一种发光二极管及其制造方法技术

本申请涉及发光二极管领域，具体公开一种发光二极管及其制造方法，该发光二极管包括：衬底；发光外延层，包括依次层叠设置于衬底的一侧主表面的第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层；多个电极图案，多个电极图案埋设于第一半导体层或第二半导体层中，并相互连接且呈网格状分布。通过上述方式，能够解决现有技术存在的发光二极管电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀的技术问题，有效改善电流分布，提高电流分布均匀性。提高电流分布均匀性。提高电流分布均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管及其制造方法


[0001]本申请涉及发光二极管领域，特别是一种发光二极管及其制造方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
[0003]传统的氮化物(氮化物材料包括AlN、GaN、InN以及三者的合金化合物)紫外和可见光发光二极管结构中，由电子形成的电流从n型电极经过n型氮化物半导体层横向扩散注入到发光有源区，而由空穴形成的电流从p型电极经过p型氮化物半导体层横向扩散注入到发光有源区。由于n型氮化物和p型氮化物材料掺杂困难，材料电阻大，导致电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀，从而引起发光二极管发光效率的降低以及耐大注入电流能力减弱等问题。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术存在的发光二极管电流扩散的不均匀、热扩散的不均匀和光提取的不均匀的技术问题，本申请提出一种有效改善电流分布，提高电流分布均匀性的发光二极管。
[0005]一方面，本申请提供了一种发光二极管，该发光二极管包括：衬底；发光外延层，包括依次层叠设置于衬底的一侧主表面的第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层；多个电极图案，多个电极图案埋设于第一半导体层或第二半导体层中，并相互连接且呈网格状分布。
[0006]其中，第一半导体层或第二半导体层包括第一子层和第二子层，多个电极图案设置于第一子层背离衬底的一侧，第二子层位于多个电极图案背离第一子层的一侧，第二子层覆盖多个电极图案并填充于多个电极图案之间的间隙。
[0007]其中，多个电极图案的耐受温度大于第一半导体层或第二半导体层的制程温度。
[0008]其中，电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。
[0009]其中，多个电极图案的厚度为0.005
‑
2微米。
[0010]其中，多个电极图案沿衬底的主表面的平行方向的横截面积和/或间距呈非均匀分布。
[0011]其中，第一子层与第二子层为一体结构。
[0012]另一方面，本申请提供了一种发光二极管的制造方法，该方法包括：提供一衬底；在衬底上形成多个电极图案；在多个电极图案上形成半导体层，以使得多个电极图案埋设于半导体层内。
[0013]其中，半导体层包括第一子层和第二子层；在衬底上形成多个电极图案的步骤之前，进一步包括在衬底上形成第一子层，进而使得多个电极图案形成于第一子层背离衬底
的一侧；在多个电极图案上形成半导体层的步骤包括：在多个电极图案背离第一子层的一侧形成第二子层，第二子层覆盖多个电极图案并填充于多个电极图案之间的间隙。
[0014]其中，在衬底上形成多个电极图案的步骤之前，方法还包括：在衬底的一侧主表面上依次生长第一半导体层以及有源发光层，其中，第一子层形成于有源发光层背离第一半导体层的一侧；或者，在多个电极图案上形成半导体层的步骤之后，方法还包括：在第二子层背离第一子层的一侧依次生长有源发光层以及第二半导体层。
[0015]其中，第一子层和第二子层的生长方法为金属有机化学气相沉积法，或化学气相沉积法、或分子束外延法，多个电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。
[0016]本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请中由电子形成的电流从多个电极图案直接注入第一半导体层，并沿第一半导体层横向扩散注入有源发光层，而由空穴形成的电流经过第二电极沿第二半导体层直接注入有源发光层。电子和空穴在有源发光层内进行辐射复合，并产生光子，进而形成发光。如上述结构可知，发光外延层内的电流进行横向扩散的距离由相邻的电极图案之间的横向间距决定，由于本实施例多个电极图案呈网格状分布，因此，相邻的电极图案与第二电极之间的横向间距比较均匀，且多个电极图案与第二电极之间的横向间距较小，使得电流在发光外延层分布更加均匀，有利于提高发光二极管的电流分布均匀性，提高散热能力，最终提高发光二极管的光电热性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
[0018]图1是本申请第一实施例的发光二极管的结构示意图；
[0019]图2是本申请第二实施例的发光二极管的结构示意图；
[0020]图3是本申请第三实施例的发光二极管的结构示意图；
[0021]图4是本申请第四实施例的发光二极管的结构示意图；
[0022]图5是本申请第五实施例的发光二极管的结构示意图；
[0023]图6是本申请第六实施例的发光二极管的结构示意图；
[0024]图7是本申请第七实施例的发光二极管的结构示意图；
[0025]图8是本申请第一实施例的发光二极管的制造方法的流程示意图；
[0026]图9是本申请第二实施例的发光二极管的制造方法的流程示意图；
[0027]图10是本申请第三实施例的发光二极管的制造方法的流程示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0029]如图1所示，根据本申请第一实施例的垂直型发光二极管10包括：衬底11、发光外
延层12、多个电极图案13。在本实施例中，衬底11可以采用例如Si、Ge、Cu、CuW等导电材料。
[0030]发光外延层12进一步包括依次层叠设置于衬底11的一侧主表面上的第一半导体层121、有源发光层122以及第二半导体层123。第一半导体层121和第二半导体层123可以是具有不同导电类型的其他任意适当材料的单层或多层结构。
[0031]进一步，如图1所示，多个电极图案13埋设于第二半导体层123中并与第二半导体层123电连接，例如在本实施例中，多个电极图案13与第二半导体层123通过直接接触的方式形成电连接。其中，第二半导体层123可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的GaN层；也可以为掺杂Si、Ge及Sn中至少一种的AlGaN层。对应的多个电极图案13也称为n型电极。多个电极图案13相互连接且呈网格状分布。
[0032]其中，第二半导体层123包括第一子层1231和第二子层1232，多个电极图案13设置于第一子层1231背离有源发光层122的一侧，第二子层1232位于多个电极图案13背离第一子层1231的一侧，第二子层1232覆盖多个电极图案13并填充于多个电极图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：衬底；发光外延层，包括依次层叠设置于所述衬底的一侧主表面的第一半导体层、有源发光层以及第二半导体层；多个电极图案，所述多个电极图案埋设于所述第一半导体层或所述第二半导体层中，并相互连接且呈网格状分布。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一半导体层或所述第二半导体层包括第一子层和第二子层，所述多个电极图案设置于所述第一子层背离所述衬底的一侧，所述第二子层位于多个所述电极图案背离所述第一子层的一侧，所述第二子层覆盖多个所述电极图案并填充于多个所述电极图案之间的间隙。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，多个所述电极图案的耐受温度大于所述第一半导体层或所述第二半导体层的制程温度。4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述电极图案的材料为石墨烯、ZrN或HfN中的至少一种。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，多个所述电极图案的厚度为0.005
‑
2微米。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，多个所述电极图案沿所述衬底的主表面的平行方向的横截面积和/或间距呈非均匀分布。7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一子层与所述第二子层为一体结构。8.一种发光二极管的制造方法，其特征在于，所述方...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋振宇，闫春辉，
申请(专利权)人：深圳第三代半导体研究院，
类型：发明
国别省市：