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)明涉及半導(dǎo)體發(fā)光領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管由于具有壽命長(zhǎng)、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于各種領(lǐng)域，尤其隨著其照明性能指標(biāo)日益大幅提高，發(fā)光二極管在照明領(lǐng)域常用作發(fā)光裝置。其中，以氮化鎵(GaN)為代表的III-V族化合物半導(dǎo)體由于具有帶隙寬、發(fā)光效率高、電子飽和漂移速度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，在高亮度光電子器件領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力，引起了人們的廣泛關(guān)注。請(qǐng)參閱圖1，圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。所述發(fā)光二極管包括襯底11、緩沖層(buffer layer) 12、N型接觸層(N contact layer) 13、N型覆蓋層(N active layer) 14、有源層(light emitting layers) 15>P MSimM (P active layer) 16、 P型接觸層(P contact layer) 17、與所述P型接觸層17連接的正電極18以及與所述N型接觸層13連接的負(fù)電極19。所述發(fā)光二極管是雙異質(zhì)(Double Heterogeneous,DH)結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，其中雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括N型覆蓋層14、有源層15和P型覆蓋層16。所述有源層15為所述發(fā)光二極管的發(fā)光層。所述N型覆蓋層14為N型摻雜氮化鎵層，所述P型覆蓋層16為P型摻雜氮化鎵層。類似的，美國(guó)專利US 5777350也公布了一種氮化物半導(dǎo)體發(fā)光器件。然而，由于氮化鎵體單晶很難獲得，所以，目前氮化鎵材料的生長(zhǎng)主要通過(guò)在藍(lán)寶石(Sapphire，AL2O3)襯底上進(jìn)行異質(zhì)外延的手段獲得，最主要的外延生長(zhǎng)技術(shù)有金屬氧化物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)以及鹵化物氣相外延(HVPE)等。但是，由于藍(lán)寶石襯底與氮化鎵外延層存在很大的晶格失配(lattice mismatch)和熱脹失配，所以不可避免地會(huì)在氮化鎵外延層中引入大量的位錯(cuò)(dislocation)，一般地，氮化鎵外延層位錯(cuò)的密度高達(dá)IOuVcm2,降低了器件的內(nèi)量子效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管及其制造方法，以提高發(fā)光二極管的內(nèi)量子效率和外量子效率，增加發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管，包括襯底；形成于所述襯底上的緩沖層；形成于所述緩沖層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層具有相反摻雜類型；其中，所述襯底鄰近所述緩沖層的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽，位于所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞。可選的，在所述的發(fā)光二極管中，所述凹槽的高寬比大于或等于1.2 1。所述凹槽的高度為1 3 μ m，所述凹槽的寬度為1 2 μ m，所述凹槽的長(zhǎng)度為1 10 μ m。所述凹槽的密度大于或等于107cm2。可選的，在所述的發(fā)光二極管中，所述襯底的材質(zhì)為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鋅、
4砷化鎵或尖晶石。可選的，在所述的發(fā)光二極管中，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層為N型摻雜氮化鎵層或者N型摻雜氮化鋁鎵層，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層為P型摻雜氮化鎵層或者P型摻雜氮化鋁鎵層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管中，所述發(fā)光二極管還包括形成于所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的接觸層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管中，所述有源層為單一量子阱結(jié)構(gòu)或多層量子阱結(jié)構(gòu)。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管制造方法，包括提供一襯底；在所述襯底上形成圖形化的掩膜層，并以所述圖形化的掩膜層為掩模，刻蝕所述襯底，使所述襯底表面形成多個(gè)凹槽；形成緩沖層，所述緩沖層覆蓋所述襯底具有凹槽一側(cè)的表面，使得所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞；在所述緩沖層上依次形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層具有相反摻雜類型?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述凹槽的高寬比大于或等于 1.2 I0所述凹槽的高度為1 3μπι，所述凹槽的寬度為1 2μπι，所述凹槽的長(zhǎng)度為 1 ΙΟμπι。所述凹槽的密度大于或等于108/Cm2?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述襯底的材質(zhì)為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、 氧化鋅、砷化鎵或尖晶石?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層為N型摻雜氮化鎵層或者N型摻雜氮化鋁鎵層，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層為P型摻雜氮化鎵層或者P型摻雜氮化鋁鎵層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述發(fā)光二極管還包括在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成接觸層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，所述有源層為單一量子阱結(jié)構(gòu)或多層量子阱結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，利用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積的方式形成所述緩沖層、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層?？蛇x的，在所述的發(fā)光二極管制造方法中，刻蝕所述襯底形成凹槽的步驟中，刻蝕氣體為三氯化硼和氯的混合物，腔室氣壓為10 30毫托，底板功率為200 400瓦，線圈功率為100 200瓦。由于采用了以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明在襯底鄰近所述緩沖層的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽，在所述襯底上形成緩沖層時(shí)，因此使得所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞，由于所述空洞的存在，外延層線性位錯(cuò)被終止于這些空洞， 所述氮化鎵層中的位錯(cuò)被吸收(dislocation trapping)，從而降低了氮化鎵層的位錯(cuò)密度 (dislocation density)，借以提高了器件的內(nèi)量子效率；此外，由于所述空洞的折射率與外延層材料的折射率相差較大，從有源區(qū)向襯底發(fā)射的光，絕大部分被反射回來(lái)，再?gòu)陌l(fā)光二極管的表面或兩側(cè)發(fā)射出去，提高了器件的外量子效率，增加了發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。


圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的發(fā)光二極管的一種實(shí)施例的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的流程圖。圖4到圖8是本發(fā)明的發(fā)光二極管制造方法的各步驟示意圖。圖9是本發(fā)明的發(fā)光二極管的凹槽的俯視圖。圖10是本發(fā)明的發(fā)光二極管制造方法形成空洞步驟的放大示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心思想在于，提供一種發(fā)光二極管及其制造方法，通過(guò)在襯底鄰近所述緩沖層的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽，在所述襯底上形成緩沖層時(shí)，由于凹槽底部與頂部相比較難填充，因此使得所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞，由于所述空洞的存在， 外延層線性位錯(cuò)被終止于這些空洞，使得所述氮化鎵層中的位錯(cuò)被吸收(dislocation trapping)，從而降低了所述氮化鎵層的位錯(cuò)密度(dislocation density)，借以提高了器件的內(nèi)量子效率；此外，由于所述空洞的折射率與外延層材料的折射率相差較大，從有源區(qū)向襯底發(fā)射的光，絕大部分被反射回來(lái)，再?gòu)陌l(fā)光二極管的表面或兩側(cè)發(fā)射出去，提高了器件的外量子效率，增加了發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。請(qǐng)參閱圖2，圖2是本發(fā)明的發(fā)光二極管的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。所述發(fā)光二極管包括襯底100 ；形成于所述襯底100上的緩沖層110 ；形成于所述緩沖層110上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120、有源層130以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140具有相反摻雜類型；其中，所述襯底100鄰近所述緩沖層110的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽101，位于所述凹槽101內(nèi)的緩沖層中形成有空洞111。其中，所述凹槽101的高度大于所述凹槽的寬度，以便于在后續(xù)形成緩沖層時(shí)，使凹槽101內(nèi)填充的緩沖層中形成有空洞111。優(yōu)選地，所述凹槽101的高寬比大于或等于 1.2 1，所述凹槽101的高度為1 3μπι，所述凹槽101的寬度為1 2μπι，所述凹槽101 的長(zhǎng)度為1 10 μ m。所述凹槽101的密度大于或等于108/Cm2，每個(gè)凹槽101內(nèi)形成有一個(gè)空洞111，相應(yīng)的，空洞111的密度也大于或等于108/Cm2，外延層線性位錯(cuò)的密度可以降低至107cm2以下?？梢岳斫獾氖牵鲜鰯?shù)值僅僅是本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述凹槽的尺寸和密度還可做適當(dāng)變化，并不限于上述實(shí)施方式所述。其中，所述襯底100的材料可以為藍(lán)寶石、碳化硅(SiC)、硅、氧化鋅(SiO)、砷化鎵 (GaAs)、尖晶石(MgAL2O4),以及晶格常數(shù)接近氮化物半導(dǎo)體的單晶氮化物。優(yōu)選的，所述襯底100為藍(lán)寶石襯底或者硅襯底。其中，所述緩沖層110覆蓋所述襯底100具有凹槽101的一側(cè)表面，用于緩和所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體120與所述襯底100的晶格常數(shù)失配。所述緩沖層110的厚度通常為數(shù)百埃，材料通常為氮化鎵或者氮化鋁(AlN)，優(yōu)選的，當(dāng)所述襯底100為藍(lán)寶石襯底時(shí)，所述緩沖層110為低溫條件下生長(zhǎng)的氮化鎵(LT GaN)層；當(dāng)所述襯底100為硅襯底時(shí)，所述緩沖層110為氮化鋁層。在形成所述緩沖層110的過(guò)程中，使得填充在所述凹槽101內(nèi)的緩沖層中必然形成了空洞111。本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管為雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管，雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管比同質(zhì)結(jié)構(gòu)或者單異質(zhì)結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，可以更有效的載流子限制，從而導(dǎo)致更有效的
6載流子復(fù)合，使得發(fā)光二極管的發(fā)光更亮。本發(fā)明實(shí)施例的發(fā)光二極管的雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)包括 所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120、有源層130、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140。其中，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120為N型氮化物半導(dǎo)體層，具體的，第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120為N型摻雜氮化鎵層或者N型摻雜的氮化鋁鎵(AlyGai_yN，y表示鋁的摩爾份數(shù)，0 < y < 1)層。其中，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140為P型氮化物半導(dǎo)體層，具體的，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140為P型摻雜氮化鎵層或者P型摻雜的氮化鋁鎵(AlyGai_yN，y表示鋁的摩爾份數(shù)，0<y< 1)層，優(yōu)選的，P型摻雜物可以為鎂。其中，所述有源層130為單一量子阱結(jié)構(gòu)或多層量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)包含兩種或兩種以上不同能帶隙的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。具體的，所述有源層130包括層疊設(shè)置的氮化銦鎵(Inx^vxN, χ表示銦的摩爾份數(shù)，0 <x< 1)層和氮化鎵層。優(yōu)選的，所述有源層130 中氮化銦鎵層的厚度約為2納米，氮化鎵層的厚度約為10納米。由于所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140的摻雜類型相反，N型摻雜的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120通過(guò)外部電壓驅(qū)動(dòng)使電子(electron)漂移至能帶隙較低的氮化銦鎵層的導(dǎo)電帶，P型摻雜的第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140通過(guò)外部電壓驅(qū)動(dòng)使空穴(hole)漂移至能帶隙較低的氮化銦鎵層的價(jià)電帶。由于氮化鎵層的能帶隙大于氮化銦鎵層，因此，利用氮化鎵層和氮化銦鎵層之間的能帶隙差異，電子和空穴聚集在所述單層或多層量子阱結(jié)構(gòu)的有源層130中結(jié)合，從而使得所述有源層130發(fā)光。優(yōu)選的，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120為N型摻雜的氮化鋁鎵層， 所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140為P型摻雜的氮化鋁鎵層，由于氮化鋁鎵的能帶隙大于氮化鎵和氮化銦鎵的能帶隙，可以防止電子和空穴從量子阱漂移至發(fā)光二極管的兩端電極。所述接觸層150可以由P型氮化物半導(dǎo)體形成。如果用P型摻雜的氮化鎵或者氮化鋁鎵形成，可以獲得結(jié)晶性優(yōu)良的接觸層，特別是如果用氮化鎵形成P型接觸層，則可以使所述接觸層150與所述正電極160達(dá)到良好的歐姆接觸。所述正電極160和負(fù)電極170 的材料可以為含Ni和Au的金屬材料。請(qǐng)參閱圖3，圖3是本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的流程圖。下面結(jié)合圖4到圖 8，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法。如圖4所示，首先，提供一襯底100。所述襯底100的材料可以為藍(lán)寶石、碳化硅、 硅、氧化鋅、砷化鎵、尖晶石，以及晶格常數(shù)接近氮化物半導(dǎo)體的單晶氮化物。如圖5所示，接著，在所述襯底100上形成圖形化的掩膜層100a，所述圖形化的掩膜層IOOa例如為圖形化的光刻膠層，可利用曝光顯影等技術(shù)圖形化光刻膠層形成，在此不再贅述。如圖6所示，然后，以所述圖形化的掩膜層IOOa為掩模，刻蝕所述襯底100，在所述襯底100的表面形成多個(gè)凹槽101。在刻蝕過(guò)程中，刻蝕氣體例如為三氯化硼和氯的混合物，腔室氣壓為10到30毫托，底板功率為200到400瓦，線圈功率為100到200瓦。優(yōu)選地，如圖6和圖9所示，所述凹槽101的高寬比大于或等于1.2 1，所述凹槽101的高度H 為1 3 μ m，所述凹槽101的寬度W為1 2 μ m，所述凹槽101的長(zhǎng)度L為1 10 μ m。所述凹槽101的密度大于或等于108/Cm2，每個(gè)凹槽101內(nèi)可形成有一個(gè)空洞111，相應(yīng)的，空洞111的密度也大于或等于108/Cm2，外延層線性位錯(cuò)的密度至少可以降低至107cm2以下。如圖7所示，在所述襯底100上形成凹槽101之后，在所述襯底100具有凹槽101的一側(cè)表面形成緩沖層110，所述緩沖層110可以采用現(xiàn)有技術(shù)的制造方法形成，如采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積的方法形成。當(dāng)所述襯底100為藍(lán)寶石襯底時(shí)，所述緩沖層110 為低溫條件下生長(zhǎng)的氮化鎵層；當(dāng)所述襯底100為硅襯底時(shí)，所述緩沖層110為氮化鋁層。 結(jié)合圖10所示，由于沉積工藝的特性所致，在形成所述緩沖層110的過(guò)程中，凹槽中心位置無(wú)法完全填充到(凹槽側(cè)壁附近相對(duì)容易覆蓋上緩沖層)，隨著緩沖層的逐步沉積，其中心形成了空洞而頂部逐漸趨于平緩，直至最終形成了頂部平滑而中心位置具有空洞的緩沖層。優(yōu)選地，所述襯底上方的緩沖層的厚度T為2 5 μ m。如圖8所示，所述緩沖層110形成后，在所述緩沖層110的表面采用外延生長(zhǎng)技術(shù)形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120。所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120的材料為N型氮化物半導(dǎo)體層，具體的，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120為N型摻雜氮化鎵層或?yàn)榈X鎵(AlyGai_yN，y表示鋁的摩爾份數(shù)，0<y< 1)層。隨后，在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120表面覆蓋有源層130。所述有源層130可以采用現(xiàn)有技術(shù)的制備方法形成，如采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積的方法。所述有源層130 為單一量子阱結(jié)構(gòu)或多層量子阱結(jié)構(gòu)，所述量子阱結(jié)構(gòu)包含兩種或兩種以上不同能帶隙的異質(zhì)結(jié)構(gòu)。具體的，所述有源層130包括層疊設(shè)置的氮化銦鎵層和氮化鎵層。優(yōu)選的，所述有源層130中氮化銦鎵層的厚度約為2納米，氮化鎵層的厚度約為10納米。之后，在所述有源層130的表面覆蓋第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140與所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120具有相反摻雜類型。所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140可以采用現(xiàn)有技術(shù)的制備方法形成，如采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積的方法形成。所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140的材料為P型摻雜氮化鎵或者P型摻雜的氮化鋁鎵(AlyGi^yN, y表示鋁的摩爾份數(shù)，0 < y < 1)，優(yōu)選的，P型摻雜物可以為鎂。其后，在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140的表面覆蓋接觸層150，并在接觸層150的表面形成發(fā)光二極管的正電極160。所述接觸層150可以采用現(xiàn)有技術(shù)的制備方法形成，如采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積的方法形成。所述接觸層150的材料可以為氮化鎵或者氮化鋁鎵。所述正電極160的材料可以為含Ni和Au的金屬材料。接著，刻蝕所述接觸層150、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140、有源層130，使所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120的部分表面暴露，在所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層120暴露的表面形成所述發(fā)光二極管的負(fù)電極170，如圖8所示。刻蝕所述接觸層150、第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層140、有源層130 可以采用現(xiàn)有技術(shù)的刻蝕方法。所述負(fù)電極170的材料可以為含Ni和Au的金屬材料。與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比，在本發(fā)明的發(fā)光二極管中，所述襯底鄰近所述緩沖層的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽，填充在溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞，由于所述空洞的存在，外延層線性位錯(cuò)被終止于這些空洞，使得所述氮化鎵層中的位錯(cuò)被吸收，從而降低了所述氮化鎵層的位錯(cuò)密度，借以提高了器件的內(nèi)量子效率；此外，由于所述空洞的折射率與外延層材料的折射率相差較大，從有源區(qū)向襯底發(fā)射的光，絕大部分被反射回來(lái)，再?gòu)陌l(fā)光二極管的表面或兩側(cè)發(fā)射出去，提高了器件的外量子效率，增加了發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下還可以構(gòu)成許多有很大差別的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，除了如所附的權(quán)利要求所限定的，本發(fā)明并不限于在說(shuō)明書中所述的具體實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其特征在于，包括襯底；形成于所述襯底上的緩沖層；形成于所述緩沖層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層具有相反摻雜類型；其中，所述襯底鄰近所述緩沖層的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽，位于所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述凹槽的高寬比大于或等于 1. 2 1。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述凹槽的高度為1 3μ m，所述凹槽的寬度為1 2 μ m，所述凹槽的長(zhǎng)度為1 10 μ m。
4.如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述凹槽的密度大于或等于108/Cm2。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述襯底的材質(zhì)為藍(lán)寶石、碳化硅、 硅、氧化鋅、砷化鎵或尖晶石。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層為N型摻雜氮化鎵層或者N型摻雜氮化鋁鎵層，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層為P型摻雜氮化鎵層或者P型摻雜氮化鋁鎵層。
7.如權(quán)利要求1或6所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括形成于所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上的接觸層。
8.如權(quán)利要求1或6中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述有源層為單一量子阱結(jié)構(gòu)或多層量子阱結(jié)構(gòu)。
9.一種發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，包括提供一襯底；在所述襯底上形成圖形化的掩膜層，并以所述圖形化的掩膜層為掩模，刻蝕所述襯底， 使所述襯底表面形成多個(gè)凹槽；形成緩沖層，所述緩沖層覆蓋所述襯底具有凹槽一側(cè)的表面，使得所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞；在所述緩沖層上依次形成第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層具有相反摻雜類型。
10.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述凹槽的高寬比大于或 1. 2 . I0
11.如權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述凹槽的高度為1 3 μ m,所述凹槽的寬度為1 2 μ m，所述凹槽的長(zhǎng)度為1 10 μ m。
12.如權(quán)利要求9至11中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述凹槽的密度大于或等于107cm2。
13.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述襯底的材質(zhì)為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鋅、砷化鎵或尖晶石。
14.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層為 N型摻雜氮化鎵層或者N型摻雜氮化鋁鎵層，所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層為P型摻雜氮化鎵層或者P型摻雜氮化鋁鎵層。
15.如權(quán)利要求9或14所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述發(fā)光二極管還包括在所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層上形成接觸層。
16.如權(quán)利要求9或14中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，所述有源層為單一量子阱結(jié)構(gòu)或多層量子阱結(jié)構(gòu)。
17.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，利用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積的方式形成所述緩沖層、第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層和第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層。
18.如權(quán)利要求9所述的發(fā)光二極管制造方法，其特征在于，刻蝕所述襯底形成凹槽的步驟中，刻蝕氣體為三氯化硼和氯的混合物，腔室氣壓為10 30毫托，底板功率為200 400瓦，線圈功率為100 200瓦。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光二極管及其制造方法，所述發(fā)光二極管包括襯底；形成于所述襯底上的緩沖層；形成于所述緩沖層上的第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層、有源層以及第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層，所述第一導(dǎo)電半導(dǎo)體層與所述第二導(dǎo)電半導(dǎo)體層具有相反摻雜類型；其中，所述襯底鄰近所述緩沖層的一側(cè)表面形成有多個(gè)凹槽，位于所述溝槽內(nèi)的緩沖層中形成有空洞。由于所述空洞的存在，可提高器件的內(nèi)量子效率和外量子效率，增加了發(fā)光二極管的發(fā)光強(qiáng)度。
文檔編號(hào)H01L33/20GK102222745SQ20111017242
公開日2011年10月19日 申請(qǐng)日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者張汝京, 程蒙召, 肖德元 申請(qǐng)人:映瑞光電科技(上海)有限公司