CN102339922B - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光二极管，其包括：一基板，一磊晶结构，一第一电极，一第二电极以及一反射层。该基板具有一个晶面。该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层，活性层，第二型半导体层，该磊晶结构形成一平台结构，以使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面，该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面，该第一表面为该发光二极管的出光面。该第一电极形成在该磊晶结构的暴露面上。该第二电极形成该第二型半导体层的第一表面上。该反射层形成在该第一电极上，以用于反射该活性层发出的且照射至该反射层上的光线。本发明还涉及一种发光二极管的制造方法。

Description

发光二极管及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制造方法，尤其涉及一种正面出光效率较高的发光二极管以及一种发光二极管的制造方法。

背景技术

目前，发光二极管(Light Emitting Diode，L ED)因具有功耗低、寿命长、体积小及亮度高等特性已经被广泛应用到很多领域。

一般地，正向出光的发光二极管包括设置在基板上的磊晶结构，以及设置在该磊晶结构上的第一电极与第二电极。其中，磊晶结构包括依次形成在该基板的第一型半导体层，活性层，第二型半导体层，且该磊晶结构形成一平台结构，以使该第一型半导体层具有一个暴露在外的暴露面，该第一电极形成在该暴露面上，该第二电极形成该第二型半导体层上。由于该磊晶结构具有一平台结构，该发光二极管将有部分光线通过该平台结构的侧面射出，并通过该第一电极反射至该发光二极管的正向出射。并且，一般地，该第一电极由金(Au)制成，其对该发光二极管发出的光线的反射率仅为40％左右，从而使不少光线损失。因此，该发光二极管的正向出光效率较低。

发明内容

下面将以实施例说明一种正面出光效率较高的发光二极管以及一种正面出光效率较高的发光二极管的制造方法。

一种发光二极管，其包括：一基板，一磊晶结构，一第一电极，一第二电极以及一反射层。该基板具有一个晶面。该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层，活性层，第二型半导体层，该磊晶结构形成一平台结构，以使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面，该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面，该第一表面为该发光二极管的出光面。该第一电极形成在该磊晶结构的暴露面上。该第二电极形成该第二型半导体层的第一表面上。该反射层形成在该第一电极上，以用于反射该活性层发出的且照射至该反射层上的光线。

一种发光二极管的制造方法，其包括：提供一基板，其具有一个晶面；在该基板的晶面上形成一磊晶结构，该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层，活性层，第二型半导体层；在该磊晶结构上形成光阻层，并蚀刻该磊晶结构，以使该磊晶结构形成一平台结构，从而使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面，该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面；在该磊晶结构的暴露面上形成一第一电极，在该第二型半导体层的第一表面上形成一第二电极；在该第一电极上形成一反射层。

相对于现有技术，所述发光二极管的第一电极上设置有反射层，其可用于将该发光二极管侧面发出的光线反射至该发光二极管的出光面的方向出射，从而提高了该发光二极管的正向出光效率。

附图说明

图1是本发明第一实施例的发光二极管的剖面示意图。

图2是本发明提供的发光二极管的制造方法的流程图。

图3-12是图2中发光二极管的制造方法的结构流程示意图。

主要元件符号说明

发光二极管   100

基板         10、70

磊晶结构     20、80

晶面         12、71

n型半导体层  22

第一型半导体层    81

p型半导体层       24

第二型半导体层    83

活性层            23、82

暴露面            225、812

第一表面          246、832

第一电极          30、91

第二电极          40、92

上表面            31

下表面            32

侧面              33、911

反射层            50、96

透明导电层        60、86

透明导电膜        861

第一光阻层        84

第二光阻层        87

第三光阻层        94

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参见图1，本发明第一实施例提供的一种发光二极管100，其包括一基板10，形成在该基板10上的一磊晶结构20，形成在该磊晶结构20上的第一电极30与第二电极40，以及形成在该第一电极30上的反射层50。

该基板10通常为蓝宝石(Sapphire)、碳化硅(SiC)、硅(Si)、砷化镓(GaAs)、偏铝酸锂(LiAlO₂)、氧化镁(MgO)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、或氮化铟(InN)等单晶基板，其具有一个用于外延生长磊晶结构20的晶面12，该晶面12的晶向与磊晶结构20的晶体生长方向相匹配。

该磊晶结构20包括n型半导体层22，p型半导体层24，以及位于n型半导体层22与p型半导体层24之间的活性层23。该n型半导体层22、活性层23及p型半导体层24依序形成在基板10的晶面12上。

该n型半导体层22、活性层23及p型半导体层24可为单层或多层结构，其选用III族氮化物半导体材料。其中，III族元素可为Al、Ga、In等元素。典型的，该n型半导体层22、活性层23及p型半导体层24可分别为n型氮化镓、氮化镓铟(InGaN)及p型氮化镓。

该磊晶结构20形成有一平台结构(Mesa Pattern)。该n型半导体层22具有一远离该基板10的暴露面225。该p型半导体层24具有一个远离该基板10的第一表面246。该第一表面246为该发光二极管100的出光面。

该第一电极30形成在该n型半导体层22的暴露面225上。具体地，该第一电极30为n型电极，其与该n型半导体层22形成欧姆接触。在本实施例中，该第一电极30的高度大于该活性层23的高度。该第一电极30的材料为金。在本实施例中，该第一电极30呈棱台形，其具有上表面31，与上表面31相对的下表面32，以及设置在该上表面31与下表面32之间的侧面33。该上表面31的表面积小于该下表面32的表面积。该下表面32与该n型半导体层的暴露面225相接触。因此，沿远离该基板10的晶面12的方向，该第一电极30的侧面33与该平台结构之间的距离逐渐增加。

该第二电极40形成在该p型半导体层24的第一表面246上。具体地，该第二电极40为p型电极，其与该p型半导体层24形成欧姆接触。

该反射层50形成在该第一电极30上。在本实施例中，该反射层50覆盖该第一电极30的上表面31与侧面33。该反射层50由高反射效率的材料制成，如，铝或银。该反射层50用于反射该发光二极管100发出的且照射至该反射层50上的光线，并将光线反射至该发光二极管100的出光面的方向出射，从而提高该发光二极管100的正向出光效率。

在本实施例中，该发光二极管100进一包括设置在该p型半导体层24的第一表面246的透明导电层60。该透明导电层60覆盖整个p型半导体层24，其可加强电流扩散，从而提高该活性层23的出光效率。并且，由于该透明导电层60为透明，因此，其不会遮挡该发光二极管100的出光。

请参见图2至图12，本发明第二实施例提供的一种发光二极管200的制造方法。该发光二极管200的制造方法包括以下步骤：

步骤一：如图3所示，提供一基板70，其具有一个晶面71。

步骤二：如图4所示，在该基板70的晶面71上形成一磊晶结构80，该磊晶结构80包括依次形成在该基板70上的第一型半导体层81，活性层82，第二型半导体层83。在本实施例中，该第一型半导体层81为n型半导体层，该第二型半导体层83为p型半导体层。

步骤三：如图5-6所示，在该磊晶结构80上形成第一光阻层84，并蚀刻该磊晶结构80，以使该磊晶结构80没有覆盖第一光阻层84的部分蚀刻成一平台结构，从而使该第一型半导体层81具有一远离该基板70的晶面71的暴露面812。然后去除该第一光阻层84，使该第二型半导体层83具有一个远离基板70的第一表面832。在本实施例中，该第一表面832为该发光二极管的出光面。

步骤四：如图7-9所示，在该第二型半导体层83上形成一个透明导电层86。具体地，先在该平台结构上蒸镀透明导电膜861，并在该透明导电膜861的预定位置形成第二光阻层87，从而将该透明导电膜861光影蚀刻成具有预定的图案的透明导电层86，再将第二光阻层87去除，如图9所示。

步骤五：如图10-11所示，在该磊晶结构80的暴露面812上形成一第一电极91，该第一电极91的高度高于该活性层82的高度，在该透明导电层86上形成一第二电极92。具体地，先在该第一型半导体层81的暴露面812以及该透明导电层86的预定位置上形成第三光阻层94，并在该平台结构以及该第一型半导体层81的暴露面812以及该透明导电层86的未形成第三光阻层94的部分蒸镀金属材料，如金等，以在该暴露面812上形成一第一电极91，在该透明导电层86上形成一第二电极92。优选地，该第一电极91呈棱台形，其具有一倾斜的侧面911，且沿远离该基板70的晶面71的方向，该第一电极91的侧面911与该平台结构之间的距离逐渐增加。并去除第三光阻层94。

步骤六：如图12所示，在该第一电极91上形成一反射层96。从而形成该发光二极管200。在本实施例中，该反射层96通过蒸镀形成在该第一电极91上。该反射层96由银或铝等金属材料制成。该反射层96用于反射该发光二极管发出的且照射至该反射层96上的光线，从而减少了该发光二极管200的侧面出光，以提高该发光二极管200的出光效率。

可以理解的是，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种发光二极管，其包括：

一基板，其具有一个晶面；

一磊晶结构，其包括依次形成在该基板上的第一型半导体层，活性层，第二型半导体层，该磊晶结构形成一平台结构，以使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面，该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面，该第一表面为该发光二极管的出光面；

一第一电极，其形成在该磊晶结构的暴露面上，该第一电极具有远离该磊晶结构的上表面，以及位于围绕该上表面的侧面，该第一电极的侧面倾斜，且沿远离该基板的晶面的方向，该第一电极的侧面与该平台结构之间的距离逐渐增加；

一第二电极，其形成该第二型半导体层的第一表面上；

一反射层，其覆盖于该第一电极的整个侧面与上表面上，以用于反射该发光二极管发出的且照射至该反射层上的光线，该反射层由铝或银制成。

2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一电极的高度高于该活性层的高度。

3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第一电极与该第二电极的材料为金。

4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，该第二型半导体层的第一表面与该第二电极之间进一步包括一个透明导电层。

5.一种发光二极管的制造方法，其包括：

提供一基板，其具有一个晶面；

在该基板的晶面上形成一磊晶结构，该磊晶结构包括依次形成在该基板上的第一型半导体层，活性层，第二型半导体层；

在该磊晶结构上形成光阻层，并蚀刻该磊晶结构，以使该磊晶结构形成一平台结构，从而使该第一型半导体层具有一远离该基板的晶面的暴露面，该第二型半导体层具有一个远离基板的第一表面；

在该磊晶结构的暴露面上形成一第一电极，该第一电极具有远离该磊晶结构的上表面，以及位于围绕该上表面的侧面，该第一电极的侧面倾斜，且沿远离该基板的晶面的方向，该第一电极的侧面与该平台结构之间的距离逐渐增加，在该第二型半导体层的第一表面上形成一第二电极；

在该第一电极的上表面与侧面上形成一反射层，该反射层覆盖于该第一电极的整个侧面与上表面上，该反射层由铝或银制成。

6.如权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，该第一电极的高度高于该活性层的高度。

7.如权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，先在该第一型半导体层的暴露面以及该第二型半导体层的第一表面的预定位置上形成光阻层，并在该平台结构以及该第一型半导体层的暴露面以及该第二型半导体层的第一表面的未形成光阻层的部分蒸镀金属材料，以在该暴露面上形成一第一电极，在该第二型半导体层的第一表面上形成一第二电极。

8.如权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，步骤：在该磊晶结构的暴露面上形成一第一电极，该第一电极的高度高于该活性层的高度，在该第二型半导体层的第一表面上形成一第二电极前，进一步包括步骤：在该第二型半导体层上形成一个透明导电层。

9.如权利要求8所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，先在该平台结构上蒸镀透明导电膜，将该透明导电膜蚀刻成具有预定的图案的透明导电层。

10.如权利要求5所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，该第一电极与该第二电极的材料为金。