一种利用光子晶体结构抑制侧向出光的发光二极管器件制造技术

本发明专利技术公开了一种利用光子晶体结构抑制侧向出光的发光二极管器件，其包括衬底及层叠于衬底之上的半导体外延层，该半导体外延叠层包含Ｎ型层、发光层和Ｐ型层，Ｐ型层上设置有Ｐ型电极，部分半导体外延叠层被刻蚀至Ｎ型层，露出的部分Ｎ型层上设置有Ｎ型电极，其中，在发光二极管芯片的边缘设有贯穿于半导体外延叠层的二维光子晶体结构，该光子晶体是由电介质常数呈周期性变化的介质柱构成。本发明专利技术可以抑制发光二极管侧向的出光，有效地提高正面的出光效率。另外，本发明专利技术还提供了利用光子晶体结构抑制侧向出光的发光二极管器件的制造方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体发光器件及其制造方法，尤其涉及一种利用光 子晶体结构抑制侧向出光的发光二极管器件及其制造方法。 豕伎不m-v族化合物半导体材料在发光二极管、半导体激光器、探测 器，及电子器件方面有着广泛的应用。发光二极管芯片是通过在外延 片基板生长n型层，单量子井/多量子井发光层，p型层而获得，另 外还可以有选择地生长缓冲层和电流扩展层等。不同层之间以及器件 与外部介质之间的电介质常数的不同，使得发光二极管芯片在垂直于 层结构的方向形成了折射率的变化。从芯片发光层发出的光，在出射 到器件外部的过程中，将经历层结构之间的折射率的变化， 一部分的 光线会被反射回来，特别是从光密介质进入光疏介质时，出射角大于 临界角的光线在界面处会发生全反射，其结果是有一部分光被反射回 来，并经过多次反射后从侧面出去，这样使芯片正面的出光减少。为 了收集从侧向出来的光，在芯片封装结构的设计中采用反光杯碗及杯 碗上面蒸镀的高反射层等方法，但对于白光发光二极管，反光杯碗反 射回来的侧向出射光会引起光色的不均匀，出现黄圈现象。为提高正面出光的效率，采用电介质常数相近的材料以减少层与 层之间折射率差，粗本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光子晶体结构抑制侧向出光的发光二极管器件，其包括衬底（１）及层叠于衬底（１）之上的半导体外延层，该半导体外延叠层包含Ｎ型层（３）、发光层（４）和Ｐ型层（５），Ｐ型层（５）上设置有Ｐ型电极（８），部分半导体外延叠层被刻蚀至Ｎ型层（３），露出的部分Ｎ型层（３）上设置有Ｎ型电极（９），其特征在于：在发光二极管芯片的边缘设有贯穿于半导体外延叠层的二维光子晶体结构，该光子晶体是由电介质常数呈周期性变化的介质柱（６）构成。

【技术特征摘要】
1、一种利用光子晶体结构抑制侧向出光的发光二极管器件，其包括衬底(1)及层叠于衬底(1)之上的半导体外延层，该半导体外延叠层包含N型层(3)、发光层(4)和P型层(5)，P型层(5)上设置有P型电极(8)，部分半导体外延叠层被刻蚀至N型层(3)，露出的部分N型层(3)上设置有N型电极(9)，其特征在于在发光二极管芯片的边缘设有贯穿于半导体外延叠层的二维光子晶体结构，该光子晶体是由电介质常数呈周期性变化的介质柱(6)构成。2、 如权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于介质柱(6)的尺寸及其所形成的晶格的周期与发光层(4)辐射的光波波长处于同一数量 级，为50nm~900nm;由介质柱(6)所形成的光子晶体相对发光层(4)的辐射 频率为二维光子带隙；由介质柱(6)所形成的光子晶体的晶格为长方晶格、 三角晶格、六角晶格或超晶格结构。3、 如权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于介质柱(6)还 贯穿部分或全部衬底(l)。4、 如权利要求1所述的发光二极管器件，其特征在于该发光二极管芯片的发光区域为圆形或方形结构，N型电极(9)呈环状或扇型结构，P 型电极(8)呈圆形或方形结构。5、 如权利要求1至4任一项所述的发光二极管器件，其特征在于-衬底(l)为蓝宝石、硅、氧化锌、氮化铝或氮化镓材料，半导体外延叠层由 铟镓铝氮(InxGayAlh-yN，CK-x〈-l，(K-r^1)材料构成。6、 如权利要求1至4任一项所述的发...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佰君，王钢，招瑜，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]