一种发光二极管制造技术

本实用新型专利技术提出了发光二极管。该发光二极管包括：衬底；第一类型半导体层；多量子阱发光层；第二类型半导体层；第二类型接触层；超晶格反射层，所述超晶格反射层设置在所述第二类型半导体层以及所述第二类型接触层之间，或者设置在所述第二类型接触层上表面上；以及基板，所述第一类型电极以及所述第二类型电极倒装在所述基板上。具有上述结构的发光二极管可以利用超晶格反射层反射发光区发出的光，同时倒装结构保证了该发光二极管而能够具有较好的散热性能。由此，该发光二极管具有较为优良的散热性能以及较高的发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体领域，具体地，涉及一种发光二极管。
技术介绍
发光二极管（LED）是一种能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件，氮化镓（GaN）基发光二极管作为固态光源一经出现便以其高效率、长寿命、节能环保、体积小等优点，成为国际半导体和照明领域研发与产业关注的焦点。以氮化镓(GaN)、氮化铟镓(InGaN)、氮化铝镓(AlGaN)和氮化铟铝镓(AlGaInN)为主的III-Ⅴ族氮化物材料，由于具有连续可调的直接带宽（0.7～6.2eV），覆盖了从紫外光到红外光的光谱范围，成为制造蓝光、绿光和白光LED器件的理想材料。然而，目前的发光二极管及其制备方法仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。本技术是基于专利技术人的以下发现而完成的：目前基于蓝宝石衬底的LED，普遍存在难以兼顾散热性能以及发光效率的问题。专利技术人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于如采用正装结构的LED，则器件散热性能差，难以用于大功率发光二极管之中。而一般的倒装二极管结构，虽然可以解决衬底散热的问题，但是一方面由于电极与基板之间的共晶材料通常为金属合金，对光有比较强的吸收作用，另一方面，发光区发出来的光在p型层、共晶材料以及基板之间的来回传播和反射，因而发光损失严重，严重影响了发光效率。虽然上述问题也可以通过采用在最外一层p型层与电极之间沉积金属光反射层得到缓解，但由于该金属光反射层与p型层之间的欧姆接触比较差，因此导致器件的电压性能变差，且需要在生长完外延层之后单独再沉积金属反射层，制作工艺比较复杂。有鉴于此，在本技术的第一方面，本技术提出了一种发光二极管。根据本技术的实施例，该发光二极管包括：衬底；第一类型半导体层，所述第一类型半导体层设置在所述衬底上，所述第一类型半导体层具有台阶，所述台阶以外区域设置有第一类型电极；多量子阱发光层，所述多量子阱发光层设置在所述台阶上；第二类型半导体层，所述第二类型半导体层设置在所述多量子阱发光层上，所述第二类型半导体层上设置有第二类型电极；第二类型接触层，所述第二类型接触层设置在所述第二类型半导体层的上表面上；超晶格反射层，所述超晶格反射层设置在所述第二类型半导体层以及所述第二类型接触层之间，或者设置在所述第二类型接触层上表面上；以及基板，所述第一类型电极以及所述第二类型电极倒装在所述基板上。具有上述结构的发光二极管可以利用超晶格反射层反射发光区发出的光，同时倒装结构保证了该发光二极管而能够具有较好的散热性能。由此，该发光二极管具有较为优良的散热性能以及较高的发光效率。优选的，所述超晶格反射层为AlGaN/GaN超晶格结构。优选的，所述AlGaN/GaN超晶格结构的周期数为20~50。优选的，周期厚度为2~4nm。优选的，所述第一类型半导体层是由N型氮化镓形成的，所述第二类型半导体层是由P型氮化镓形成的。优选的，所述第二类型接触层为InGaN。优选的，所述衬底以及所述第一类型半导体层之间进一步包括：第一类型半导体成核层，所述第一类型半导体成核层设置在所述衬底上；以及第一类型半导体层缓冲层，所述第一类型半导体层缓冲层设置在所述第一类型半导体成核层以及所述第一类型半导体层之间。优选的，所述发光二极管进一步包括：应力释放层，所述应力释放层设置在所述第一类型半导体层以及所述多量子阱发光层之间。优选的，所述应力释放层由多个依次层叠的InGaN亚层以及GaN亚层形成，或者所述应力释放层为InGaN/GaN超晶格结构。优选的，所述发光二极管进一步包括：电子阻挡层，所述电子阻挡层设置在所述多量子阱发光层以及所述第二类型半导体层之间。附图说明图1显示了根据本技术一个实施例的发光二极管的结构示意图；图2显示了根据本技术另一个实施例的发光二极管的结构示意图；图3显示了根据本技术又一个实施例的发光二极管的结构示意图；图4显示了根据本技术又一个实施例的发光二极管的结构示意图；图5显示了根据本技术又一个实施例的发光二极管的结构示意图；图6显示了根据本技术一个实施例的超晶格反射层的结构示意图；以及图7显示了根据本技术一个实施例的第一类型半导体层的结构示意图。附图标记：衬底100；第一类型半导体层200；多量子阱发光层300；超晶格反射层400；第二类型半导体层500；第一类型电极600；第二类型电极700；基板800；第一类型半导体成核层10；第一类型半导体缓冲层20；应力释放层30；电子阻挡层40；50第二类型接触层；共晶材料70；台阶1；AlGaN层410；GaN层420。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的一个方面，本技术提出了一种发光二极管。根据本技术的实施例，参考图1，该发光二极管包括：衬底100、第一类型半导体层200、多量子阱发光层300、超晶格反射层400、第二类型半导体层500、第一类型电极600、第二类型电极700以及基板800。其中，第一类型半导体层200设置在衬底100的上表面上，且第一类型半导体层200具有台阶1（参考图7）。第一类型电极600设置在第一类型半导体层200的台阶1以外的区域上，多量子阱发光层300等结构设置在台阶1的上表面上。其中，超晶格反射层400设置在多量子阱发光层300以及第二类型半导体层500之间，或者设置在第二类型半导体层500的上表面（图中未示出）。并且，第一类型电极600以及第二类型电极700倒装在基板800上。具有上述结构的发光二极管可以利用超晶格反射层反射发光区发出的光，同时倒装结构保证了该发光二极管而能够具有较好的散热性能。由此，该发光二极管具有较为优良的散热性能以及较高的发光效率。根据本技术的实施例，为了进一步提高该发光二极管的性能，参考图2~图5，该发光二极管还可以进一步包括：第二类型接触层50。第二类型接触层50设置在第二类型半导体层500的上表面上，第二类型接触层50可以是由InGaN形成的。此时，根据本技术的一些实施例，参考图3，超晶格反射层400可以设置在第二类型半导体层500以及第二类型接触层50之间，或者设置在第二类型接触层50的上表面上（参考图4）。下面结合本技术的具体实施例对该发光二极管的具体结构进行详细说明。根据本技术的实施例，衬底100可以为预先经过图形化的。根据本技术的实施例，参考图2，上述图形化可以为在衬底表面形成周期排列的多个凸起结构。上述凸起结构有利于在衬底100上直接利用外延生长技术制备第一类型半导体层200时，提高第二类型半导体层200的质量。需要说明的是，上述凸起结构的具体形状以及其周期性排列的方式均不受特别限制，只要能够为第二类型半导体层的生长提供模板，在水平方向上限定第二类型半导体层的生长速率即可。例如，根据本技术的具体实施例，凸起结构可以为尖锥、台阶以及柱状等结构，该凸起结构的底面宽度可以为2~2.7µm，高度可以为1.5~1.7µm。该凸起结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于，包括：衬底；第一类型半导体层，所述第一类型半导体层设置在所述衬底上，所述第一类型半导体层具有台阶，所述台阶以外区域设置有第一类型电极；多量子阱发光层，所述多量子阱发光层设置在所述台阶上；第二类型半导体层，所述第二类型半导体层设置在所述多量子阱发光层上，所述第二类型半导体层上设置有第二类型电极；第二类型接触层，所述第二类型接触层设置在所述第二类型半导体层的上表面上；超晶格反射层，所述超晶格反射层设置在所述第二类型半导体层以及所述第二类型接触层之间，或者设置在所述第二类型接触层上表面上；以及基板，所述第一类型电极以及所述第二类型电极倒装在所述基板上。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，包括：衬底；第一类型半导体层，所述第一类型半导体层设置在所述衬底上，所述第一类型半导体层具有台阶，所述台阶以外区域设置有第一类型电极；多量子阱发光层，所述多量子阱发光层设置在所述台阶上；第二类型半导体层，所述第二类型半导体层设置在所述多量子阱发光层上，所述第二类型半导体层上设置有第二类型电极；第二类型接触层，所述第二类型接触层设置在所述第二类型半导体层的上表面上；超晶格反射层，所述超晶格反射层设置在所述第二类型半导体层以及所述第二类型接触层之间，或者设置在所述第二类型接触层上表面上；以及基板，所述第一类型电极以及所述第二类型电极倒装在所述基板上。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述超晶格反射层为AlGaN/GaN超晶格结构。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，，所述AlGaN/GaN超晶格结构的周期数为20~50。4.根据权利要求3所述的发光二极管，其特征在于，周期厚度为2~4nm。5.根据权利要求1所述的发光二极管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢春林，肖怀曙，
申请(专利权)人：惠州比亚迪实业有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44