在可見光波段的透光率和電導率分別等於或高於預設第一基準值和預設第二基準值的材料實現，並沉積在上述p型包覆層上，以保護上述p型包覆層免受外部影響；及電極，分別形成在上述n型包覆層和上述保護層上。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件的製造方法，其包括：沉積過程，在基板上依次沉積n型包覆層、主動層、p型包覆層及保護層；蝕刻過程，蝕刻n型包覆層、主動層、p型包覆層及保護層的一面積，並從上述保護層在垂直的方向上蝕刻到上述n型包覆層的一部分；及形成過程，在上述保護層上形成第一電極，並在透過上述蝕刻過程暴露於外部的n型包覆層上形成第二電極；上述p型包覆層由與n型包覆層不同的材料的半導體實現。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導 體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；第一電極，沉積在上述p型半導體層上，向p型半導體層供應電流，並將由上述主動層產生的光向上述n型包覆層方向反射；及第二電極，沉積在上述n型包覆層上，向n型包覆層供應電子，提高光提取效率。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；第一電極，沉積在上述p型半導體層上，向p型半導體層供應電流，並將由上述主動層產生的光向上述n型包覆層方向反射；及第二電極，沉積在上述n型包覆層上，向n型包覆層供應電子，提高光提取效率；其中，上述第一電極和上述第二電極包括：金屬電極，在起到電極的作用的同時，反射入射到自身的光線；及保護層，沉積在上述金屬電極上，以保護上述金屬電極免受外部環境的影響。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；第一電極，沉積在上述 p型半導體層上，向p型半導體層供應電流，並將由上述主動層產生的光向上述n型包覆層方向反射；及第二電極，沉積在上述n型包覆層上，向n型包覆層供應電子，提高光提取效率；其中，上述第一電極和上述第二電極包括：金屬電極，在起到電極的作用的同時，反射入射到自身的光線；保護層，沉積在上述金屬電極上，以保護上述金屬電極免受外部環境的影響；及金屬電極層，沉積在上述p型半導體層或上述n型包覆層與上述金屬電極之間，以提高上述金屬電極的接觸力。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供電洞；第一電極，沉積在上述p型半導體層上，向p型半導體層供應電流，並將由上述主動層產生的光向上述n型包覆層方向反射；第二電極，沉積在上述n型包覆層上，向n型包覆層供應電子，提高光提取效率；及絕緣膜，層疊在上述n型包覆層、上述主動層及上述p型半導體層的側面以及上述第一電極和上述第二電極的側面和上面的一部分，以保護各構成免受外部影響。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件的製造方法，其包括：蝕刻過程，利用在基板上具有依次由n型包覆層、主動層及p型半導體層構成的層結構的晶圓，進行蝕刻，將蝕刻進行到n 型包覆層的某一位置，以形成p-n接面的檯面結構；沉積過程，在檯面結構的上部表面上形成第一電極，並在透過上述蝕刻過程暴露於外部的n型包覆層上形成第二電極；及層疊過程，將絕緣膜層疊在上述n型包覆層、上述主動層及上述p型半導體層的側面以及上述第一電極和上述第二電極的側面和上面的一部分。

根據本發明的一個方面，在發光元件的製造方法中，與上述方法不同地，第一電極和第二電極可以透過不同的製程形成。即，提供一種發光元件的製造方法，其包括：第一沉積過程，在基板上依次形成的n型包覆層、主動層、p型半導體層及在p型半導體層中將形成p-n接面的檯面的特定區域的上部表面上沉積第一電極；蝕刻過程，進行蝕刻，將蝕刻進行到上述主動層、上述p型半導體層、上述第一電極及n型包覆層的某一位置，以形成檯面結構形狀；第二沉積過程，在透過上述蝕刻過程暴露於外部的n型包覆層上形成第二電極；及層疊過程，將絕緣膜層疊在上述n型包覆層、上述主動層及上述p型半導體層的側面以及上述第一電極和上述第二電極的側面和上面的一部分。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，向上述主動層提供電洞，但抑制或阻斷電洞向一部分區域供應；透明電極，沉積在上述p型半導體層上，向上述p型 半導體層供應電洞；第一電極，形成在上述透明電極上；及第二電極，沉積在上述n型包覆層上，向n型包覆層供應電子。

根據本發明的一方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，向上述主動層提供電洞，但抑制或阻斷電洞向一部分區域供應；透明電極，沉積在上述p型半導體層上，向上述p型半導體層供應電洞；第一電極，形成在上述透明電極上；及第二電極，沉積在上述n型包覆層上，並向n型包覆層供應電子；其中，上述p型半導體層包括：p型包覆層，由摻雜有p型摻雜劑的半導體材料實現，並沉積在上述主動層上，包含電流流動阻礙部，上述電流流動阻礙部阻斷電流，更具體地說，阻斷電洞流動；及p型氧化物層，由氧化鋅(ZnO)基化合物實現，沉積在上述p型包覆層上。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件，其包括：基板；n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現；主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光；p型半導體層，沉積在上述主動層上，向上述主動層提供電洞，但抑制或阻斷電洞向一部分區域供應；透明電極，沉積在上述p型半導體層上，向上述p型半導體層供應電洞；第一電極，形成在上述透明電極上；及第二電極，沉積在上述n型包覆層上，並向n型包覆層供應電子；其中， 上述p型半導體層包括：p型包覆層，由摻雜有p型摻雜劑的半導體材料實現，並沉積在上述主動層上，包含電流流動阻礙部和漏電流防止部，上述電流流動阻礙部阻斷電流或電洞流動，上述漏電流防止部阻斷漏電流產生；及p型氧化物層，由氧化鋅(ZnO)基化合物實現，沉積在上述p型包覆層上。

根據本發明的一個方面，提供一種發光元件的製造方法，其包括：第一沉積過程，在基板上依次沉積n型包覆層、主動層及p型包覆層；處理過程，對在上述p型包覆層內的預設區域進行使用氧或含氧氣體的等離子體處理或離子/電子注入(Implantation)製程；第二沉積過程，在上述p型包覆層上沉積p型氧化物層和透明電極；蝕刻過程，從上述透明電極將蝕刻進行到上述n型包覆層的某一位置，以形成檯面結構形狀；及金屬電極形成過程，在上述透明電極上形成第一電極，在暴露於外部的n型包覆層上形成第二電極。

根據本發明的一方面，提供一種發光元件的製造方法，其包括：第一沉積過程，在基板上依次沉積n型包覆層、主動層及p型包覆層；第一處理過程，對在上述p型包覆層內的預設區域進行使用氧或含氧氣體的等離子體處理或離子/電子注入製程；第二沉積過程，在上述p型包覆層上沉積p型氧化物層和透明電極；蝕刻過程，從上述透明電極將蝕刻進行到上述n型包覆層的某一位置，以形成檯面結構形狀；第二處理過程，進行使用氧或含氧氣體的等離子體處理；及形成過程，在上述透明電極上形成第一電 極，在暴露於外部的n型包覆層上形成第二電極。

如上所述，根據本發明的一個方面，存在如下優點，即，減少內部壓力的產生並提高電洞密度，從而能夠提高光效率。

根據本發明的一個方面，存在如下優點，即，透過具有由不同材料的半導體材料實現的混合型包覆層來減少內部壓力的產生並提高電洞密度，從而能夠提高光效率。

根據本發明的一個方面，存在如下優點，即，透過具有如氧化鋅(ZnO)等的異種材料的包覆層來減少內部壓力的產生並提高電洞的密度，從而能夠提高光效率。

根據本發明的一個方面，存在如下優點，即，透過使電流流動均勻且包括具有優異反射率的反射電極來能夠具有優異的光輸出。

另外，根據本發明的一個方面，存在如下優點，即，透過最小化由於不透明金屬電極造成的對光輸出的阻礙，從而能夠提高光輸出。

100、1100、1900、2700、3800:發光元件

110、2710:基板

1110、130、2730:主動層

1120、210、2810:p型包覆層

120、2720:n型包覆層

1210:第一阻擋層

1220、1220a、1220b、1220c、1220n:井層

1230:第二阻擋層

1310a、1310b、1310c、1310n:阻擋層

140、2740:p型半導體層

1410、220:內部壓力緩解層

1420、230:電洞傳輸率提高層

150:電極、保護層

155、160、165、2760、2765:電極

1910:絕緣膜

2010:金屬電極

2020:保護層

2030:金屬接觸層

2750:透明電極

2820:p型氧化物層

2830:電流流動阻礙部

3810:漏電流防止部

圖1為示出根據本發明的第一實施例的發光元件的構成的圖。

圖2為示出根據本發明的第一實施例的p型半導體層的構成的圖。

圖3為示出根據本發明的第一實施例的發光元件和現有發光元件的內量子效率的圖表。

圖4為比較根據本發明的第一實施例的發光元件和現有發光元件的主動層的內部特性的圖。

圖5至圖10為示出根據本發明的第一實施例的發光元件的製造過程的圖。

圖11為示出根據本發明的第二實施例的發光元件的構成的圖。

圖12和圖13為示出根據本發明的第二實施例的主動層的構成和能帶特性的圖。

圖14為示出根據本發明的第二實施例的p型包覆層的構成的圖。

圖15至圖17為示出根據本發明的第二實施例的發光元件的製造過程的圖。

圖18為示出根據本發明的第二實施例的發光元件的根據施加電流的發光強度變化的圖。

圖19為示出根據本發明的第三實施例的發光元件的構成的圖。

圖20a及圖20b為示出根據本發明的第三實施例的電極層的構成的圖。

圖21為示出由不同成分實現的電極的電壓和電流特性的圖表。

圖22a及圖22b為示出Al或Al/Ag基歐姆電極的電壓和電流特性的圖表。

圖23和圖24為示出根據本發明的第三實施例的電極的結構的圖。

圖25和圖26為示出根據本發明的第三實施例的發光元件的製造過程的圖。

圖27為示出根據本發明的第四實施例的發光元件的構成的圖。

圖28為示出根據本發明的第四或第五實施例的p型半導體層的構成的圖。

圖29為根據本發明的第四或第五實施例的p型半導體層的平面圖。

圖30為比較根據本發明的第四實施例的發光元件和現有發光元件的光效率的圖。

圖31至圖37為示出根據本發明的一實施例的發光元件的製造過程的圖。

圖38為示出根據本發明的第五實施例的發光元件的構成的圖。

本發明能夠實施多種變更且能夠具有各種實施例，因而要在圖中例示特定實施例並詳細地進行說明。但這並不是要將本 發明限定於特定的實施方式，而應當理解為包括落入本發明的思想以及技術範圍的所有變更、等同物乃至替代物。在說明每個圖時，相似的附圖標記用於相似的結構要素。

“第一”、“第二”、“A”、“B”等的術語可用於說明各種結構要素，但上述結構要素並不限定於該術語。上述術語用來將一個結構要素與另一個結構要素區分開。例如，在不脫離本發明的保護範圍的前提下，“第一結構要素”可以被稱為“第二結構要素”，類似地，第二結構要素”還可以被稱為“第一結構要素”。術語“和/或”可包括多個相關描述專案的組合或多個相關描述專案中的任意一個。

將理解的是，當元件被稱為“連接”或“結合”到另一結構要素時，兩個結構要素可彼此直接連接或結合，或者在兩個結構要素之間可存在中間結構要素。相反，當某個結構要素被稱為“直接連接或結合”時，在兩個結構要素之間不存在中間結構要素。

在本申請中使用的術語只是為了說明特定實施例而使用的，並非要限定本發明。只要在文中未明確地區別說明，表示單數的說明應當理解為包括複數。在本申請中，如“包括(包含)”或“具有”等的術語指示陳述的特徵、數位、步驟、操作、結構要素、部件或它們的組合的存在，但不排除存在或添加一個或更多個其他特徵、數位、步驟、操作、結構要素、部件或它們的組合。

除非另有定義，包括技術或科學術語其它這裡使用的所 有術語具有本發明所屬領域的一般技術人員通常所理解的相同含義。

與通常使用的詞典中的定義相同的術語，應當解釋為與有關技術的文章中的意義一致，並且，若在本說明中沒有明確定義，則不能解釋為具有異常或過於形式的意義。

另外，本發明的每個實施例中包括的每個配置、過程、製程或方法可以在技術上彼此不矛盾的範圍內共用。

圖1為示出根據本發明的一實施例的發光元件的構成的圖。

參照圖1，根據本發明的一實施例的發光元件100包括基板110、n型包覆層120、主動層130、p型半導體層140、保護層150及電極160、165。

基板110在其上端生長n型包覆層120。基板110可以由藍寶石實現，但不一定限於此，而可以用能夠生長氮化鎵(GaN)的任何材料來代替。

n型包覆層120沉積在基板110上，且由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現，以向主動層130提供電子。可以透過外延單晶(Epitaxy Single Crystal)沉積方法將n型包覆層120沉積在基板110上。n型包覆層120可以由n型氮化鎵(n-GaN)實現，但不一定限於此，而可以用n型InGaN、n型AlGaN或n型AlInGaN或其組合來代替。

主動層130沉積在n型包覆層120上。在主動層130中， 從n型包覆層120提供的電子和從p型半導體層140提供的電洞相遇並複合，以產生光。主動層130由具有相對小的能帶隙的井層(圖中未示出)和具有相對大的能帶隙的阻擋層(圖中未示出)實現。主動層130可以由具有不同In濃度的InGaN層、InGaN/GaN或GaN/AlGaN層或它們的組合實現。

p型半導體層140沉積在主動層130上並向主動層130提供電洞。此時，由於p型半導體層140被實現為具有圖2所示的結構，因此可以在最小化內部壓力(應變)的同時提高向主動層130的電洞的傳輸率。

圖2為示出根據本發明的一實施例的p型半導體層的構成的圖，圖4為比較根據本發明的一實施例的發光元件和現有發光元件的主動層的內部特性的圖。

參照圖2，根據本發明的一實施例的p型半導體層140包括p型包覆層210、內部壓力緩解層220及電洞傳輸率提高層230。

p型包覆層210沉積在主動層130的正上端，由摻雜有p型摻雜劑的半導體材料實現，以向主動層130提供傳輸的電洞。可以透過外延單晶沉積方法將p型包覆層210沉積在主動層130上。與現有技術相同地，p型包覆層210可以由p型氮化鎵(p-GaN)實現，但不一定限於此，而可以用p型InGaN、p型AlGaN或p型AlInGaN或其組合來代替。

內部壓力緩解層220以預設厚度沉積在p型包覆層210上，以使主動層130和p型包覆層210之間可能出現的內部壓力 最小化。

內部壓力緩解層220可以透過化學氣相沉積(CVD：Chemical Vapor Deposition)、分子束晶體生長(MBE：Molecular Beam Epitaxy)、脈衝鐳射沉積(PLD：Pulsed Laser Deposition)或各種沉積方法的混合方法(HBD：Hybrid Beam Deposition，混合束沉積)進行沉積。尤其，為了解決上述的問題，內部壓力緩解層220由氧化鋅基化合物(下面將描述)實現，因此，優選使用利用專用於氧化物沉積的設備開發的HBD方法來沉積。

內部壓力緩解層220由氧化鋅(ZnO)基化合物實現。內部壓力緩解層220可以由具有六方晶體結構的氧化鋅(ZnO)實現，或由包含鋅(Zn)和在元素週期表中的第2族和第6族的元素的氧化物實現。例如，內部壓力緩解層220可以由ZnO、BeZnO、MgZnO、BeMgZnO、ZnSO、ZnSeO、ZnSSeO、ZnCdO或ZnCdSeO實現。以這種方式實現的內部壓力緩解層220具有與p型包覆層210非常相似的物理特性、電學特性及光學特性，但具有比p型包覆層210更大的晶格常數和更高的電洞濃度。內部壓力緩解層220可以降低存在於主動層130和p型包覆層210之間的內部壓力。當存在於主動層130和p型包覆層210之間的內部壓力減小時，可以發生如圖4所示的效果。參照圖4，可以確認，與現有的LED相比，發光元件100具有相對較小的平帶電壓(Flat Band Voltage)和壓電電壓，因此具有相對較寬的耗盡(Depletion)層寬度。因此，向主動層130注入電洞變得更容易，且可以顯著提高內量子效率。

內部壓力緩解層220可以在p型包覆層210上沉積至預設厚度。在此，預設厚度可以是10nm至1000nm，更優選地，可以是50nm至200nm。

為了將更多的電洞注入到主動層130中，內部壓力緩解層220可以以預設濃度摻雜有p型雜質，或者可以在不摻雜雜質的情況下產生鋅空位。

內部壓力緩解層220可以摻雜有在預設濃度範圍內的p型雜質。摻雜的雜質可以是p型受體(Acceptor)雜質，例如，可以是H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Cu、Ag、N、P、As、Sb及Bi中的一種以上。這些p型受體雜質可以摻雜到氧化鋅基化合物中以形成內部壓力緩解層220，且可以以預設濃度摻雜。預設濃度為1*10¹⁷原子/cm^-3至1*10²⁰原子/cm^-3，更優選地，可以是5*10¹⁸原子/cm^-3至5*10¹⁹原子/cm^-3。

另一方面，內部壓力緩解層220可以在不摻雜雜質的情況下產生鋅空位。內部壓力緩解層220可以透過在p型包覆層210的表面上沉積未摻雜的氧化鋅基化合物、然後在含氧環境中對其進行熱處理來形成。熱處理可以在相應的環境中在400℃至700℃的溫度、更優選地，在450℃至550℃的溫度下進行1分鐘至600分鐘、甚至更優選進行10分鐘至60分鐘。當在上述環境中對氧化鋅基化合物進行熱處理時，發生構成氧化鋅基化合物的金屬原子，例如，鋅的含量變得不足的現象，從而內部壓力緩解層220的電洞濃度可以提高。內部壓力緩解層220可以經過上述過程，最 小化在主動層130和p型包覆層210之間可能出現的內部壓力，且使電洞更容易注入到主動層130中。

電洞傳輸率提高層230以預設厚度沉積在內部壓力緩解層220上，以形成歐姆接觸，以便在內部壓力緩解層220和保護層150之間形成低接觸電阻。

與內部壓力緩解層220同樣地，電洞傳輸率提高層230也由氧化鋅(ZnO)基化合物實現，且以預設厚度沉積。P型雜質、n型雜質或p型/n型雜質可以摻雜到電洞傳輸率提高層230中。電洞傳輸率提高層230可以透過基於快速熱處理製程、等離子體處理/離子注入製程或使用酸或鹼溶液的製程摻雜雜質來實現。為了保證主動層130中產生的光子不被自身吸收且電流能夠透過隧道效應等而容易流動，預設厚度可以是50nm以下，更優選在1nm至10nm的範圍內。

電洞傳輸率提高層230以預設濃度摻雜有雜質。在此，預設濃度可以是改變能帶隙以使內部壓力緩解層220與保護層150之間形成歐姆接觸的程度的濃度，其可以是1*10¹⁹原子/cm^-3以上，更具體地，可以是5*10¹⁹原子/cm^-3至1*10²¹原子/cm^-3。摻雜到電洞傳輸率提高層230的雜質作為受體雜質，例如，可以是H、Li、Na、K、Rb、Cs、Fr、Cu、Ag、N、P、As、Sb及Bi中的一種以上。更優選地，受體雜質可以是N、P或As，更優選地，可以是N或As。另一方面，摻雜到電洞傳輸率提高層230中的雜質是施體(Donor)雜質，而可以是B、Al、Ga、In、Ti、F、Cl、 Br及I中的一種以上。更優選地，施體雜質可以是Al、Ga或In。或者，摻雜到電洞傳輸率提高層230中的雜質可以包括一種以上的受體雜質和一種以上的施體雜質。這些雜質以等於或大於預設濃度的濃度摻雜到電洞傳輸率提高層230中。

當上述雜質以預設濃度摻雜到電洞傳輸率提高層230中時，上述雜質可以透過利用等離子體對內部壓力緩解層220的表面進行表面處理或透過離子注入製程而形成。透過離子注入製程，可以將預設濃度(如上所述)的雜質以預設厚度注入並摻雜到電洞傳輸率提高層230。

或者，電洞傳輸率提高層230可以在內部壓力緩解層220沉積在p型包覆層210上之後在含有上述雜質分子的氣體環境中透過高溫熱處理製程或透過300℃至1000℃的快速熱處理製程形成。

或者，電洞傳輸率提高層230可以在內部壓力緩解層220沉積在p型包覆層210上之後透過用含有上述雜質分子的酸或鹼溶液對內部壓力緩解層220進行表面處理來形成。

當p型半導體層140包括上述p型包覆層210、內部壓力緩解層220及電洞傳輸率提高層230時，能夠使在主動層130和p型包覆層210之間可能出現的內部壓力最小化，使更多的電洞傳輸到主動層130，且透過在其自身與保護層150之間形成歐姆接觸來使保護層150能夠順利地沉積。尤其，p型半導體層140可以將比以往相對大量的電洞注入到主動層130中，從而能夠去除過量 供應到主動層130中並累積在主動層130中的電子。因此，p型半導體層140可以透過去除由積累的電子在主動層130中形成的壓電電場來提高發光效率。

保護層150沉積在p型半導體層140上以保護p型半導體層140免受外部影響。p型半導體層140，尤其是p型半導體層140內的內部壓力緩解層220和電洞傳輸率提高層230由上述成分實現，因此與大部分的酸和鹼化學物質產生反應。因此，保護層150沉積在p型半導體層140上以保護p型半導體層140免受外部影響。另一方面，由於保護層150沉積在p型半導體層140上，因此必須在不干擾主動層130中產生的光傳播的同時擴散由電極165注入的電流，以便在p型半導體層140的整個區域內均勻地將電洞傳遞至主動層130。因此，保護層150由在可見光波長帶中的透光率等於或大於預設的第一基準值且電導率等於或大於預設的第二基準值的材料實現。例如，保護層150可以由ITO、NiO、GaZnO、InZnO、InGaZnO或石墨烯(Graphene)實現。保護層150由上述成分實現，並且透過包括電子束(E-Beam)沉積或濺射方式的物理氣相沉積(PVD：Physical Vapor Deposition)或化學氣相沉積(CVD)方法等沉積在p型半導體層140上。保護層150可以以預設厚度沉積，例如，可以以在10nm至1000nm的範圍內的厚度沉積。

當以這種方式實現保護層150時，可以在保護p型半導體層140免受外部影響的同時將電洞從p型半導體層140均勻地 注入到主動層130中。

電極160、165分別形成在n型包覆層120和保護層150上，並向各個構成120、150供應電流。電極160形成在經過蝕刻並暴露於外部的n型包覆層120上，電極165形成在保護層150上。電極160、165可以由Al、Ag、Cr、Cu、Mo、Ni、Pd、Ti及W中的一種以上的金屬或其合金實現。尤其，由於電極165在光從主動層130照射的方向上定位，因此可以由具有優異反射率的Al或Ag實現。

由於發光元件100包括上述構成，因此可以確認其具有如圖3所示的優異的量子效率(光效率)。

圖3為示出根據本發明的一實施例的發光元件和現有發光元件的內量子效率的圖表。

參照圖3，可以確認，與現有發光元件相比，發光元件100的內量子效率提高了30%以上。

圖5至圖10為示出根據本發明的一實施例的發光元件的製造過程的圖。發光元件100的製造可以使用發光元件製造裝置來執行。

參照圖5至圖8，在基板110上按次沉積n型包覆層120、主動層130、p型半導體層140及保護層150。

參照圖9，在主動層130、p型半導體層140、保護層150及n型包覆層120的一面積上進行蝕刻。蝕刻從保護層150在垂直方向上進行到n型包覆層120的一部分。

參照圖10，隨著蝕刻的進行，在暴露於外部的n型包覆層120上形成電極160，且在保護層150上形成電極165。

圖11為示出根據本發明的第二實施例的發光元件的構成的圖。

參照圖11，根據本發明的第二實施例的發光元件1100包括基板110、n型包覆層120、主動層1110、p型包覆層1120、保護層150及電極160、165。由於基板110、n型包覆層120、保護層150以及電極160、165與發光元件100中的構成相同，因此將省略重複的描述。

與主動層130同樣地，主動層1110沉積在n型包覆層120上，其中從n型包覆層120提供的電子和從p型包覆層1120提供的電洞結合以產生光。主動層130由具有相對小的能帶隙的井層(量子井，Quantum Well)和具有相對大的能帶隙的阻擋層(量子阻擋，Quantum Barrier)實現。主動層130可以由具有不同In濃度的InGaN層、InGaN/GaN或GaN/AlGaN層或它們的組合實現。

尤其，主動層1110在主動層1110的最外圍包括阻擋層。最外圍的阻擋層被實現為具有等於或大於預設厚度的厚度，以阻止氧氣進入主動層1110內部。然而，為了確保電子和電洞的密度和遷移率，可以實現使得n型摻雜劑摻雜到靠近n型包覆層120的最外圍阻擋層，並使得p型摻雜劑摻雜到靠近p型包覆層1120的最外圍阻擋層。透過這種方式實現，主動層1110可以防止氧氣 流入其內部。即使在主動層1110外部不包括用於防止氧流入的附加層(例如，保護層等)，主動層1110也可以防止氧流入。主動層1110的具體結構如圖12和圖13所示。

圖12和圖13為示出根據本發明的第二實施例的主動層的構成和能帶特性的圖。

從圖12中可以確認，井層1220被實現為具有相對小的能帶隙，阻擋層1210、1230被實現為具有相對大的能帶隙。

此時，如上所述，靠近n型包覆層120的最外圍阻擋層1210(在下文中稱為第一阻擋層)和靠近p型包覆層1120的最外圍阻擋層1230(在下文中稱為第二阻擋層)被實現為具有等於或大於預設厚度的厚度。此外，為了確保電子的密度和遷移率，第一阻擋層1210由以1*10¹⁶cm^-3至1*10²⁰cm^-3的濃度摻雜有如Si或Ge等的GaNn型雜質的GaN、InGaN或AlGaN實現，並且，為了確保電洞的密度和遷移率，第二阻擋層1230由以1*10¹⁶cm-3至1*10²⁰cm^-3的濃度摻雜有如Mg等的p型雜質的GaN、InGaN或AlGaN實現。

或者，如圖13所示，多個井層1220a至1220n和多個阻擋層1310a至1310n沉積在第一阻擋層1210和第二阻擋層1230之間，主動層1110可以被實現為多量子井。

當主動層1110具有這種結構時，現有的基於GaN的發光元件不需要包括被包括在主動層和p型包覆層之間的電子阻擋層(Electron Blocking Layer，EBL)來控制電子的流動。

再次參照圖11，p型包覆層1120沉積在主動層1110上，尤其，第二阻擋層1230上，並向主動層1110提供電洞。此時，由於p型包覆層1120被實現為具有如圖14所示的結構，因此可以使內部壓力(應變)最小化，並提高向主動層1110的電洞的傳輸率。

圖14為示出根據本發明的第二實施例的p型包覆層的構成的圖。

參照圖14，根據本發明的第二實施例的p型包覆層1120包括內部壓力緩解層1410和電洞傳輸率提高層1420。

除了其沉積在第二阻擋層1230的正上端上之外，內部壓力緩解層1410具有與內部壓力緩解層220相同的特性。

電洞傳輸率提高層1420也具有與電洞傳輸率提高層230相同的特性。

當p型包覆層1120包括上述構成即內部壓力緩解層1410和電洞傳輸率提高層1420時，能夠使在主動層1110和其自身之間可能出現的內部壓力最小化，顯著提高電洞傳輸率，且透過在其自身與保護層150之間形成歐姆接觸來使保護層150沉積。

可以確認由於發光元件1100包括上述構成而具有如圖18所示的發光強度的特徵。

圖18為示出根據本發明的第二實施例的發光元件的根據施加電流的發光強度變化的圖。

參照圖18，可以確認發光元件1100輸出藍色波長帶中的 光，發光強度也隨著注入電流量的增加而增加。

圖15至圖17為示出根據本發明的第二實施例的發光元件的製造過程的圖。

參照圖15至圖17，在基板110上按次沉積n型包覆層120、主動層130、p型半導體層140及保護層150。更具體地，內部壓力緩解層1410和電洞傳輸率提高層1420沉積在主動層130上。

此後，根據與上面參照圖9和圖10說明的過程相同的過程製造發光元件。

圖19為示出根據本發明的第三實施例的發光元件的構成的圖。

參照圖19，根據本發明的一實施例的發光元件1900包括基板110、n型包覆層120、主動層130、p型半導體層140、電極150、155及絕緣膜1910。由於根據本發明的一實施例的發光元件1900中的基板110、n型包覆層120、主動層130及電極150、155與發光元件100中的構成相同，因此將省略重複的描述。另一方面，根據本發明的一實施例的發光元件1900中的p型半導體層140以與發光元件100中的p型半導體層相同的構成實現，除了電洞傳輸率提高層230為了在內部壓力緩解層220和電極150之間形成歐姆接觸而摻雜預設濃度的雜質之外，其餘均以相同的方式實現。

電極150沉積在p型半導體層140上，更具體地，沉積 在電洞傳輸率提高層230上，以向p型半導體層140供應電流。電極150由具有優良反射率的金屬實現，並將主動層130中產生的光向n型包覆層120反射。通常，電極150可以透過使用電子束(Electron Beam，EB)法、蒸發法或濺射法等方法沉積形成。電極150具有如圖20a或圖20b所示的構成並執行上述的操作。

圖20a及圖20b為示出根據本發明的第三實施例的電極層的構成的圖。

參照圖20a，根據本發明的一實施例的電極層150(下面將描述的155也相同)包括金屬電極2010和保護層2020。

金屬電極2010在起到電極作用的同時反射入射到其上的光。金屬電極2010沉積在電洞傳輸率提高層230上並將向其入射的光反射。金屬電極2010可以由鋁(Al)實現或可以包括鋁(Al)和銀(Ag)。當由鋁實現時，金屬電極2010可以被實現為具有20nm至10,000nm的厚度。當包括鋁和銀時，金屬電極2010可以透過首先沉積厚度小於10nm的鋁，然後在鋁上沉積厚度為200nm至1,000nm的銀來實現。

保護層2020沉積在金屬電極2010上以保護金屬電極2010免受外部影響。如上所述，金屬電極2010由具有優異反射率的金屬即鋁或銀實現，以反射入射到其上的光。然而，實現金屬電極2010的金屬容易被氧化且具有容易與水或其他化學物質發生化學反應的性質。因此，保護層2020沉積在金屬電極2010上以使金屬電極2010暴露於外部環境最小化。保護層2020可以由與其 他成分的反應性低的鋁(Al)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鈀(Pd)、鉬(Mo)、鉭(Ta)、鎢(W)、錸(Re)、鉑(Pt)、金(Au)或上述成分的合金實現。

當電極層150具有這種結構時，其可以將電流傳輸到p型半導體層140並反射入射到其上的光，同時具有高穩定性。

另一方面，根據本發明的一實施例的電極層150可以如圖20b所示實現。

參照圖20b，根據本發明的一實施例的電極層150(下面將描述的155也相同)除了金屬電極2010和保護層2020之外還可包括金屬接觸層2030。

即使金屬電極2010沉積在電洞傳輸率提高層230上，也由於其相對弱的接觸力而存在容易剝離的可能性。因此，為了在電洞傳輸率提高層230上提高金屬電極2010的接觸力，金屬接觸層2030可以優先沉積在上述電洞傳輸率提高層230和金屬電極2010之間。金屬接觸層2030可以由鋁(Al)實現，且可以以厚度小於10nm的薄膜的形式沉積。或者，為了進一步提高接觸力，金屬接觸層2030可以以由鉻(Cr)、鈦(Ti)、鈀(Pd)或鉬(Mo)實現的附加金屬層以小於2nm的厚度首先沉積在電洞傳輸率提高層230上後在該層上沉積厚度小於10nm的鋁(Al)層的形式實現。金屬電極2010和保護層2020可以沉積在金屬接觸層2030上，從而可以進一步提高金屬電極2010和保護層2020的接觸力。

再次參照圖19，電極150具有上述結構並執行上述操作。 此時，電極150沉積在p型半導體層140上時可以具有如圖23或圖24所示的結構。

圖23和圖24為示出根據本發明的第三實施例的電極的結構的圖。

參照圖23，根據本發明的一實施例的電極150可以具有均勻沉積在p型半導體層140上的結構，更具體地，均勻沉積在電洞傳輸率提高層230上的結構。

另一方面，參照圖24，在沉積電極150之前，可以對內部壓力緩解層220和電洞傳輸率提高層230的一部分或以預設的間隔進行蝕刻。因此，p型包覆層210的一部分可以被暴露。可以在對內部壓力緩解層220和電洞傳輸率提高層230進行蝕刻的狀態下進行電極150的沉積。因此，電極150可以直接接觸p型包覆層210的一部分，因此不需要穿過內部壓力緩解層220和電洞傳輸率提高層230，能夠直接更有效地向p型包覆層210傳輸電流。

再次參照圖19，電極155沉積在n型包覆層120上，以向n型包覆層120供應電子。通常，電極155可以透過使用電子束(EB)法、蒸發法或濺射法等方法沉積形成。同樣地，電極155也與電極150一樣由具有優異反射率的金屬實現，從而提高光提取效率。在結構上，主動層130中產生的光不會直接到達電極155。然而，由於發光元件100和空氣之間的折射率差異，主動層130中產生的光被捕獲在發光元件100內。因此，從主動層130產生並 釋放的大量光也可以被入射到電極155。電極155由具有優異反射率的金屬實現，透過反射光而不是吸收光來改善發光元件100的光輸出特性。

如圖20a所示，電極155包括上述的反射電極2010和保護層2020，或者如圖20b所示，電極155除了金屬電極2010和保護層2020之外還可包括金屬接觸層2030。因此，電極155具有如圖21或22所示的電特性。

圖21為示出由不同成分實現的電極的電壓和電流特性的圖表，圖22a及圖22b為示出Al或Al/Ag基歐姆電極的電壓和電流特性的圖表。

參照圖21，可以確認，即使包含鋁(Al)或鋁(Al)和銀(Ag)的金屬電極2010優先沉積在n型包覆層120上，也可以形成高品質的歐姆接觸。然而，若首先沉積由鉻(Cr)等實現的金屬接觸層2030，然後沉積金屬電極2010，則可以獲得更穩定的接觸力，且能夠形成高品質的歐姆接觸。

另一方面，參照圖22a及圖22b，雖然銀(Ag)是具有最高反射率的金屬，但是當沉積在n型包覆層120上時，不形成歐姆接觸，因此將其用作n型金屬電極2010可能存在困難。然而，如上所述，由於金屬電極2010被實現為包括鋁和銀，因此其可以形成高品質的歐姆接觸。另外，可以在兩者即電洞傳輸率提高層230和n型金屬電極2010之間額外沉積金屬接觸層2030，以形成更優異的歐姆接觸。因此，電極150、155可以與p型半導體層140 形成優異的歐姆接觸。

再次參照圖19，絕緣膜1910層疊到n型包覆層120、主動層130及p型半導體層140的側面和電極150、155的側面和上面的一部分，從而保護發光元件100內的每個構成免受外部影響，且將n型區域和p型區域電隔離。

圖25和圖26為示出根據本發明的第三實施例的發光元件的製造過程的圖。

進行如圖5至圖9所示的製造過程。

參照圖25，在進行蝕刻的同時，在暴露於外部的n型包覆層120上沉積電極155。

參照圖26，絕緣膜1910層疊到n型包覆層120、主動層130及p型半導體層140的側面及電極150、155的側面和上面的一部分。

圖27為示出根據本發明的第四實施例的發光元件的構成的圖。

參照圖27，根據本發明的第四實施例的發光元件2700包括基板2710、n型包覆層2720、主動層2730、p型半導體層2740、透明電極2750及電極2760、2765。基板2710、n型包覆層2720及主動層2730以與基板110、n型包覆層120及主動層130相同的構成實現，並且能夠執行相同的操作。

p型半導體層2740沉積在主動層2730上並向主動層2730提供電洞。此時，由於p型半導體層2740採用如圖28所示的結 構來實現，因此透過防止光輸出到在光輸出方向上佈置的電極2765(在遠離基板2710的位置佈置的電極)，可以提高發光元件2700的光輸出。

圖28為示出根據本發明的第四或第五實施例的p型半導體層的構成的圖，圖29為根據本發明的第四或第五實施例的p型半導體層的平面圖，圖30為比較根據本發明的第四實施例的發光元件和現有發光元件的光效率的圖。

參照圖28，根據本發明的第四或第五實施例的p型半導體層2740包括p型包覆層2810和p型氧化物層2820。p型包覆層2810和p型氧化物層2820分別以與p型包覆層210和內部壓力緩解層220相同的構成實現，並且能夠執行相同的操作。

另一方面，面積等於或大於電極2765的面積的電流流動阻礙部2830形成在p型包覆層2810內的一個區域，更具體地，形成在將要佈置電極2765的區域的垂直下方。電流流動阻礙部2830透過使用氧氣或含氧氣體的等離子體處理或離子/電子注入製程來形成。相關製程在與p型包覆層2810上的電極2765的中心一致的位置處進行，且覆蓋等於或大於電極2765的總(截)面積的面積。當在p型包覆層2810中執行等離子體處理或離子/電子注入製程時，由於上述的處理，p型包覆層2810的物理特性(主要是影響電流流動或電特性的特性)發生變化，以阻礙電流(電洞)的流動。在已執行等離子體處理或注入製程的區域中，電流(此處為電洞)的流動受到阻礙。此後，在物理特性發生變化的p型包覆 層2810上沉積p型氧化物層2820時，構成p型氧化物層2820的成分會影響p型包覆層2810的物理特性變化的區域，完成p型包覆層2810內的電流流動阻礙部2830。這可以在圖29中清楚地確認。參照圖29，可以確認，當p型氧化物層2820沉積在p型包覆層2810上時，電流流動阻礙部2830形成在兩者即p型包覆層2810和p型氧化物層2820之間的邊界處。電流流動阻礙部2830阻擋大部分電流或完全阻擋電流。由於電流流動阻礙部2830不是透過在p型包覆層2810上添加單獨的薄膜層來實現的，因此不需要額外的沉積製程。

由於電流流動阻礙部2830形成在電極2765的垂直下方，且其面積至少等於電極2765的面積，因此，當p型包覆層2810將電洞傳輸到主動層2730時，將電洞傳輸到除了形成有電流流動阻礙部2830的區域之外的其他所有區域的主動層2730。因此，當電洞和電子在主動層2730中複合並發射光時，在除電極2765所在的部位之外的區域中產生的光可以在不受到電極2765的顯著干擾的情況下自由地逸出主動層2730。從圖30中可以確認，發光元件2700的光輸出與現有發光元件相比提高了約7%。

再次參照圖27，透明電極2750堆疊在p型半導體層2740上，更具體地，堆疊在p型氧化物層2820上，並向p型半導體層2740供應電流。為了將電流(電洞)從p型半導體層2740供應到主動層2730的除了電流流動阻礙部2830之外的整個區域，具有優良導電率和良好透明度的透明電極2750被沉積在p型氧化物層 2820上。透明電極2750可以由ITO、NiO、GaZnO、InZnO或InGaZnO實現，以具有透明性和優異的導電率。

電極2760、2765分別形成在n型包覆層2720和透明電極2750上，並向各個構成2720、2750供應電流。電極2760形成在經過蝕刻並暴露於外部的n型包覆層2720上，電極2765形成在透明電極2750上。電極2760、2765可以由Al、Ag、Cr、Cu、Mo、Ni、Pd、Ti及W中的一種以上的金屬或其合金實現。

由於發光元件2700包括上述構成，因此可以透過最小化照射到電極2765的光來確保優異的光輸出。

圖31至圖37為示出根據本發明的第四實施例的發光元件的製造過程的圖。發光元件2700的製造可以使用發光元件製造裝置來執行。

參照圖31及圖32，在基板2710上按次沉積n型包覆層2720、主動層2730及p型包覆層2810。

參照圖33，在沉積p型包覆層2810之後，對要形成電流流動阻礙部2830的區域(至少在電極2765的垂直下方的相同區域)進行等離子體處理或離子/電子注入製程。

參照圖34，p型氧化物層2820沉積在p型包覆層2810上。因此，電流流動阻礙部2830形成在p型包覆層2810內。

參照圖35，透明電極2750堆疊在p型氧化物層2820上。

參照圖36，從透明電極2750到n型包覆層2720的某一位置以檯面結構的形式進行蝕刻。

參照圖37，隨著蝕刻的進行，在暴露於外部的n型包覆層2720上形成電極2760，且在透明電極2750上形成電極2765。

圖38為示出根據本發明的第五實施例的發光元件的構成的圖。

參照圖38，根據本發明的第五實施例的發光元件3800在p型包覆層2810內還可包括漏電流防止部3810。

發光元件3800中的p型包覆層2810在兩末端還可包括漏電流防止部3810。若發光元件具有檯面結構，則可能出現不期望的電流被注入到檯面邊緣處的p型包覆層2810等中的問題。

為了防止上述問題，p型包覆層2810在兩末端還可包括漏電流防止部3810。如上面參照圖36所述，當以檯面結構的形式從透明電極2750到n型包覆層2720的某一位置進行蝕刻，且p型包覆層2810的側面暴露於外部時，可以額外使用氧氣或含氧氣體進行附加等離子體處理。即使進行等離子體處理，p型氧化物層2820的物理特性(主要是影響電流流動或電特性的特性)也不會改變，僅p型包覆層2810的物理特性改變。因此，由於沉積有p型氧化物層2820而未完全暴露於外部的p型包覆層2810的區域不發生物理特性的變化，但已蝕刻並暴露於外部的側面(末端)及從其預設的面積範圍內發生物理特性變化。透過上述過程，從p型包覆層2810的兩末端開始的預設面積的區域被實現為漏電流防止部3810，與電流流動阻礙部2830同樣地，阻礙電流的流動。

p型包覆層2810可以另外包括漏電流防止部3810以阻 止在兩末端產生漏電流，從而進一步提高發光元件3800的光輸出。

以上說明僅僅是本實施例的技術思想的示例性說明，本領域技術人員可以在不背離本發明的本質特徵的情況下進行各種修改和變型。因此，提供本實施例不是僅為了限制，而是為了解釋本實施例的技術思想，並且本實施例的技術思想的範圍不限於這些實施例。本實施例的保護範圍應該透過所附請求項所解釋，以及在等效範圍內所有技術精神應該被解釋為包括在本實施例的專利權範圍中。

100:發光元件

110:基板

120:n型包覆層

130:主動層

140:p型半導體層

150:保護層

160、165:電極

Claims (11)

1. 一種發光元件，包括： 基板； n型包覆層，沉積在上述基板上，由摻雜有n型摻雜劑的半導體材料實現； 主動層，沉積在上述n型包覆層上，電洞和從上述n型包覆層提供的電子相遇並複合，以產生光； p型半導體層，沉積在上述主動層上，並向上述主動層提供上述電洞； 保護層，由在可見光波段的透光率和電導率分別高於預設第一基準值和預設第二基準值的材料實現，並沉積在上述p型半導體層上，以保護上述p型半導體層免受外部影響，上述保護層不干擾上述主動層中產生的光傳播且擴散注入的電流，使上述電洞可被傳遞至上述主動層；及 電極，分別形成在上述n型包覆層和上述保護層上， 其中上述p型半導體層包括： p型包覆層，直接沉積在上述主動層上，由摻雜有p型摻雜劑的半導體材料實現且傳輸上述電洞至上述主動層； 內部壓力緩解層，沉積在上述p型包覆層上，上述內部壓力緩解層具有六方晶體結構且由包含在元素週期表中的第2族和第6族的元素的氧化鋅基化合物實現，上述內部壓力緩解層摻雜有p型雜質或在不摻雜雜質的情況下形成鋅空位以使上述電洞注入上述主動層；及 電洞傳輸率提高層，具有六方晶體結構且由包含在元素週期表中的第2族和第6族的元素的氧化鋅基化合物實現，上述電洞傳輸率提高層以預設厚度沉積在上述內部壓力緩解層上以形成歐姆接觸，上述電洞傳輸率提高層以預設濃度摻雜上述p型雜質、n型雜質或p型/n型雜質以改變能帶隙，使上述內部壓力緩解層與上述保護層之間形成歐姆接觸，且上述電洞傳輸率提高層的厚度介於1nm至10nm之間， 其中上述保護層由ITO、NiO、GaZnO、InZnO、InGaZnO或石墨烯實現。
2. 如請求項1所述的發光元件，其中上述n型包覆層由n型GaN、n型InGaN、n型AlGaN或n型AlInGaN中的任一種或其組合實現。
3. 如請求項1所述的發光元件，其中上述p型半導體層沉積在上述主動層上並緩解所產生的內部壓力。
4. 如請求項1所述的發光元件，其中上述p型半導體層與上述保護層歐姆接觸。
5. 如請求項1所述的發光元件，其中上述電極由Al、Ag、Cr、Cu、Mo、Ni、Pd、Ti及W中的一種或多種金屬或其合金實現。
6. 一種發光元件的製造方法，包括： 沉積過程，在基板上依次沉積n型包覆層、主動層、p型半導體層及保護層； 蝕刻過程，蝕刻上述n型包覆層、上述主動層、上述p型半導體層及上述保護層的一面積，並從上述保護層在垂直的方向上蝕刻到上述n型包覆層的一部分；及 形成過程，在上述保護層上形成第一電極，並在透過上述蝕刻過程暴露於外部的上述n型包覆層上形成第二電極， 其中上述p型半導體層包括： p型包覆層，直接沉積在上述主動層上，由摻雜有p型摻雜劑的半導體材料實現且傳輸電洞至上述主動層； 內部壓力緩解層，沉積在上述p型包覆層上，上述內部壓力緩解層具有六方晶體結構且由包含在元素週期表中的第2族和第6族的元素的氧化鋅基化合物實現，上述內部壓力緩解層摻雜有p型雜質或在不摻雜雜質的情況下形成鋅空位以使上述電洞注入上述主動層；及 電洞傳輸率提高層，具有六方晶體結構且由包含在元素週期表中的第2族和第6族的元素的氧化鋅基化合物實現，上述電洞傳輸率提高層以預設厚度沉積在上述內部壓力緩解層上以形成歐姆接觸，上述電洞傳輸率提高層以預設濃度摻雜上述p型雜質、n型雜質或p型/n型雜質以改變能帶隙，使上述內部壓力緩解層與上述保護層之間形成歐姆接觸，且上述電洞傳輸率提高層的厚度介於1nm至10nm之間， 其中上述保護層由ITO、NiO、GaZnO、InZnO、InGaZnO或石墨烯實現。
7. 如請求項6所述的發光元件的製造方法，其中上述n型包覆層透過使用外延單晶沉積方法進行沉積。
8. 如請求項6所述的發光元件的製造方法，其中上述p型半導體層提高注入到上述主動層中的電洞濃度並降低形成在上述主動層中的內部壓力。
9. 如請求項6所述的發光元件的製造方法，其中上述保護層由在可見光波段的透光率和電導率分別等於或高於預設第一基準值和預設第二基準值的材料實現。
10. 如請求項9所述的發光元件的製造方法，其中上述保護層透過物理氣相沉積（PVD）、化學氣相沉積（CVD）、電子束沉積或濺射方式進行沉積。
11. 如請求項6所述的發光元件的製造方法，其中上述第一電極由反射率等於或高於預設基準值的金屬實現。