專利名稱：發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管及其制造方法，尤其涉及一種正面出光效率較高的發(fā)光二極管以及一種發(fā)光二極管的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, L ED)因具有功耗低、壽命長、體積小及亮度高等特性已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域。一般地，正向出光的發(fā)光二極管包括設(shè)置在基板上的磊晶結(jié)構(gòu)，以及設(shè)置在該磊晶結(jié)構(gòu)上的第一電極與第二電極。其中，磊晶結(jié)構(gòu)包括依次形成在該基板的第一型半導(dǎo)體層，活性層，第二型半導(dǎo)體層，且該磊晶結(jié)構(gòu)形成一平臺結(jié)構(gòu)，以使該第一型半導(dǎo)體層具有一個暴露在外的暴露面，該第一電極形成在該暴露面上，該第二電極形成該第二型半導(dǎo)體層上。由于該磊晶結(jié)構(gòu)具有一平臺結(jié)構(gòu)，該發(fā)光二極管將有部分光線通過該平臺結(jié)構(gòu)的側(cè)面射出，并通過該第一電極反射至該發(fā)光二極管的正向出射。并且，一般地，該第一電極由金(Au)制成，其對該發(fā)光二極管發(fā)出的光線的反射率僅為40%左右，從而使不少光線損失。因此，該發(fā)光二極管的正向出光效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
下面將以實施例說明一種正面出光效率較高的發(fā)光二極管以及一種正面出光效率較高的發(fā)光二極管的制造方法。一種發(fā)光二極管，其包括一基板，一磊晶結(jié)構(gòu)，一第一電極，一第二電極以及一反射層。該基板具有一個晶面。該磊晶結(jié)構(gòu)包括依次形成在該基板上的第一型半導(dǎo)體層，活性層，第二型半導(dǎo)體層，該磊晶結(jié)構(gòu)形成一平臺結(jié)構(gòu)，以使該第一型半導(dǎo)體層具有一遠(yuǎn)離該基板的晶面的暴露面，該第二型半導(dǎo)體層具有一個遠(yuǎn)離基板的第一表面，該第一表面為該發(fā)光二極管的出光面。該第一電極形成在該磊晶結(jié)構(gòu)的暴露面上。該第二電極形成該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上。該反射層形成在該第一電極上，以用于反射該活性層發(fā)出的且照射至該反射層上的光線。一種發(fā)光二極管的制造方法，其包括提供一基板，其具有一個晶面；在該基板的晶面上形成一磊晶結(jié)構(gòu)，該磊晶結(jié)構(gòu)包括依次形成在該基板上的第一型半導(dǎo)體層，活性層， 第二型半導(dǎo)體層；在該磊晶結(jié)構(gòu)上形成光阻層，并蝕刻該磊晶結(jié)構(gòu)，以使該磊晶結(jié)構(gòu)形成一平臺結(jié)構(gòu)，從而使該第一型半導(dǎo)體層具有一遠(yuǎn)離該基板的晶面的暴露面，該第二型半導(dǎo)體層具有一個遠(yuǎn)離基板的第一表面；在該磊晶結(jié)構(gòu)的暴露面上形成一第一電極，在該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上形成一第二電極；在該第一電極上形成一反射層。相對于現(xiàn)有技術(shù)，所述發(fā)光二極管的第一電極上設(shè)置有反射層，其可用于將該發(fā)光二極管側(cè)面發(fā)出的光線反射至該發(fā)光二極管的出光面的方向出射，從而提高了該發(fā)光二極管的正向出光效率。


圖1是本發(fā)明第一實施例的發(fā)光二極管的剖面示意圖。圖2是本發(fā)明提供的發(fā)光二極管的制造方法的流程圖。圖3-12是圖2中發(fā)光二極管的制造方法的結(jié)構(gòu)流程示意圖。主要元件符號說明發(fā)光二極管 100基板10、70磊晶結(jié)構(gòu) 20、80晶面12、71η型半導(dǎo)體層 22第一型半導(dǎo)體層81
P型半導(dǎo)體層24
第二型半導(dǎo)體層83
活性層23,82
暴露面225,812
第一表面246,832
第一電極30,91
第二電極40,92
上表面31
下表面32
側(cè)面33,911
反射層50,96
透明導(dǎo)電層60,86
透明導(dǎo)電膜861
第一光阻層84
第二光阻層87
第三光阻層9具體實施例方式下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參見圖1，本發(fā)明第一實施例提供的一種發(fā)光二極管100，其包括一基板10，形成在該基板10上的一磊晶結(jié)構(gòu)20，形成在該磊晶結(jié)構(gòu)20上的第一電極30與第二電極40， 以及形成在該第一電極30上的反射層50。該基板10通常為藍(lán)寶石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、砷化鎵(GaAs)、偏鋁酸鋰(LiAlO2)、氧化鎂(MgO)、氧化鋅(ZnO)、氮化鎵(GaN)、氮化鋁(AlN)、或氮化銦(InN) 等單晶基板，其具有一個用于外延生長磊晶結(jié)構(gòu)20的晶面12，該晶面12的晶向與磊晶結(jié)構(gòu) 20的晶體生長方向相匹配。該磊晶結(jié)構(gòu)20包括η型半導(dǎo)體層22，ρ型半導(dǎo)體層24，以及位于η型半導(dǎo)體層22 與P型半導(dǎo)體層M之間的活性層23。該η型半導(dǎo)體層22、活性層23及ρ型半導(dǎo)體層M依序形成在基板10的晶面12上。該η型半導(dǎo)體層22、活性層23及ρ型半導(dǎo)體層M可為單層或多層結(jié)構(gòu)，其選用 III族氮化物半導(dǎo)體材料。其中，III族元素可為Al、Ga、h等元素。典型的，該η型半導(dǎo)體層22、活性層23及ρ型半導(dǎo)體層M可分別為η型氮化鎵、氮化鎵銦(InGaN)及ρ型氮化鎵。該磊晶結(jié)構(gòu)20形成有一平臺結(jié)構(gòu)(Mesa Pattern)。該η型半導(dǎo)體層22具有一遠(yuǎn)離該基板10的暴露面225。該ρ型半導(dǎo)體層M具有一個遠(yuǎn)離該基板10的第一表面Μ6。 該第一表面246為該發(fā)光二極管100的出光面。該第一電極30形成在該η型半導(dǎo)體層22的暴露面225上。具體地，該第一電極 30為η型電極，其與該η型半導(dǎo)體層22形成歐姆接觸。在本實施例中，該第一電極30的高度大于該活性層23的高度。該第一電極30的材料為金。在本實施例中，該第一電極30呈棱臺形，其具有上表面31，與上表面31相對的下表面32，以及設(shè)置在該上表面31與下表面 32之間的側(cè)面33。該上表面31的表面積小于該下表面32的表面積。該下表面32與該η 型半導(dǎo)體層的暴露面225相接觸。因此，沿遠(yuǎn)離該基板10的晶面12的方向，該第一電極30 的側(cè)面33與該平臺結(jié)構(gòu)之間的距離逐漸增加。該第二電極40形成在該ρ型半導(dǎo)體層M的第一表面246上。具體地，該第二電極40為ρ型電極，其與該ρ型半導(dǎo)體層M形成歐姆接觸。該反射層50形成在該第一電極30上。在本實施例中，該反射層50覆蓋該第一電極30的上表面31與側(cè)面33。該反射層50由高反射效率的材料制成，如，鋁或銀。該反射層50用于反射該發(fā)光二極管100發(fā)出的且照射至該反射層50上的光線，并將光線反射至該發(fā)光二極管100的出光面的方向出射，從而提高該發(fā)光二極管100的正向出光效率。在本實施例中，該發(fā)光二極管100進(jìn)一包括設(shè)置在該ρ型半導(dǎo)體層M的第一表面 246的透明導(dǎo)電層60。該透明導(dǎo)電層60覆蓋整個ρ型半導(dǎo)體層Μ，其可加強(qiáng)電流擴(kuò)散，從而提高該活性層23的出光效率。并且，由于該透明導(dǎo)電層60為透明，因此，其不會遮擋該發(fā)光二極管100的出光。請參見圖2至圖12，本發(fā)明第二實施例提供的一種發(fā)光二極管200的制造方法。 該發(fā)光二極管200的制造方法包括以下步驟步驟一如圖3所示，提供一基板70，其具有一個晶面71。步驟二 如圖4所示，在該基板70的晶面71上形成一磊晶結(jié)構(gòu)80，該磊晶結(jié)構(gòu)80 包括依次形成在該基板70上的第一型半導(dǎo)體層81，活性層82，第二型半導(dǎo)體層83。在本實施例中，該第一型半導(dǎo)體層81為η型半導(dǎo)體層，該第二型半導(dǎo)體層83為ρ型半導(dǎo)體層。步驟三如圖5-6所示，在該磊晶結(jié)構(gòu)80上形成第一光阻層84，并蝕刻該磊晶結(jié)構(gòu)80，以使該磊晶結(jié)構(gòu)80沒有覆蓋第一光阻層84的部分蝕刻成一平臺結(jié)構(gòu)，從而使該第一型半導(dǎo)體層81具有一遠(yuǎn)離該基板70的晶面71的暴露面812。然后去除該第一光阻層84， 使該第二型半導(dǎo)體層83具有一個遠(yuǎn)離基板70的第一表面832。在本實施例中，該第一表面 832為該發(fā)光二極管的出光面。步驟四如圖7-9所示，在該第二型半導(dǎo)體層83上形成一個透明導(dǎo)電層86。具體地，先在該平臺結(jié)構(gòu)上蒸鍍透明導(dǎo)電膜861，并在該透明導(dǎo)電膜861的預(yù)定位置形成第二光阻層87，從而將該透明導(dǎo)電膜861光影蝕刻成具有預(yù)定的圖案的透明導(dǎo)電層86，再將第二光阻層87去除，如圖9所示。步驟五如圖10-11所示，在該磊晶結(jié)構(gòu)80的暴露面812上形成一第一電極91， 該第一電極91的高度高于該活性層82的高度，在該透明導(dǎo)電層86上形成一第二電極92。 具體地，先在該第一型半導(dǎo)體層81的暴露面812以及該透明導(dǎo)電層86的預(yù)定位置上形成第三光阻層94，并在該平臺結(jié)構(gòu)以及該第一型半導(dǎo)體層81的暴露面812以及該透明導(dǎo)電層 86的未形成第三光阻層94的部分蒸鍍金屬材料，如金等，以在該暴露面812上形成一第一電極91，在該透明導(dǎo)電層86上形成一第二電極92。優(yōu)選地，該第一電極91呈棱臺形，其具有一傾斜的側(cè)面911，且沿遠(yuǎn)離該基板70的晶面71的方向，該第一電極91的側(cè)面911與該平臺結(jié)構(gòu)之間的距離逐漸增加。并去除第三光阻層94。步驟六如圖12所示，在該第一電極91上形成一反射層96。從而形成該發(fā)光二極管200。在本實施例中，該反射層96通過蒸鍍形成在該第一電極91上。該反射層96由銀或鋁等金屬材料制成。該反射層96用于反射該發(fā)光二極管發(fā)出的且照射至該反射層96上的光線，從而減少了該發(fā)光二極管200的側(cè)面出光，以提高該發(fā)光二極管200的出光效率。可以理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可于本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光二極管，其包括 一基板，其具有一個晶面；一磊晶結(jié)構(gòu)，其包括依次形成在該基板上的第一型半導(dǎo)體層，活性層，第二型半導(dǎo)體層，該磊晶結(jié)構(gòu)形成一平臺結(jié)構(gòu)，以使該第一型半導(dǎo)體層具有一遠(yuǎn)離該基板的晶面的暴露面，該第二型半導(dǎo)體層具有一個遠(yuǎn)離基板的第一表面，該第一表面為該發(fā)光二極管的出光一第一電極，其形成在該磊晶結(jié)構(gòu)的暴露面上； 一第二電極，其形成該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上；一反射層，其形成在該第一電極上，以用于反射該發(fā)光二極管發(fā)出的且照射至該反射層上的光線。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一電極的高度高于該活性層的尚度。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一電極與該第二電極的材料為^^ ο
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該反射層由鋁或銀制成。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一電極的側(cè)面傾斜，且沿遠(yuǎn)離該基板的晶面的方向，該第一電極的側(cè)面與該平臺結(jié)構(gòu)之間的距離逐漸增加。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第二型半導(dǎo)體層的第一表面與該第二電極之間進(jìn)一步包括一個透明導(dǎo)電層。
7.一種發(fā)光二極管的制造方法，其包括 提供一基板，其具有一個晶面；在該基板的晶面上形成一磊晶結(jié)構(gòu)，該磊晶結(jié)構(gòu)包括依次形成在該基板上的第一型半導(dǎo)體層，活性層，第二型半導(dǎo)體層；在該磊晶結(jié)構(gòu)上形成光阻層，并蝕刻該磊晶結(jié)構(gòu)，以使該磊晶結(jié)構(gòu)形成一平臺結(jié)構(gòu)，從而使該第一型半導(dǎo)體層具有一遠(yuǎn)離該基板的晶面的暴露面，該第二型半導(dǎo)體層具有一個遠(yuǎn)離基板的第一表面；在該磊晶結(jié)構(gòu)的暴露面上形成一第一電極，在該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上形成一第二電極；在該第一電極上形成一反射層。
8.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該第一電極的高度高于該活性層的高度。
9.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，先在該第一型半導(dǎo)體層的暴露面以及該第二型半導(dǎo)體層的第一表面的預(yù)定位置上形成光阻層，并在該平臺結(jié)構(gòu)以及該第一型半導(dǎo)體層的暴露面以及該第二型半導(dǎo)體層的第一表面的未形成光阻層的部分蒸鍍金屬材料，以在該暴露面上形成一第一電極，在該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上形成一第二電極。
10.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，步驟在該磊晶結(jié)構(gòu)的暴露面上形成一第一電極，該第一電極的高度高于該活性層的高度，在該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上形成一第二電極前，進(jìn)一步包括步驟在該第二型半導(dǎo)體層上形成一個透明導(dǎo)電層。
11.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，先在該平臺結(jié)構(gòu)上蒸鍍透明導(dǎo)電膜，將該透明導(dǎo)電膜蝕刻成具有預(yù)定的圖案的透明導(dǎo)電層。
12.如權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，該第一電極與該第二電極的材料為金，該反射層由鋁或銀制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，其包括一基板，一磊晶結(jié)構(gòu)，一第一電極，一第二電極以及一反射層。該基板具有一個晶面。該磊晶結(jié)構(gòu)包括依次形成在該基板上的第一型半導(dǎo)體層，活性層，第二型半導(dǎo)體層，該磊晶結(jié)構(gòu)形成一平臺結(jié)構(gòu)，以使該第一型半導(dǎo)體層具有一遠(yuǎn)離該基板的晶面的暴露面，該第二型半導(dǎo)體層具有一個遠(yuǎn)離基板的第一表面，該第一表面為該發(fā)光二極管的出光面。該第一電極形成在該磊晶結(jié)構(gòu)的暴露面上。該第二電極形成該第二型半導(dǎo)體層的第一表面上。該反射層形成在該第一電極上，以用于反射該活性層發(fā)出的且照射至該反射層上的光線。本發(fā)明還涉及一種發(fā)光二極管的制造方法。
文檔編號H01L33/46GK102339922SQ20101023739
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月28日
發(fā)明者沈佳輝, 洪梓健 申請人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司