專利名稱：一種發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導體器件領(lǐng)域，涉及一種發(fā)光二極管及其制作方法，特別是一種具
有粗糙襯底和粗糙歐姆接觸層的發(fā)光二極管及其制作方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二級管(LED)由于具有環(huán)保、節(jié)能、使用壽命長等優(yōu)點，被廣泛用于顯示、裝飾、通訊、通用照明、背光源等相關(guān)領(lǐng)域。采用不同的發(fā)光材料和結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管能夠覆蓋從紫外到紅外的全色范圍，隨著應用領(lǐng)域的不斷擴大，使其發(fā)光效率和亮度迅速提高。發(fā)光二極管的發(fā)光效率主要由兩方面決定一是器件的內(nèi)量子效率，由LED器件結(jié)構(gòu)以及半導體材料的晶體質(zhì)量決定；二是光提取效率，受到光在半導體材料表面的全反射角限制。
圖1是普通發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其出光示意圖，由于通常的發(fā)光二極管的半導體材料折射率都遠大于l，所以半導體內(nèi)部產(chǎn)生的光在出射時會在界面處發(fā)生全反射現(xiàn)象，折射率之差越大則被反射回內(nèi)部的光越多，從而造成大量的光無法出射，導致發(fā)光二極管芯片發(fā)光效率低。 提高LED發(fā)光效率通常有兩個方法一是改進LED器件結(jié)構(gòu)同時提高外延層的晶體質(zhì)量來提高內(nèi)量子效率；二是改變芯片圖形、切割方式等外觀形狀，或通過圖形化襯底或表面粗糙化來提高芯片的光提取效率，達到提高發(fā)光效率的作用(參考Horng等人文獻，Applied Physics Letters 86,221101(2005))。圖形化襯底一般由光刻膠或金屬作掩膜，利用光刻形成圖形，再用干法或濕法腐蝕而成，最后去掉光刻膠或金屬，工序較多，工藝比較復雜且增加生產(chǎn)成本。近年來光子晶體被應用到提高LED芯片發(fā)光效率方面，但設(shè)備比較昂貴，生產(chǎn)成本比較高，不適應于大批量生產(chǎn)， 一般應用于高端產(chǎn)品。
為了克服上述問題，本發(fā)明提出一種提高發(fā)光二極管光提取效率的制作方法，通過兩層粗糙面，可以達到光子晶體的效果，在大大提高發(fā)光亮度同時降低生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用微球涂覆作掩膜，經(jīng)刻蝕后形成具有粗糙表面的發(fā)光二極管及其制作方法，通過兩層具有不規(guī)則形狀結(jié)構(gòu)的粗糙表面，利用微球納米級的直徑可以達到光子晶體的效果，提高發(fā)光二極管光提取效率，在大大提高發(fā)光亮度同時降低生產(chǎn)成本。 本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管的技術(shù)方案是一種發(fā)光二極管，其結(jié)構(gòu)從下至上依次包括襯底、n型氮化鎵層、發(fā)光層、p型氮化鎵層、歐姆接觸層、鈍化層，以及p、 n電極，其特征在于所述的襯底的上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)；所述的歐姆接觸層的上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)；
其中，所述的凸起結(jié)構(gòu)為凸半球形、半橢球形或者其他不規(guī)則的形狀，所述的凸半球形、半橢球形或者其他不規(guī)則的形狀的直徑大小為0. 1 5 m。 本發(fā)明提出的一種發(fā)光二極管的制作方法的技術(shù)方案是一種發(fā)光二極管的制造
3方法的步驟包括在藍寶石襯底上依次生長n型氮化鎵層、發(fā)光層和p型氮化鎵層；在p型氮化鎵層上生長歐姆接觸層；在歐姆接觸層上生長鈍化層；在所述的鈍化層表面腐蝕出電極窗口，并沉積形成P電極和n電極，其特征在于，首先在所述的藍寶石襯底上用旋轉(zhuǎn)涂覆的方法涂覆一層微球溶液作為掩膜，再刻蝕所述的掩膜，形成上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)的襯底；在所述的歐姆接觸層上涂覆形成一層微球溶液作為掩膜，再刻蝕所述的掩膜，形成上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)的歐姆接觸層，然后在該歐姆接觸層上生長所述的鈍化層； 其中，所述的微球溶液為聚苯乙烯水溶液或者乙醇溶液，質(zhì)量濃度為5% 30%，聚苯乙烯微球的直徑為0. 1 5 ii m ; 所述的旋轉(zhuǎn)涂覆方法為低速700 1500r/min，持續(xù)時為10 40s，然后高速2000 8000r/min，持續(xù)時間為30 160秒； 所述的刻蝕為等離子體干法刻蝕或化學濕法刻蝕，等離子體干法刻蝕的持續(xù)時間為10 20分鐘，化學濕法刻蝕技術(shù)采用的腐蝕液為ITO腐蝕液，腐蝕溫度為25 50°C ，持續(xù)時間為30 300秒。 所述的微球溶液為Si02水溶液或者乙醇溶液，質(zhì)量濃度為5% 30%， Si02微球的直徑為0. 1 5 ii m。


圖1是發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)及其出光示意 圖2發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖； 1是襯底，2是n型GaN層，3是發(fā)光層，4是p型GaN層，5是歐姆接觸層，6是鈍化層，7是n電極，8是p電極。
具體實施方式
實施例l: 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為5%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為2 i！ m，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為900r/min，時間10秒，高速為3000r/min，時間50秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間20分鐘，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為2iim ; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為1000 A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為10%的聚苯乙烯微球乙醇溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為0. 3ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為700r/min，時間10秒，高速為4000r/min，時間45秒；然后利用ITO腐蝕液在35。C溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間60秒，在ITO表面形成多個凸半橢球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半橢球形的直徑大小為0. 3ym，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度1000 A，作為
歐姆接觸層的鈍化層。 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、IT0層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為5000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例2 : 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為10%的5102微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為0. lym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為800r/min，時間10s，高速為2500r/min，時間30秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間10min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為0. 1 ii m ; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為2000 A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為10%的Si(^微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為0. 3iim，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1200r/min，時間10秒，高速為4500r/min，時間30秒；然后利用ITO腐蝕液在25t:溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間30秒，在ITO表面形成多個凸半球橢球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半橢球形直徑大小為0. 3 ii m，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度1500 A，作為
歐姆接觸層的鈍化層。 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、 ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為IOOOO A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例3 : 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為15%的Si02微球乙醇溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中Si02微球的直徑為0. 7 i！ m，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1000r/min，時間20秒，高速為2000r/min，時間160秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間15min，形成上表面具有多個凸半橢球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半橢球形直徑大小為O. 7iim; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為3000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為10%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為1.5ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1500r/min，時間30秒，高速為5000r/min，時間30秒；然后利用ITO腐蝕液在38。C溫度下腐蝕該掩
5膜，腐蝕時間80秒，在IT0表面形成多個凸半橢球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半橢球形直徑大小為1. 5ym，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層；
6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度3000A，作為歐姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為20000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例4: 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為20%的Si02微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為0. lym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為850r/min，時間20秒，高速為2500r/min，時間160秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間8min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為0. 1 u m ; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為5%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為3ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1100r/min，時間30秒，高速為3000r/min，時間45秒；然后利用ITO腐蝕液在4(TC溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間100秒，在ITO表面形成多個凸半球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半球形直徑大小為3ym，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度2000A，作為歐姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為30000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例5 : 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為30X的Si02微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為4ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為950r/min，時間40秒，高速為3500r/min，時間120秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間3min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為m ; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為25%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為lym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1000r/min，時間30秒，高速為2000r/min，時間80秒；然后利用ITO腐蝕液在42t:溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間110s，在IT0表面形成多個凸半球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半球形直徑大小為liim，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度2000A，作為歐姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、 ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為30000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例6 : 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為20%的聚苯乙烯微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為0. 35ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為800r/min，時間15秒，高速為7000r/min，時間110秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間12min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為O. 35iim; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為25%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為5ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1000r/min，時間30秒，高速為6000r/min，時間80秒；然后利用ITO腐蝕液在39"C溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間120秒，在ITO表面形成多個凸半球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半球形直徑大小為5 ii m，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度2000A，作為歐姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、 ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為30000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例7 : 1、以SiC為襯底，首先將質(zhì)量濃度為10%的5102微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在SiC襯底上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為2iim，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為800r/min，時間30秒，高速為3500r/min，時間150秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間18min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為2 ii m ; 2、在SiC襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為15%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接
7觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為0. 3ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為850r/min，時間50秒，高速為8000r/min，時間160秒；然后利用ITO腐蝕液在5(TC溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間240秒，在IT0表面形成多個凸半球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半球形直徑大小為0.3ym該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度2000A，作為歐姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、 ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為15000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例8 : 1、以SiC為襯底，首先將質(zhì)量濃度為10X的Si02微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在SiC襯底上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為3iim，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為850r/min，時間35秒，高速為4000r/min，時間60秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間25min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的SiC襯底，所述的凸半球形直徑大小為3 ii m ; 2、在SiC襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為15%的Si(^微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接觸層上表面形成掩膜，其中Si02微球的直徑為5 ii m，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為900r/min，時間30秒，高速為3500r/min，時間30秒；然后利用ITO腐蝕液在48。C溫度下腐蝕該掩膜，腐蝕時間80秒，在ITO表面形成多個凸半球形形狀，所述的凸半球形直徑大小為5ym，該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度2000A，作為歐姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、ITO層以及n型GaN，再在其表面蒸鍍一層厚度為8000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例9: 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為10%的5102微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中Si(^微球的直徑為lym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為850r/min，時間25秒，高速為3000r/min，時間100秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩膜，刻蝕時間30min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直徑大小為1 li m ; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫(ITO)作為歐姆接觸層；
5、將質(zhì)量濃度為10%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接 觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為0.9ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1000r/min， 時間30秒，高速為4000r/min，時間120秒；然后利用ITO腐蝕液在35t:溫度下腐蝕該掩膜， 腐蝕時間300秒，在ITO表面形成多個凸半球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半球形直徑大小為0. 9 ii m， 該濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度1500A，作為歐 姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、 ITO層以及n型GaN，再在 其表面蒸鍍一層厚度為7000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
實施例10 : 1、以藍寶石為襯底，首先將質(zhì)量濃度為10%的5102微球水溶液利用旋轉(zhuǎn)涂覆的 方式涂覆在藍寶石上表面形成掩膜，其中Si02微球的直徑為1. 5 i！ m，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為 1400r/min，時間50秒，高速為3200r/min，時間100秒；然后利用等離子體干法刻蝕所述掩 膜，刻蝕時間18min，形成上表面具有多個凸半球形結(jié)構(gòu)的藍寶石襯底，所述的凸半球形直 徑大小為1. 5um ; 2、在藍寶石襯底的粗化上表面上依次生長n型GaN層、發(fā)光層和p型GaN層；
3、通過等離子體干法刻蝕的方法刻蝕掉部分p型GaN層與小部分n型GaN層，直 至露出n型GaN層； 4、在p型GaN層上通過電子束蒸發(fā)的方法蒸鍍一層厚度為4000A的氧化銦錫 (ITO)作為歐姆接觸層； 5、將質(zhì)量濃度為10%的聚苯乙烯微球水溶液，利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方式涂覆在歐姆接 觸層上表面形成掩膜，其中聚苯乙烯微球的直徑為0. 2ym，旋轉(zhuǎn)涂覆的低速為1000r/min， 時間15秒，高速為4000r/min，時間140秒；然后利用ITO腐蝕液在38t:溫度下腐蝕該掩膜， 腐蝕時間90秒，在ITO表面形成多個凸半球形結(jié)構(gòu)，所述的凸半球形直徑大小為0. 2 ii m，該 濕法腐蝕同時也腐蝕ITO薄膜本身，得到表面粗糙的歐姆接觸層； 6、在發(fā)光二極管芯片表面利用PECVD生長方式，形成Si02薄膜厚度1500A，作為歐 姆接觸層的鈍化層； 7、在Si02表面通過光刻掩膜與腐蝕，露出部分p型GaN、 ITO層以及n型GaN，再在 其表面蒸鍍一層厚度為7000 A的Cr/Pt/Au金屬，作為打線用電極。
權(quán)利要求
一種發(fā)光二極管，其結(jié)構(gòu)從下至上依次包括襯底、n型氮化鎵層、發(fā)光層、p型氮化鎵層、歐姆接觸層、鈍化層和p、n電極，其特征在于所述的襯底的上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)；所述的歐姆接觸層的上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)；其中，所述的凸起結(jié)構(gòu)為凸半球形，所述的凸半球形的直徑大小為0.1～5μm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光二極管，其特征在于所述的凸起結(jié)構(gòu)為凸半橢球形，所述的凸半橢球形的直徑大小為O. 1 5iim。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光二極管的制造方法，其步驟包括(1) 在藍寶石襯底上依次生長n型氮化鎵層、發(fā)光層和p型氮化鎵層；(2) 在p型氮化鎵層上生長歐姆接觸層；(3) 在歐姆接觸層上生長鈍化層；(4) 在所述的鈍化層表面腐蝕出電極窗口，并沉積形成p電極和n電極；其特征在于，首先在所述的藍寶石襯底上通過旋轉(zhuǎn)涂覆方法涂覆一層微球溶液作為掩膜，再刻蝕所述的掩膜，形成上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)的襯底；然后在所述的歐姆接觸層上涂覆形成一層微球溶液作為掩膜，再刻蝕所述的掩膜，形成上表面具有一個或一個以上相連或者不相連的凸起結(jié)構(gòu)的歐姆接觸層，最后在歐姆接觸層上生長所述的鈍化層；其中，所述的微球溶液為聚苯乙烯水溶液或者乙醇溶液，質(zhì)量濃度為5% 30%，聚苯乙烯微球的直徑為0. 1 5 ii m ;所述的旋轉(zhuǎn)涂覆方法為低速700 1500r/min，持續(xù)時間為10 40秒，然后高速2000 8000r/min，持續(xù)時間為30 160秒；所述的刻蝕為等離子體干法刻蝕或化學濕法刻蝕，等離子體干法刻蝕的持續(xù)時間為10 20分鐘，化學濕法刻蝕技術(shù)采用的腐蝕液為ITO腐蝕液，腐蝕溫度為25 50°C ，持續(xù)時間為30 300秒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述的微球溶液為Si(^水溶液或者乙醇溶液，質(zhì)量濃度為5% 30%， Si(^微球的直徑為0. 1 5iim。
全文摘要
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管及其制作方法，該發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)從下至上依次包括襯底、n型氮化鎵層、發(fā)光層、p型氮化鎵層、歐姆接觸層、鈍化層和p、n電極，其特征是襯底和歐姆接觸層的上表面均具有多個凸半球形、半橢球形或者其他不規(guī)則的形狀凸起結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方法是利用旋轉(zhuǎn)涂覆的方法在襯底和歐姆接觸層上分別形成一層掩膜，然后經(jīng)刻蝕掩膜分別在襯底和歐姆接觸層上形成具有多個凸半球形、半橢球形或者其他不規(guī)則的形狀凸起結(jié)構(gòu)的粗糙上表面。通過這兩層達到微米級甚至納米級粗糙的表面，可以提高發(fā)光二極管光提取效率，在大大提高發(fā)光亮度同時降低生產(chǎn)成本。
文檔編號H01L33/00GK101771110SQ20081024699
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月29日
發(fā)明者劉娉娉, 柯志杰, 武勝利, 肖志國, 陳向東 申請人:大連美明外延片科技有限公司