一种发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管及其制作方法。一种发光二极管，包含：磊晶基板；N型半导体层，位于所述磊晶基板表面之上；发光层，位于所述N型半导体层表面之上，定义发光层的上表面为第一表面，发光层的下表面为第二表面；P型半导体层，位于所述发光层第一表面之上；P型金属电极，位于所述P型半导体层表面之上；包含金属反射层结构的N型金属电极，位于局部裸露之N型半导体层表面之上，定义金属反射层结构的上表面为第三表面，金属反射层结构的下表面为第四表面；其特征在于：所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光二极管芯片领域，具体涉及一种发光二极管及其制作方法。
技术介绍
由于发光二极管具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小以及耗电量低等优点，发光二极管已被广泛地应用于家电产品以及各式仪器之指示灯或光源。近年来，由于发光二极管朝向多色彩以及高亮度化发展，发光二极管的应用范围已拓展至大型户外显示广告牌及交通号志灯等，未来甚至可以取代钨丝灯和水银灯以成为兼具省电和环保功能的照明灯源，成为市场主流趋势。在已知技术中，通常在蓝宝石（Sapphire Substrate）磊晶基板上形成氮化镓（GaN）磊晶层以制作发光二极管，后续利用半导体制程技术在蓝宝石基板上制作出氮化镓基发光二极管。目前，发出紫-蓝-绿-黄光的氮化镓基发光二极管中的p型电极和n型电极结构通常采用Cr/Al/Ti/Pt/Au结构，而Ti/Pt/Au层在紫/蓝/绿/黄光波段（380~550nm）对光的吸收非常强，其反射率均低于80%，其如图1和图2所示，从发光层（如MQW量子阱层）侧面发出的光（如光线a），有很大部分会被Ti/Pt/Au层所吸收（如光线b），最终只有少部分光线（如光线c）有效取出，从而影响了发出紫/蓝/绿/黄光波段（380~550nm）的氮化镓基发光二极管中发光层之MQW侧面光的萃取效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供一种发光二极管及其制作方法，解决发光二极管中发光层侧面光的萃取效率问题。为达到上述目的，根据本专利技术的第一方面，提出一种发光二极管结构。该发光二极管包括：磊晶基板；N型半导体层，位于所述磊晶基板表面之上；发光层，位于所述N型半导体层表面之上，定义发光层的上表面为第一表面，发光层的下表面为第二表面；P型半导体层，位于所述发光层第一表面之上；P型金属电极，位于所述P型半导体层表面之上；包含金属反射层结构的N型金属电极，位于局部裸露之N型半导体层表面之上，定义金属反射层结构的上表面为第三表面，金属反射层结构的下表面为第四表面；其特征在于：所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度。根据本专利技术的第二方面，还提出一种发光二极管结构的制作工艺。此芯片制作工艺包括下列步骤。提供磊晶基板；形成N型半导体层于所述磊晶基板表面之上；形成发光层于所述N型半导体层表面之上，定义发光层的上表面为第一表面，发光层的下表面为第二表面；形成P型半导体层于所述发光层第一表面之上；从P型半导体层表面往下形成局部裸露之N型半导体层表面；形成P型金属电极于所述P型半导体层表面之上，以及形成包含金属反射层结构的N型金属电极于所述局部裸露之N型半导体层表面之上，其中所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度。在本专利技术的一些实施例中，所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度，以减少N型金属电极的吸光作用。在本专利技术的一些实施例中，所述P型、N型金属电极厚度为500nm~10μm。在本专利技术的一些实施例中，所述N型金属电极包括金属隔离层、金属反射层以及金属电极层。在本专利技术的一些实施例中，所述N型金属电极从下至上依次包括第一金属隔离层、金属反射层、第二金属隔离层以及金属电极层。在本专利技术的一些实施例中，所述金属反射层为Al、Ag、Ni、Zn中的一种或其组合，其厚度为50~1500nm。在本专利技术的一些实施例中，所述金属隔离层为Cr、Ti、Pt、Al、Ag、Ni、W的一种或其组合，其厚度为1~500nm。在本专利技术的一些实施例中，所述金属隔离层为多层堆叠结构或者包覆结构。在本专利技术的一些实施例中，所述金属层为Au，其厚度为50~3000nm。在本专利技术的一些实施例中，所述磊晶基板为Al2O3、SiC、Si中的一种或其组合。在本专利技术的一些实施例中，在所述磊晶基板上形成u型半导体层。在本专利技术的一些实施例中，在所述P型半导体层表面之上形成透明导电层。在本专利技术的一些实施例中，所述透明导电层为氧化铟锡（ITO）或氧化锌（ZnO）或氧化镉锡（CTO）或氧化铟（InO）或铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）或铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）或镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）中的一种或其组合。在本专利技术的一些实施例中，所述形成局部裸露之N型半导体层表面的方法包括干式蚀刻或湿式蚀刻方法。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1和图2为已知的发光二极管结构的剖面图，其中图2为图1虚线框的放大图。图3和图4为本专利技术实施例1的发光二极管结构的剖面图，其中图4为图3虚线框的放大图。图5~图9为本专利技术实施例2的发光二极管结构制作工艺流程剖面图。图中各标号表示：100：磊晶基板；200：发光外延层；201：u型半导体层；202：N型半导体层；203：发光层；204：P型半导体层；300：透明导电层；400：N型金属电极；401：第一金属隔离层；402：金属反射层；403：第二金属隔离层；404：金属电极层；500：P型金属电极；501：第一金属隔离层；502：金属反射层；503：第二金属隔离层；504：金属电极层；600：光刻胶。具体实施方式为了能进一步地了解本专利技术，将在下列的描述中提出详尽的步骤及其组成，另外，众所周知的组成或步骤并未描述于细节中，以避免造成本专利技术不必要之限制。本专利技术的较佳实施例会详细描述如下，然而除了这些详细描述之外，本专利技术还可以广泛地施行在其它的实施例中，且本专利技术的范围不受限定，以专利权利要求范围为准。为解决已知发光二极管中发光层侧面光的萃取效率问题，本专利技术提出一种发光二极管结构及其制作方法，解决发光层侧面发出的光有很大部分会被金属电极层吸收的问题，以提升发光二极管的亮度，下面实施例将配合图示说明本专利技术发光二极管结构的制作方法。实施例1请参考图3和图4，其为实施例1的发光二极管结构的剖面图。发光二极管结构包括：磊晶基板100；u型半导体层201；N型半导体层202，位于所述磊晶基板表面之上；发光层203，位于所述N型半导体层表面之上，定义发光层的上表面为第一表面，发光层的下表面为第二表面；P型半导体层204，位于所述发光层203第一表面之上；透明导电层300，位于所述P型半导体层204表面之上；P型金属电极500，位于所述透明导电层300表面之上，P型金属电极500从下至上依次包括第一金属隔离层501、金属反射层502、第二金属隔离层503和金属电极层504；N型金属电极400，位于局部裸露之N型半导体层表面之上，N型金属电极400从下至上依次包括第一金属隔离层401、金属反射层402、第二金属隔离层403和金属电极层404，定义金属反射层402的上表面为第三表面，下表面为第四表面；其中第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度。上述发光二极管结构，所述第三表面的高度大于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，包含：磊晶基板；N型半导体层，位于所述磊晶基板表面之上；发光层，位于所述N型半导体层表面之上，定义发光层的上表面为第一表面，发光层的下表面为第二表面；P型半导体层，位于所述发光层第一表面之上；P型金属电极，位于所述P型半导体层表面之上；包含金属反射层结构的N型金属电极，位于局部裸露之N型半导体层表面之上，定义金属反射层结构的上表面为第三表面，金属反射层结构的下表面为第四表面；其特征在于：所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包含：磊晶基板；N型半导体层，位于所述磊晶基板表面之上；发光层，位于所述N型半导体层表面之上，定义发光层的上表面为第一表面，发光层的下表面为第二表面；P型半导体层，位于所述发光层第一表面之上；P型金属电极，位于所述P型半导体层表面之上；包含金属反射层结构的N型金属电极，位于局部裸露之N型半导体层表面之上，定义金属反射层结构的上表面为第三表面，金属反射层结构的下表面为第四表面；其特征在于：所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度。2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述第三表面的高度大于等于第一表面的高度，所述第四表面的高度小于等于第二表面的高度，以减少N型金属电极的吸光作用。3.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于：所述N型金属电极包括金属隔离层、金属反射层以及金属电极层。4.根据权利要求3所述的一种发光二极管，其特征在于：所述N型金属电极从下至上依次包括第一金属隔离层、金属反射层、第二金属隔离层以及金属电极层。5.根据权利要求3所述的一种发光二极管，其特征在于：所述金属反射层为Al、Ag、Ni、Zn中的一种或其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王锋，吴厚润，洪灵愿，彭康伟，林素慧，徐宸科，
申请(专利权)人：厦门市三安光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35