專利名稱：一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，特別是能提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管及其制備方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體被廣泛應(yīng)用于固態(tài)照明光源，其綠色節(jié)能的特點(diǎn)被普遍關(guān)注，其具有發(fā)熱量低、耗電量小、壽命長、反應(yīng)速度快、體積小可平面封裝等優(yōu)點(diǎn)，使半導(dǎo)體照明有望成為下一代照明光源。氮化鎵半導(dǎo)體材料由于其高導(dǎo)熱，寬帶隙，高穩(wěn)定性等特征用于制造發(fā)光二極管受到廣大關(guān)注，由于近年來外延設(shè)備和技術(shù)的進(jìn)步，很大程度上提升了發(fā)光二極管的外延質(zhì)量，使其內(nèi)量子效率得到顯著提升。目前發(fā)光二極管在汽車內(nèi)外燈光、顯示器背光、室外景觀照明，便攜式系統(tǒng)閃光燈、投影儀光源、廣告燈箱、電筒、交通燈等都有廣泛應(yīng)用。發(fā)光二極管的一般制造方法是在藍(lán)寶石襯底上生長氮化鎵基材料，P型和N型電極同方向，而且N型電極被刻蝕出來，造成很大面積的有源區(qū)被刻蝕掉，直接影響到發(fā)光效率?，F(xiàn)有技術(shù)中，為了提高發(fā)光效率，如中國專利公開號為CN101017876的《一種氮化鎵發(fā)光二極管管芯及其制造方法》，它將藍(lán)寶石襯底刻蝕穿，與N型氮化鎵接觸制作N型電極，減少有源區(qū)刻蝕損失；如中國專利公開號為CN1123937C的《以藍(lán)寶石為基板的藍(lán)光發(fā)光二極管及其制造方法》，它提出在藍(lán)寶石基板上設(shè)置刻蝕通道。上述技術(shù)，由于藍(lán)寶石襯底的刻蝕工藝?yán)щy，不便于大量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管及其制備方法。它可以有效提高發(fā)光效率，提升芯片的質(zhì)量和性能，具有工藝簡單，適宜大量生產(chǎn)的特點(diǎn)。為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案以如下方式實(shí)現(xiàn) 一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，它包括襯底上方的依次由N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層組成的發(fā)光結(jié)構(gòu)。發(fā)光結(jié)構(gòu)的一端設(shè)置P型電極，與P型電極相對的另一端設(shè)置N型電極。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述N型電極下方設(shè)有刻蝕孔，刻蝕孔側(cè)壁設(shè)置SiO2保護(hù)層。在上述發(fā)光二極管中，所述刻蝕孔直徑為3-20 u m。一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管的制備方法，具體步驟為
0)在襯底上分別外延生長N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層組成發(fā)光結(jié)構(gòu)；
@利用光刻和刻蝕技術(shù)在N型電極區(qū)域刻蝕出刻蝕孔；
G1在發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面用光刻和蒸發(fā)的方法蒸鍍一層ITO薄膜；
@利用光刻和刻蝕技術(shù)在器件表面覆蓋SiO2保護(hù)層；
@利用蒸發(fā)的方法分別制備P型接觸電極基層和N型接觸電極基層；
利用光刻和蒸發(fā)的方法分別制備P型電極和N型電極； 將制作完成的發(fā)光二極管從背面減薄，并沿設(shè)計(jì)好的分割道分割成單個(gè)管芯。本發(fā)明由于采用了上述的結(jié)構(gòu)和制備方法，將N型電極區(qū)域刻蝕成孔結(jié)構(gòu)，可以有效的減少有源區(qū)的刻蝕損失，另外利用側(cè)壁金屬的反射作用，使得發(fā)光二極管的亮度得以提升。下面結(jié)合附圖 和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖I至圖6是制備本發(fā)明發(fā)光二極管的方法步驟示意 圖6也是本發(fā)明發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式參看圖6，本發(fā)明發(fā)光二極管，它包括襯底I上方的依次由N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層組成的發(fā)光結(jié)構(gòu)2。發(fā)光結(jié)構(gòu)2的一端設(shè)置P型電極，與P型電極相對的另一端設(shè)置N型電極7。N型電極7下方設(shè)有直徑為3-20 u m的刻蝕孔3，刻蝕孔8側(cè)壁設(shè)置SiO2保護(hù)層5，刻蝕孔3側(cè)壁傾斜角為0-60度。本發(fā)明發(fā)光二極管的制備方法是
參看圖1，在襯底I上分別外延生長N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層組成發(fā)光結(jié)構(gòu)2 ；
參看圖2，利用光刻和刻蝕技術(shù)在N型電極區(qū)域刻蝕出刻蝕孔3 ；
Q參看圖3，在發(fā)光結(jié)構(gòu)2的上表面用光刻和蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為0. 24 pm的ITO薄膜4 ；
參看圖4，利用光刻和刻蝕技術(shù)在器件表面覆蓋厚度為0. 24ii m的SiO2保護(hù)層5 ；
@參看圖5，利用蒸發(fā)的方法分別制備厚度為0. 25 y m的P型接觸電極基層6和N型接觸電極基層；
參看圖6，利用光刻和蒸發(fā)的方法分別制備厚度為I. 5-2 ii m的P型電極和N型電極
7 ；
”將制作完成的發(fā)光二極管從背面減薄，并沿設(shè)計(jì)好的分割道分割成單個(gè)管芯。
權(quán)利要求
1.一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管，它包括襯底(I)上方的依次由N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層組成的發(fā)光結(jié)構(gòu)(2)，發(fā)光結(jié)構(gòu)(2)的一端設(shè)置P型電極，與P型電極相對的另一端設(shè)置N型電極(7)，其特征在于，所述N型電極(7)下方設(shè)有刻蝕孔(3)，刻蝕孔(3)側(cè)壁設(shè)置SiO2保護(hù)層(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述刻蝕孔(3)直徑為3-20ym。
3.一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管的制備方法，具體步驟為 (D在襯底(I)上分別外延生長N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層組成發(fā)光結(jié)構(gòu)(2)； 利用光刻和刻蝕技術(shù)在N型電極區(qū)域刻蝕出刻蝕孔(3)； 在發(fā)光結(jié)構(gòu)(2)的上表面用光刻和蒸發(fā)的方法蒸鍍一層ITO薄膜(4)； ④利用光刻和刻蝕技術(shù)在器件表面覆蓋SiO2保護(hù)層(5)； 利用蒸發(fā)的方法分別制備P型接觸電極基層(6)和N型接觸電極基層； 利用光刻和蒸發(fā)的方法分別制備P型電極和N型電極(7)； 將制作完成的發(fā)光二極管從背面減薄，并沿設(shè)計(jì)好的分割道分割成單個(gè)管芯。
全文摘要
一種提高發(fā)光效率的發(fā)光二極管及其制備方法，涉及光電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明發(fā)光二極管包括襯底上方的依次由N型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層組成的發(fā)光結(jié)構(gòu)。發(fā)光結(jié)構(gòu)的一端設(shè)置P型電極，與P型電極相對的另一端設(shè)置N型電極。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述N型電極下方設(shè)有刻蝕孔，刻蝕孔側(cè)壁設(shè)置SiO2保護(hù)層。本發(fā)明可以有效提高發(fā)光效率，提升芯片的質(zhì)量和性能，具有工藝簡單，適宜大量生產(chǎn)的特點(diǎn)。
文檔編號H01L33/20GK102709430SQ201110074878
公開日2012年10月3日 申請日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者張雪亮 申請人:同方光電科技有限公司