本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，涉及一種發(fā)光二極管。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管（LED）是一種能將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的結(jié)型電致發(fā)光半導(dǎo)體器件，氮化鎵（GaN）基發(fā)光二極管作為固態(tài)光源一經(jīng)出現(xiàn)便以其高效率、長(zhǎng)壽命、節(jié)能環(huán)保、體積小等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)際半導(dǎo)體和照明領(lǐng)域研發(fā)與產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。以氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化銦鋁鎵(AlGaInN)為主的III-Ⅴ族氮化物材料，由于具有連續(xù)可調(diào)的直接帶寬（0.7～6.2eV），覆蓋了從紫外光到紅外光的光譜范圍，成為制造藍(lán)光、綠光和白光LED器件的理想材料。

然而，目前的發(fā)光二極管及其制備方法仍有待改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。

本實(shí)用新型是基于發(fā)明人的以下發(fā)現(xiàn)而完成的：

目前基于藍(lán)寶石襯底的LED，普遍存在難以兼顧散熱性能以及發(fā)光效率的問(wèn)題。發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究以及大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這主要是由于如采用正裝結(jié)構(gòu)的LED，則器件散熱性能差，難以用于大功率發(fā)光二極管之中。而一般的倒裝二極管結(jié)構(gòu)，雖然可以解決襯底散熱的問(wèn)題，但是一方面由于電極與基板之間的共晶材料通常為金屬合金，對(duì)光有比較強(qiáng)的吸收作用，另一方面，發(fā)光區(qū)發(fā)出來(lái)的光在p型層、共晶材料以及基板之間的來(lái)回傳播和反射，因而發(fā)光損失嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了發(fā)光效率。雖然上述問(wèn)題也可以通過(guò)采用在最外一層p型層與電極之間沉積金屬光反射層得到緩解，但由于該金屬光反射層與p型層之間的歐姆接觸比較差，因此導(dǎo)致器件的電壓性能變差，且需要在生長(zhǎng)完外延層之后單獨(dú)再沉積金屬反射層，制作工藝比較復(fù)雜。

有鑒于此，在本實(shí)用新型的第一方面，本實(shí)用新型提出了一種發(fā)光二極管。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該發(fā)光二極管包括：襯底；第一類型半導(dǎo)體層，所述第一類型半導(dǎo)體層設(shè)置在所述襯底上，所述第一類型半導(dǎo)體層具有臺(tái)階，所述臺(tái)階以外區(qū)域設(shè)置有第一類型電極；多量子阱發(fā)光層，所述多量子阱發(fā)光層設(shè)置在所述臺(tái)階上；第二類型半導(dǎo)體層，所述第二類型半導(dǎo)體層設(shè)置在所述多量子阱發(fā)光層上，所述第二類型半導(dǎo)體層上設(shè)置有第二類型電極；第二類型接觸層，所述第二類型接觸層設(shè)置在所述第二類型半導(dǎo)體層的上表面上；超晶格反射層，所述超晶格反射層設(shè)置在所述第二類型半導(dǎo)體層以及所述第二類型接觸層之間，或者設(shè)置在所述第二類型接觸層上表面上；以及基板，所述第一類型電極以及所述第二類型電極倒裝在所述基板上。具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管可以利用超晶格反射層反射發(fā)光區(qū)發(fā)出的光，同時(shí)倒裝結(jié)構(gòu)保證了該發(fā)光二極管而能夠具有較好的散熱性能。由此，該發(fā)光二極管具有較為優(yōu)良的散熱性能以及較高的發(fā)光效率。

優(yōu)選的，所述超晶格反射層為AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的周期數(shù)為20~50。

優(yōu)選的，周期厚度為2~4nm。

優(yōu)選的，所述第一類型半導(dǎo)體層是由N型氮化鎵形成的，所述第二類型半導(dǎo)體層是由P型氮化鎵形成的。

優(yōu)選的，所述第二類型接觸層為InGaN。

優(yōu)選的，所述襯底以及所述第一類型半導(dǎo)體層之間進(jìn)一步包括：

第一類型半導(dǎo)體成核層，所述第一類型半導(dǎo)體成核層設(shè)置在所述襯底上；以及

第一類型半導(dǎo)體層緩沖層，所述第一類型半導(dǎo)體層緩沖層設(shè)置在所述第一類型半導(dǎo)體成核層以及所述第一類型半導(dǎo)體層之間。

優(yōu)選的，所述發(fā)光二極管進(jìn)一步包括：應(yīng)力釋放層，所述應(yīng)力釋放層設(shè)置在所述第一類型半導(dǎo)體層以及所述多量子阱發(fā)光層之間。

優(yōu)選的，所述應(yīng)力釋放層由多個(gè)依次層疊的InGaN亞層以及GaN亞層形成，或者所述應(yīng)力釋放層為InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述發(fā)光二極管進(jìn)一步包括：電子阻擋層，所述電子阻擋層設(shè)置在所述多量子阱發(fā)光層以及所述第二類型半導(dǎo)體層之間。

附圖說(shuō)明

圖1顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4顯示了根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5顯示了根據(jù)本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的超晶格反射層的結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖7顯示了根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的第一類型半導(dǎo)體層的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

襯底100；第一類型半導(dǎo)體層200；多量子阱發(fā)光層300；超晶格反射層400；第二類型半導(dǎo)體層500；第一類型電極600；第二類型電極700；基板800；

第一類型半導(dǎo)體成核層10；第一類型半導(dǎo)體緩沖層20；應(yīng)力釋放層30；電子阻擋層40；50第二類型接觸層；共晶材料70；臺(tái)階1；

AlGaN層410；GaN層420。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種發(fā)光二極管。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖1，該發(fā)光二極管包括：襯底100、第一類型半導(dǎo)體層200、多量子阱發(fā)光層300、超晶格反射層400、第二類型半導(dǎo)體層500、第一類型電極600、第二類型電極700以及基板800。其中，第一類型半導(dǎo)體層200設(shè)置在襯底100的上表面上，且第一類型半導(dǎo)體層200具有臺(tái)階1（參考圖7）。第一類型電極600設(shè)置在第一類型半導(dǎo)體層200的臺(tái)階1以外的區(qū)域上，多量子阱發(fā)光層300等結(jié)構(gòu)設(shè)置在臺(tái)階1的上表面上。其中，超晶格反射層400設(shè)置在多量子阱發(fā)光層300以及第二類型半導(dǎo)體層500之間，或者設(shè)置在第二類型半導(dǎo)體層500的上表面（圖中未示出）。并且，第一類型電極600以及第二類型電極700倒裝在基板800上。具有上述結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管可以利用超晶格反射層反射發(fā)光區(qū)發(fā)出的光，同時(shí)倒裝結(jié)構(gòu)保證了該發(fā)光二極管而能夠具有較好的散熱性能。由此，該發(fā)光二極管具有較為優(yōu)良的散熱性能以及較高的發(fā)光效率。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，為了進(jìn)一步提高該發(fā)光二極管的性能，參考圖2~圖5，該發(fā)光二極管還可以進(jìn)一步包括：第二類型接觸層50。第二類型接觸層50設(shè)置在第二類型半導(dǎo)體層500的上表面上，第二類型接觸層50可以是由InGaN形成的。此時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，參考圖3，超晶格反射層400可以設(shè)置在第二類型半導(dǎo)體層500以及第二類型接觸層50之間，或者設(shè)置在第二類型接觸層50的上表面上（參考圖4）。

下面結(jié)合本實(shí)用新型的具體實(shí)施例對(duì)該發(fā)光二極管的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，襯底100可以為預(yù)先經(jīng)過(guò)圖形化的。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖2，上述圖形化可以為在襯底表面形成周期排列的多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)。上述凸起結(jié)構(gòu)有利于在襯底100上直接利用外延生長(zhǎng)技術(shù)制備第一類型半導(dǎo)體層200時(shí)，提高第二類型半導(dǎo)體層200的質(zhì)量。需要說(shuō)明的是，上述凸起結(jié)構(gòu)的具體形狀以及其周期性排列的方式均不受特別限制，只要能夠?yàn)榈诙愋桶雽?dǎo)體層的生長(zhǎng)提供模板，在水平方向上限定第二類型半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)速率即可。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，凸起結(jié)構(gòu)可以為尖錐、臺(tái)階以及柱狀等結(jié)構(gòu)，該凸起結(jié)構(gòu)的底面寬度可以為2~2.7μm，高度可以為1.5~1.7μm。該凸起結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度可以與襯底100上表面的長(zhǎng)度或者寬度相等，并在襯底100上表面上沿著襯底100的寬度或者長(zhǎng)度方向排列，相鄰兩個(gè)凸起結(jié)構(gòu)的間距可以為0.3~1μm。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，第一類型半導(dǎo)體層200可以為N型半導(dǎo)體或者P型半導(dǎo)體形成 的，第二類型半導(dǎo)體層可以為P型半導(dǎo)體或者N型半導(dǎo)體形成的。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，第一類型半導(dǎo)體層200可以為N型氮化鎵（GaN）形成的。此時(shí)，第二類型半導(dǎo)體層500可以是由P型氮化鎵形成的。為了進(jìn)一步提高在襯底100表面形成第一類型半導(dǎo)體層200的質(zhì)量，參考圖2，襯底100以及第一類型半導(dǎo)體層200之間可以進(jìn)一步包括：第一類型半導(dǎo)體成核層10以及第一類型半導(dǎo)體層緩沖層20。第一類型半導(dǎo)體成核層10設(shè)置在襯底100上，第一類型半導(dǎo)體層緩沖層20設(shè)置在第一類型半導(dǎo)體成核層10以及第一類型半導(dǎo)體層200之間。其中，第一類型半導(dǎo)體緩沖層又稱為本征第一類型半導(dǎo)體層。上述第一類型半導(dǎo)體成核層10以及第一類型半導(dǎo)體層緩沖層20可以通過(guò)金屬有機(jī)化合物氣相沉積等方法，直接形成在圖形化的襯底100上表面。當(dāng)?shù)谝活愋桶雽?dǎo)體層200為N型GaN時(shí)，第一類型半導(dǎo)體成核層可以為GaN成核層，第一類型半導(dǎo)體層緩沖層20可以由本征氮化鎵形成。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，多量子阱發(fā)光層300是由多個(gè)依次層疊的InxGa_1-xN層以及GaN層形成的。其中，0＜x＜1。該多量子阱發(fā)光層中，勢(shì)阱層厚度可以為2~4納米，勢(shì)壘層厚度可以為8~15納米，多量子阱發(fā)光層300可以含有1到15個(gè)InxGa_1-xN層。具有上述結(jié)構(gòu)的多量子阱發(fā)光層300可以提高該發(fā)光二極管的復(fù)合效率，有利于提高該發(fā)光二極管的發(fā)光性能。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，超晶格反射層400可以為AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)。其中，AlGaN結(jié)構(gòu)為P型摻雜AlGaN，AlGaN結(jié)構(gòu)中，Al的含量可以為10~30%（原子比）。AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的周期數(shù)為20~50，周期厚度為2~4nm。參考圖6，一個(gè)周期由自下而上依次層疊的一個(gè)AlGaN層410以及一個(gè)GaN層420組成。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，上述AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)可以為Mg摻雜AlGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)，由于AlGaN和GaN之間的折射系數(shù)存在差別，采用折射系數(shù)存在差異的兩種材質(zhì)的超晶格結(jié)構(gòu)可以對(duì)光起到很好的反射作用。超晶格周期數(shù)越多，反射效果越好。AlGaN中的Al含量越高，折射系數(shù)差異越大，反射效果也越好，但是Al含量越高晶體質(zhì)量越差，生長(zhǎng)條件要求越苛刻。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Al含量控制在10~30%之間時(shí)，能夠獲得較好的反射效果，同時(shí)生長(zhǎng)條件控制在適中的范圍內(nèi)，不會(huì)增加設(shè)備成本。同時(shí)周期厚度不宜太厚，也不能太薄，太厚起不到超晶格的效果，太薄則難以制備。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，周期厚度控制在2~4nm能夠在制備條件不過(guò)分苛刻的前提下，起到較好的超晶格反射效果。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，上述超晶格反射層的具體位置不受特別限定，可以設(shè)置預(yù)于多量子阱發(fā)光層300以及第二類型半導(dǎo)體層500之間，或者設(shè)置在第二類型半導(dǎo)體層500的上表面。發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，超晶格反射層400距離多量子井發(fā)光層300的距離越近，其反射發(fā)光區(qū)發(fā)光的效果越好，該發(fā)光二極管的發(fā)光效率也越高。上述超晶格反射層的結(jié)構(gòu)設(shè)置以及位置設(shè)計(jì)合理，可以有效避免基板、共晶材料吸收發(fā)光，提高器件發(fā)光效率。并且，具有上述結(jié)構(gòu)的超晶格反射層可以利用外延生長(zhǎng)技術(shù)制備，便于利用外延生長(zhǎng)技術(shù)制備整個(gè)器件，從而可以簡(jiǎn)化制備工藝，降低設(shè)備成本。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，為了進(jìn)一步提高該發(fā)光二極管的性能，在第一類型半導(dǎo)體層200以及多量子阱發(fā)光層300之間還可以進(jìn)一步包括應(yīng)力釋放層30。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)力釋放層30可以是由多個(gè)依次層疊的InGaN亞層以及GaN亞層形成的，GaN亞層的厚度可以為20~40nm，InGaN亞層的厚度可以為1~5nm。其中，InGaN亞層中In含量可以為1~5%（原子比），應(yīng)力釋放層30中可以含有3~5個(gè)InGaN亞層。根據(jù)本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例，應(yīng)力釋放層30還可以為InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)。InGaN/GaN超晶格結(jié)構(gòu)的周期數(shù)可以為10~30，周期厚度為3~7nm。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，為了進(jìn)一步提高該發(fā)光二極管的性能，該發(fā)光二極管還可以進(jìn)一步包括：電子阻擋層40。參考圖2以及圖3，電子阻擋層40可以設(shè)置在多量子阱發(fā)光層300以及所述第二類型半導(dǎo)體層500之間，電子阻擋層40可以是由AlGaN形成的。此時(shí)，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖5，超晶格反射層400可以設(shè)置在多量子阱發(fā)光層300以及電子阻擋層40之間。根據(jù)本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例，參考圖2，超晶格反射層400還可以設(shè)置在電子阻擋層40以及第二類型半導(dǎo)體層500之間。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，參考圖1以及圖7，第一類型半導(dǎo)體層200上表面設(shè)置有第一類型電極600，第二類型半導(dǎo)體層500上表面設(shè)置有第二類型電極700。第一類型半導(dǎo)體層200具有臺(tái)階1，以便將第一類型電極600設(shè)置在臺(tái)階1以外的區(qū)域，從而可以獲得第一類型電極600以及第二類型電極700位于發(fā)光二極管同一側(cè)的結(jié)構(gòu)。臺(tái)階1的高度H可以為500~2000nm。具體的，第一類型電極600可以由選自Ti、Al、Au、Pt以及Sn中的至少兩種金屬元素形成，厚度可以為0.2~1μm。第二類型電極可以由選自Ni、Au、Al、Ti、Pd、Pt、Sn以及Cr中的至少兩種金屬元素形成，厚度為0.2~1μm。為了緩解藍(lán)寶石襯底散熱性能差的問(wèn)題，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以將第二類型電極700以及第一類型電極600通過(guò)共晶倒裝到基板800上。具體的，可以利用共晶材料70，將具有上述成分的第二類型電極700、第一類型電極600倒裝到基板800上。在正裝結(jié)構(gòu)中，封裝后的發(fā)光二接管的發(fā)光從第二類型半導(dǎo)體層一側(cè)發(fā)出。而在根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的倒裝結(jié)構(gòu)中，可以將第二類型電極700以及第一類型電極600倒裝在散熱性能較好的基板800上，而器件的發(fā)光從藍(lán)寶石襯底100一側(cè)射出。共晶焊與錫膏、導(dǎo)電銀膠等焊接材料相比，具有更加優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，且共晶焊操作簡(jiǎn)便，成本也較為低廉。由此，可以緩解該發(fā)光二極管散熱性能較差的缺陷，從而可以將根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的發(fā)光二極管應(yīng)用于大功率芯片中。

綜上所述，本實(shí)用新型提出的發(fā)光二極管具有下列優(yōu)點(diǎn)的至少之一：

（1）該發(fā)光二極管的超晶格反射層的結(jié)構(gòu)設(shè)置以及位置設(shè)計(jì)合理，可以有效避免基板、共晶材料吸收發(fā)光，提高器件發(fā)光效率；

（2）該發(fā)光二極管的超晶格反射層可以在利用外延生長(zhǎng)技術(shù)制備，便于利用外延生長(zhǎng)技術(shù)制備整個(gè)器件，從而可以簡(jiǎn)化制備工藝，降低設(shè)備成本；

（3）倒裝結(jié)構(gòu)能夠有效緩解器件散熱性能不良的缺點(diǎn)，從而該發(fā)光二極管可以應(yīng)用于大功率芯片之中；

（4）利用共晶材料實(shí)現(xiàn)倒裝，有利于提高器件導(dǎo)熱性能，降低生產(chǎn)成本。

在本實(shí)用新型的另一方面，本實(shí)用新型提出了一種制備前面所述的發(fā)光二極管的方法。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該方法包括：

（1）外延生長(zhǎng)發(fā)光結(jié)構(gòu)

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，在襯底的上表面上依次形成第一類型半導(dǎo)體層以及多量子阱發(fā)光層，在多量子阱發(fā)光層上表面依次形成第二類型半導(dǎo)體層以及超晶格反射層，或者依次形成超晶格反射層以及第二類型半導(dǎo)體層。其中，形成上述結(jié)構(gòu)的具體參數(shù)不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以參考前面描述的上述發(fā)光結(jié)構(gòu)的具體類型、結(jié)構(gòu)等參數(shù)，對(duì)外延生長(zhǎng)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層時(shí)，可以控制生長(zhǎng)溫度為700~850攝氏度。

為了提高外延生長(zhǎng)第一類型半導(dǎo)體層的質(zhì)量，襯底可以是預(yù)先經(jīng)過(guò)圖形化處理。具體的，可以利用濕法刻蝕或者干法刻蝕，在襯底上表面形成周期排列的多個(gè)凸起結(jié)構(gòu)。關(guān)于凸起結(jié)構(gòu)的具體形狀以及排列方式，前面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在生長(zhǎng)第一類型半導(dǎo)體層之前，還可以預(yù)先在襯底上表面依次形成第一類型半導(dǎo)體成核層以及第一類型半導(dǎo)體緩沖層。具體的，可以利用金屬有機(jī)化合物氣相沉積技術(shù)、橫向外延過(guò)生長(zhǎng)技術(shù)或者懸臂外延生長(zhǎng)技術(shù)形成第一類型半導(dǎo)體成核層，然后在第一類型半導(dǎo)體成核層上利用高溫真空蒸鍍生長(zhǎng)形成第一類型半導(dǎo)體緩沖層。其中，高溫真空蒸鍍生長(zhǎng)的溫度可以為900℃至1300℃，例如，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，溫度可以為1000℃至1100℃；壓強(qiáng)為100mbar至800mbar，例如，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，可以為200~600mbar；靶材中N原子以及Ga原子的原子比可以為600~1500，具體的，可以為900~1200。關(guān)于第一類型半導(dǎo)體層、第一類型半導(dǎo)體成核層以及第一類型半導(dǎo)體緩沖層的具體類型，前面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。由此，有利于進(jìn)一步提高制備的第一類型半導(dǎo)體層的質(zhì)量。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在制備多量子阱發(fā)光層之前，還可以進(jìn)一步包括：在第一類型半導(dǎo)體層上形成應(yīng)力釋放層；在多量子阱發(fā)光層以及第二類型半導(dǎo)體層之間設(shè)置電子阻擋層；以及在第二類型半導(dǎo)體層上表面設(shè)置第二類型接觸層。關(guān)于上述應(yīng)力釋放層、電子阻擋層以及第二類型接觸層的具體類型以及結(jié)構(gòu)，前面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，在此不再贅述。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，超晶格反射層的具體位置不受特別限制，只要位于多量子阱發(fā)光層以及第二類型半導(dǎo)體層之間，或者位于在第二類型半導(dǎo)體層的之上即可。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)該發(fā)光二極管所包含的具體結(jié)構(gòu)，選擇超晶格反射層的具體位置。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該超晶格反射層可以設(shè)置在多量子阱發(fā)光層以及電子阻擋層之間，或者設(shè)置在電子阻擋層以及第二類型半導(dǎo)體層之間。根據(jù)本實(shí)用新型的另一些實(shí)施例，超晶格反射層還可以設(shè)置在第二類型半導(dǎo)體層以及第二類型接觸層之間，或者設(shè)置在第二類型接觸層的上表面。

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在完成了上述結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)之后，還可以對(duì)第二類型半導(dǎo)體層進(jìn)行活化。具體的，活化可以為在600-800℃的真空或氮?dú)夥諊?，?duì)第二類型半導(dǎo)體層進(jìn)行退火，或者采用離子束對(duì)第二類型半導(dǎo)體進(jìn)行轟擊。

（2）刻蝕形成臺(tái)階

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，對(duì)前面獲得的發(fā)光結(jié)構(gòu)的上表面的一部分進(jìn)行向下的刻蝕處理，以便除去上述結(jié)構(gòu)中第一類型半導(dǎo)體層之上的所有結(jié)構(gòu)，并刻蝕掉第一類型半導(dǎo)體層的一部分。由此，可以將第一類型半導(dǎo)體層的一部分暴露在外，形成臺(tái)階。關(guān)于刻蝕的具體方法以及刻蝕參數(shù)不受特別限制，只要能夠除去刻蝕區(qū)域的上述結(jié)構(gòu)，并在第一類型半導(dǎo)體層形成臺(tái)階即可。例如，根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，可以利用感應(yīng)耦合等離子體刻蝕技術(shù)實(shí)現(xiàn)上述刻蝕。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，上述刻蝕形成臺(tái)階的步驟是為了在臺(tái)階以外的區(qū)域刻蝕形成臺(tái)階，以便在后續(xù)步驟中設(shè)置電極。對(duì)第一類型半導(dǎo)體層進(jìn)行刻蝕處理的刻蝕深度可以為500~2000nm，也即是說(shuō)，該步驟中刻蝕形成的臺(tái)階的高度（參考圖7所示H）可以為500~2000nm。

（3）設(shè)置電極

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，利用真空蒸鍍技術(shù)，在第二類型半導(dǎo)體層上形成第二類型電極，在第一類型半導(dǎo)體上形成第一類型電極。其中，第一類型電極形成在第一類型半導(dǎo)體層上表面暴露在外的位置上，也即是說(shuō)，第一類型電極形成在臺(tái)階以外的區(qū)域上。需要說(shuō)明的是，在該步驟中，真空蒸鍍的具體參數(shù)不受特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)電極的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)于第一類型電極以及第二類型電極的具體組成以及尺寸，前面已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，在此不再贅述。

（4）倒裝

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，在該步驟中，將第一類型電極以及第二類型電極倒裝在基板上。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，可以通過(guò)共晶材料，利用共晶焊實(shí)現(xiàn)第一類型電極以及第二類型電極的倒裝。由此，可以簡(jiǎn)便地獲得前面所述的發(fā)光二極管。

總的來(lái)說(shuō)，該方法具有操作步驟簡(jiǎn)單、成本低廉、便于利用現(xiàn)有設(shè)備實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、有利于大規(guī)模推廣應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)的至少之一。

下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，下面的具體的實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明的目的，而不以任何方式限制本實(shí)用新型的范圍。另外，在下面的實(shí)施例中，除非特別說(shuō)明，所采用的材料和設(shè)備均是市售可得的。如果在后面的實(shí)施例中，未對(duì)具體的處理?xiàng)l件和處理方法進(jìn)行明確描述，則可以采用本領(lǐng)域中公知的條件和方法進(jìn)行處理。

實(shí)施例1

（1）采用濕法蝕刻的方法對(duì)襯底進(jìn)行圖形化，圖形化襯底結(jié)構(gòu)為周期性排列的尖錐狀凸起，尖錐狀凸起的底面直徑為2.2μm，高度為1.5μm，間距為0.5μm，圖形化襯底為藍(lán)寶石。

（2）在圖形化襯底上利用金屬有機(jī)化合物氣相沉積的方法外延生長(zhǎng)氮化鎵成核層。隨后，在氮化鎵成核層上高溫生長(zhǎng)本征氮化鎵（第一類型半導(dǎo)體緩沖層），生長(zhǎng)溫度為900℃，壓強(qiáng)200mbar，靶材中N原子以及Ga原子的原子比為900。最后，在本征氮化鎵上生長(zhǎng)硅摻雜n型氮化鎵（第一類型半導(dǎo)體層）。

（3）在第一類型半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)多周期的InGaN/GaN結(jié)構(gòu)作為應(yīng)力釋放層。其中GaN的厚度為30nm，InGaN的厚度為2nm，周期數(shù)為3個(gè)，InGaN的In含量為2%。

（4）在應(yīng)力釋放層上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層。多量子阱發(fā)光層的結(jié)構(gòu)為InxGa1-xN/GaN（0＜x＜1）；勢(shì)阱層厚度為3納米，勢(shì)壘層厚度為10納米，量子阱的周期為10個(gè)周期。多量子結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)溫度為700~850℃。

（5）在多量子阱發(fā)光層上生長(zhǎng)Mg摻雜AlGaN/GaN超晶格反光層，周期厚度為2nm，周期數(shù)為20，AlGaN結(jié)構(gòu)中的Al含量為10%。

（6）在AlGaN/GaN超晶格反光層上生長(zhǎng)氮化鋁鎵電子阻擋層。

（7）在氮化鋁鎵電子阻擋層上生長(zhǎng)Mg摻雜p型氮化鎵（第二類型半導(dǎo)體層）。

（8）在第二類型半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)p型InGaN接觸層10。

（9）對(duì)第二類型半導(dǎo)體層進(jìn)行活化：在溫度為600-800℃的真空氛圍下進(jìn)行快速熱退火。

（10）刻蝕臺(tái)階：采用感應(yīng)耦合等離子機(jī)體對(duì)前面制備的結(jié)構(gòu)的上表面進(jìn)行蝕刻。將刻蝕區(qū)域蝕刻到第一類型半導(dǎo)體層，除去刻蝕區(qū)域中第一類型半導(dǎo)體層之上的結(jié)構(gòu)，并刻蝕掉一部分第一類型半導(dǎo)體層，形成臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)。臺(tái)階高度為500納米。

（11）在第二類型半導(dǎo)體層上采用蒸鍍的方法生長(zhǎng)制備第二類型電極，第二類型電極為Ti/Au合金，厚度為0.5微米。在第一類型半導(dǎo)體層暴露在外的區(qū)域上制備Ti/Al合金第一類型電極，厚度為0.5微米。

（12）將芯片利用共晶材料共晶到基板上。

獲得的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)如圖5所示。

實(shí)施例2

（1）采用濕法蝕刻的方法對(duì)襯底進(jìn)行圖形化，圖形化襯底結(jié)構(gòu)為周期性排列的尖錐狀凸起，尖錐狀凸起的底面直徑為2.5μm，高度為1.5μm，間距為0.8μm，圖形化襯底為藍(lán)寶石。

（2）在圖形化襯底上利用金屬有機(jī)化合物氣相沉積的方法外延生長(zhǎng)氮化鎵成核層。隨后，在氮化鎵成核層上高溫生長(zhǎng)本征氮化鎵（第一類型半導(dǎo)體緩沖層），生長(zhǎng)溫度為1000℃，壓強(qiáng)300mbar，靶材中N原子以及Ga原子的原子比為1000。最后，在本征氮化鎵上生長(zhǎng)硅摻雜n型氮化鎵（第一類型半導(dǎo)體層）。

（3）在第一類型半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)多周期的InGaN/GaN結(jié)構(gòu)作為應(yīng)力釋放層。其中GaN的厚度為35nm，InGaN的厚度為5nm，周期數(shù)為4個(gè)，InGaN的In含量為3%。

（4）在應(yīng)力釋放層上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層。多量子阱發(fā)光層的結(jié)構(gòu)為InxGa1-xN/GaN（0＜x＜1）；勢(shì)阱層厚度為3納米，勢(shì)壘層厚度為12納米，量子阱的周期為12個(gè)周期。多量子結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)溫度為700~850℃。

（5）在多量子阱發(fā)光層上生長(zhǎng)氮化鋁鎵電子阻擋層。

（6）在電子阻擋層上生長(zhǎng)Mg摻雜AlGaN/GaN超晶格反光層，周期厚度為3nm，周期數(shù)為30，AlGaN結(jié)構(gòu)中的Al含量為15%。

（7）在超晶格反光層上生長(zhǎng)Mg摻雜p型氮化鎵（第二類型半導(dǎo)體層）。

（8）在第二類型半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)p型InGaN接觸層10。

（9）對(duì)第二類型半導(dǎo)體層進(jìn)行活化：在溫度為600-800℃的氮?dú)夥諊逻M(jìn)行快速熱退火。

（10）刻蝕臺(tái)階：采用感應(yīng)耦合等離子機(jī)體對(duì)前面制備的結(jié)構(gòu)的上表面進(jìn)行蝕刻。將刻蝕區(qū)域蝕刻到第一類型半導(dǎo)體層，除去刻蝕區(qū)域中第一類型半導(dǎo)體層之上的結(jié)構(gòu)，并刻蝕掉一部分第一類型半導(dǎo)體層，形成臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)。臺(tái)階高度為1微米。

（11）在第二類型半導(dǎo)體層上采用蒸鍍的方法生長(zhǎng)制備第二類型電極，第二類型電極為Ti/Au合金，厚度為0.8微米。在第一類型半導(dǎo)體層暴露在外的區(qū)域上制備Ti/Al合金第一類型電極，厚度為0.8微米。

（12）將芯片利用共晶材料共晶到基板上。

獲得的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

實(shí)施例3

（1）采用濕法蝕刻的方法對(duì)襯底進(jìn)行圖形化，圖形化襯底結(jié)構(gòu)為周期性排列的尖錐狀凸起，尖錐狀凸起的底面直徑為2.7μm，高度為1.7μm，間距為1μm，圖形化襯底為藍(lán)寶石。

（2）在圖形化襯底上利用金屬有機(jī)化合物氣相沉積的方法外延生長(zhǎng)氮化鎵成核層。隨后，在氮化鎵成核層上高溫生長(zhǎng)本征氮化鎵（第一類型半導(dǎo)體緩沖層），生長(zhǎng)溫度為1100℃，壓強(qiáng)400mbar，靶材中N原子以及Ga原子的原子比為1100。最后，在本征氮化鎵上生長(zhǎng)硅摻雜n型氮化鎵（第一類型半導(dǎo)體層）。

（3）在應(yīng)力釋放層上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層。多量子阱發(fā)光層的結(jié)構(gòu)為InGaN/GaN超晶格，周期數(shù)為20，周期厚度為4nm.

（4）在應(yīng)力釋放層上生長(zhǎng)多量子阱發(fā)光層。多量子阱發(fā)光層的結(jié)構(gòu)為InxGa1-xN/GaN（0＜x＜1）；勢(shì)阱層厚度為4納米，勢(shì)壘層厚度為15納米，量子阱的周期為14個(gè)周期。多量子結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)溫度為700~850℃。

（5）在多量子阱發(fā)光層上生長(zhǎng)氮化鋁鎵電子阻擋層。

（6）在電子阻擋層上生長(zhǎng)Mg摻雜p型氮化鎵（第二類型半導(dǎo)體層）。

（7）在第二類型半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)Mg摻雜AlGaN/GaN超晶格反光層，周期厚度為4nm，周期數(shù)為35，AlGaN結(jié)構(gòu)中的Al含量為20%。

（8）在超晶格反光層上生長(zhǎng)p型InGaN接觸層10。

（9）采用離子束進(jìn)行轟擊對(duì)第二類型半導(dǎo)體層進(jìn)行活化。

（10）刻蝕臺(tái)階：采用感應(yīng)耦合等離子機(jī)體對(duì)前面制備的結(jié)構(gòu)的上表面進(jìn)行蝕刻。將刻蝕區(qū)域蝕刻到第一類型半導(dǎo)體層，除去刻蝕區(qū)域中第一類型半導(dǎo)體層之上的結(jié)構(gòu)，并刻蝕掉一部分第一類型半導(dǎo)體層，形成臺(tái)階狀結(jié)構(gòu)。臺(tái)階高度為1.5微米。

（11）在第二類型半導(dǎo)體層上采用蒸鍍的方法生長(zhǎng)制備第二類型電極，第二類型電極為Ti/Au合金，厚度為1微米。在第一類型半導(dǎo)體層暴露在外的區(qū)域上制備Ti/Al合金第一類型電極，厚度為1微米。

（12）將芯片利用共晶材料共晶到基板上。

獲得的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

實(shí)施例4：

其余步驟同實(shí)施例3，所不同的是，采用InGaN/GaN超晶格作為應(yīng)力釋放層，周期數(shù)為30，周期厚度為5nm；在形成第二類型半導(dǎo)體層之后，在其上生長(zhǎng)p型InGaN接觸層，隨后在p型InGaN接觸層10上生長(zhǎng)Mg摻雜AlGaN/GaN超晶格反光層。超晶格反光層的周期厚度為4nm，周期數(shù)為40，Al含量為30%。

獲得的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)如圖4所示。

對(duì)實(shí)施例1~實(shí)施例4制備的發(fā)光二極管的發(fā)光性能進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)，上述發(fā)光二極管均具有較好的發(fā)光效率，且散熱性能良好。其大電流密度下的發(fā)光光效可以達(dá)到100lm/W以上，正常工作下的最高結(jié)溫不到150度。

在本實(shí)用新型的描述中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、 “豎直”、“水平”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型而不是要求本實(shí)用新型必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”、“結(jié)合”、“貼合”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是直接相連，也可以通過(guò)中間部件間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義，只要滿足根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的各個(gè)部件之間的連接關(guān)系即可。

第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“另一個(gè)實(shí)施例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。