一种发光二极管及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管及其制造方法，先于半导体衬底表面形成发光外延层及透明导电层，并对该透明导电层进行退火；然后刻蚀出N电极制备区域，并在所述透明导电层欲制备P电极的区域形成一刻蚀窗口；接着于所述刻蚀窗口制作反射镜；最后制作P电极，使该P电极覆盖所述反射镜表面并与所述透明导电层形成欧姆接触接触，并于所述N电极制备区域制备N电极。本发明专利技术具有以下有益效果：在P电极下制备高反射层，使得发光区所产生的光子，几乎全部反射回去，很少被P电极吸收，从而提高LED芯片的出光效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供，先于半导体衬底表面形成发光外延层及透明导电层，并对该透明导电层进行退火；然后刻蚀出N电极制备区域，并在所述透明导电层欲制备P电极的区域形成一刻蚀窗口；接着于所述刻蚀窗口制作反射镜；最后制作P电极，使该P电极覆盖所述反射镜表面并与所述透明导电层形成欧姆接触接触，并于所述N电极制备区域制备N电极。本专利技术具有以下有益效果：在P电极下制备高反射层，使得发光区所产生的光子，几乎全部反射回去，很少被P电极吸收，从而提高LED芯片的出光效率。【专利说明】
本专利技术属于半导体照明领域，特别是涉及。
技术介绍
半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。发光二极管是由II1-1V族化合物，如GaAs (砷化镓)、GaP (磷化镓)、GaAsP (磷砷化镓)等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的1-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。现有一种发光二极管芯片的制备方法包括步骤:外延生长20、外延清洗、N面台阶刻蚀、涂保护胶、正划、清洗、ITO蒸镀21、ITO光亥lj、N电极24和P电极23制备、表面钝化层制备、减薄、背镀反射镜25，这种发光二极管的具体结构如图1及图2所示。但是，这种发光二极管，由于P电极直接沉积在P-GaN上或ITO上，这样P电极下的发光区直接有电流注入，P电极下的发光区所发出的光，绝大部分被P电极所吸收，从而造成发光效率降低。现有的另一种发光二极管芯片的制备方法包括步骤:外延生长20、外延清洗、N面台阶刻蚀、涂保护胶、正划、清洗、P电极层下垫SiO2沉积22、P电极层下垫SiO2蚀刻、ITO蒸镀21、ITO光刻、N电极24和P电极23制备、表面钝化层制备、减薄、背镀反射镜25，这种发光二极管的具体结构如图3所示。这种发光二极管由于P电极下的发光区没有电流直接注入，可以提高芯片的电流密度。但是，这种发光二极管的发光区所产生的光子，仍有部分光能穿过P下SiO2层，被P电极所吸收，导致部分光子损失，造成LED芯片出光效率下降。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供，用于解决现有技术中由于P电极对光线的吸收作用导致发光二极管出光效率下降的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种发光二极管的制造方法，所述制造方法至少包括以下步骤:I)提供一半导体衬底，于所述半导体衬底表面沉积至少包括N型层、量子阱层及P型层的发光外延结构；2)于所述P型层表面蒸镀或溅射透明导电层，并对该透明导电层进行退火；3)刻蚀所述透明导电层、P型层及量子阱层以形成N电极制备区域；4)刻蚀所述透明导电层，以在欲制备P电极的区域形成一直至所述P型层的刻蚀窗口 ；5)于所述刻蚀窗口制作反射镜；6)制作P电极，使该P电极覆盖所述反射镜表面并与所述透明导电层形成欧姆接触接触，并于所述N电极制备区域制备N电极。作为本专利技术的发光二极管的制造方法的一个优选方案，步骤I)中所述的半导体衬底为蓝宝石衬底，所述N型层为N-GaN层，所述量子阱层为InGaN层，所述P型层为P-GaN层。在本专利技术的发光二极管的制造方法中，所述透明导电层为IT0、AT0、FT0或ΑΖ0。作为本专利技术的发光二极管的制造方法的一个优选方案，所述反射镜的垂直反射率大于70%。作为本专利技术的发光二极管的制造方法的一个优选方案，所述反射镜的材料为Al层、Ag层、Al层-Au层-Ni层置层、Ag层-Au层-Ni层置层、Al层-SiO2层置层或Ag层-SiO2置层。作为本专利技术的发光二极管的制造方法的一个优选方案，所述步骤6)以后还包括从下表面减薄所述半导体衬底并于该半导体衬底下表面制作背镀反射层的步骤。本专利技术还提供一种发光二极管，至少包括:半导体衬底，其下表面结合有背镀反射层；发光外延结构，至少包括依次层叠于所述半导体衬底表面的N型层、量子阱层、P型层，且所述N型层表面具有N电极制备区域；透明导电层，结合于所述P型层表面，且具有一刻蚀窗口 ；反射镜，填充于所述刻蚀窗口 ；P电极，覆盖于所述发射镜表面且与所述透明导电层形成欧姆接触接触；N电极，制备于所述N电极制备区域。作为本专利技术的发光二极管的一个优选方案，所述半导体衬底为蓝宝石衬底，所述N型层为N-GaN层，所述量子阱层为InGaN层，所述P型层为P-GaN层。在本专利技术的发光二极管中，所述透明导电层为IT0、AT0、FT0或ΑΖ0。作为本专利技术的发光二极管的一个优选方案，所述反射镜的垂直反射率大于70%。在本专利技术的发光二极管中，所述反射镜的材料为Al层、Ag层、Al层-Au层-Ni层置层、Ag层-Au层-Ni层置层、A1层-Si02层置层或Ag层-Si02层置层。如上所述，本专利技术的提供，先于半导体衬底表面形成发光外延层及透明导电层，并对该透明导电层进行退火；然后刻蚀出N电极制备区域，并在所述透明导电层欲制备P电极的区域形成一刻蚀窗口 ；接着于所述刻蚀窗口制作反射镜；最后制作P电极，使该P电极覆盖所述反射镜表面并与所述透明导电层形成欧姆接触接触，并于所述N电极制备区域制备N电极。本专利技术具有以下有益效果:在P电极下制备高反射层，使得发光区所产生的光子，几乎全部反射回去，很少被P电极吸收，从而提高LED芯片的出光效率。【专利附图】【附图说明】图广图3显示为现有技术中的发光二极管结构示意图。图4~图5显示为本专利技术的发光二极管的制造方法步骤I)所呈现的结构示意图。图6显示为本专利技术的发光二极管的制造方法步骤2)所呈现的结构示意图。图7显示为本专利技术的发光二极管的制造方法步骤3)所呈现的结构示意图。图8显示为本专利技术的发光二极管的制造方法步骤4)所呈现的结构示意图。图9显示为本专利技术的发光二极管的制造方法步骤5)所呈现的结构示意图。图10显示为本专利技术的发 光二极管的制造方法步骤6)所呈现的结构示意图。图11显示为本专利技术的发光二极管所呈现的结构示意图。元件标号说明101 半导体衬底102 N 型层103 量子阱层104 P 型层105 透明导电层106 N电极制备区域107 刻蚀窗口108 反射镜109 P 电极110 N 电极111 背镀反射层【具体实施方式】以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。请参阅图4~图11。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管的制造方法，其特征在于，所述制造方法至少包括以下步骤：1）提供一半导体衬底，于所述半导体衬底表面沉积至少包括N型层、量子阱层及P型层的发光外延结构；2）于所述P型层表面蒸镀或溅射透明导电层，并对该透明导电层进行退火；3）刻蚀所述透明导电层、P型层及量子阱层以形成N电极制备区域；4）刻蚀所述透明导电层，以在欲制备P电极的区域形成一直至所述P型层的刻蚀窗口；5）于所述刻蚀窗口制作反射镜；6）制作P电极，使该P电极覆盖所述反射镜表面并与所述透明导电层形成欧姆接触接触，并于所述N电极制备区域制备N电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱广敏，郝茂盛，齐胜利，潘尧波，张楠，陈诚，袁根如，李士涛，
申请(专利权)人：上海蓝光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31