CN107546307B - 发光二极管及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发光二极管及其制作方法，包括：衬底、缓冲层、非故意掺杂层、第一掺杂层、第一重掺杂层、第一欧姆接触层、第一高掺杂层、第一隔离层、第二掺杂层、第一电流阻挡层、有源区、第二电流阻挡层、第三掺杂层、第二欧姆接触层、透明导电层以及第一电极、第二电极和第二保护层；第二掺杂层包括第一平台，第一高掺杂层包括第二平台，第一欧姆接触层包括第三平台，且第一平台、第二平台、及第三平台的表面粗糙度不同；第一电极与第一平台、第二平台、以及第三平台直接接触，第一电极和第二电极通过第二保护层电性隔离。本发明中发光二级管的制作过程简单，降低了芯片的制作成本，并有效的解决了发光二极管电流拥挤的问题。

Description

发光二极管及其制作方法

技术领域

本发明涉及发光二极管，更为具体的说，涉及一种发光二极管及其制作方法。

背景技术

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电半导体元件。其具有低功耗、尺寸小亮度高、易与集成电路匹配、可靠性高等优点，作为光源而被广泛应用。

目前的蓝绿发光二极管存在电流拥挤的问题，尤其对于大功率的发光二极管，该问题尤其明显，在很大程度上导致饱和电流下降明显，从而降低了光效。发明人发现，出现电流拥挤的原因在于，蓝绿发光二极管的结构多为在蓝宝石衬底上外延多层氮化镓系的材料结构，而蓝宝石衬底为非导电材料，从而形成的发光二极管的两个电极为水平分布，而水平分布的电极处于同一水平面，从而导致电流拥挤现象，特别是大功率的倒装发光二极管，由于驱动电流大，从而更容易出现电流拥挤现象，导致饱和电流明显下降，进而导致光效明显降低。

现有技术中，为了改善电流拥挤现象，一种方案是设计相互配合的复杂的电极结构，两个电极间采用多道隔离层来隔离电极与外延材料的不必要接触，但是复杂的电极结构，导致制作工艺复杂，并且还牺牲了有源区的面积。另一中方案是采用垂直的芯片结构，但是生产过程中需采用衬底剥离工艺和硅基板键合工艺。以上两种方案均导致芯片的制作成本升高，以及芯片良率降低的问题。

基于此，亟需开发一种能够在确保芯片制作成本不升高的基础上，还能削弱电流拥挤效应的发光二极管。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种发光二极管及其制作方法，该发光二极管结构简单，相较于现有技术，降低了芯片的制作成本，并有效的解决了发光二极管电流拥挤的问题。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种发光二极管，包括：

衬底，以及依次位于所述衬底表面上的缓冲层、非故意掺杂层、第一掺杂层、第一重掺杂层、第一欧姆接触层、第一高掺杂层、第一隔离层、第二掺杂层、第一电流阻挡层、有源区、第二电流阻挡层、第三掺杂层、第二欧姆接触层；其中，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、所述第一欧姆接触层、所述第一高掺杂层、所述第一隔离层、所述第二掺杂层、以及所述第一电流阻挡层的掺杂类型相同，所述第三掺杂层与所述第一掺杂层的掺杂类型不同；所述第二掺杂层包括第一平台，所述第一平台暴露出部分所述第二掺杂层材料；所述第一高掺杂层包括第二平台，所述第二平台暴露出部分所述第一高掺杂层材料；所述第一欧姆接触层包括第三平台，所述第三平台暴露出部分所述第一欧姆接触层材料；并且，所述第一平台、所述第二平台、及所述第三平台的表面粗糙度不同；

与所述第一平台、所述第一隔离层的侧壁、所述第二平台、以及所述第三平台直接接触的第一电极；

位于所述第二欧姆接触层表面上的透明导电层；

位于所述第二欧姆接触层表面上的第二电极，所述第二电极与所述透明导电层的侧壁直接接触；

位于所述第一电极和所述第二掺杂层、所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、所述透明导电层之间的第二保护层，用于将所述第一电极与所述第二掺杂层、所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、以及所述透明导电层电性隔离。

优选的，所述第二掺杂层还包括第一上表面和第一下表面，所述第一平台低于所述第一上表面，且高于所述第一下表面；所述第一高掺杂层还包括第二上表面和第二下表面，所述第二平台低于所述第二上表面，且高于所述第二下表面；所述第一欧姆接触层包括第三上表面和第三下表面，所述第三平台与所述第三上表面齐平，或者，所述第三平台低于所述第三上表面，且高于所述第三下表面。

优选的，所述第一平台与所述第一上表面的高度差小于300nm；所述第二平台与所述第二上表面的高度差小于300nm。

优选的，所述第一平台的粗糙度大于所述第二平台的粗糙度，所述第二平台的粗糙度大于所述第三平台的粗糙度。

优选的，所述第一平台的表面粗糙度为20nm-50nm以内。

优选的，所述第二平台的表面粗糙度小于20nm。

优选的，所述第三平台的表面粗糙度为趋于0。

优选的，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、所述第一高掺杂层、以及所述第二掺杂层的材料相同，且所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的浓度相同，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、以及所述第一高掺杂层的掺杂浓度各不相同。

优选的，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、所述第一高掺杂层、以及所述第二掺杂层的材料为N型掺杂的GaN，其中，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的掺杂浓度为1*10¹⁷cm^-3～1*10¹⁸cm^-3；所述第一重掺杂层的掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3；所述第一高掺杂层的掺杂浓度为1*10¹⁸cm^-3～5*10¹⁸cm^-3。

优选的，所述第一欧姆接触层材料为N型掺杂的GaInN，其掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3；所述第一隔离层材料为N型掺杂的AlGaInN，其掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3。

优选的，还包括，位于所述透明导电层和所述第二保护层之间的第一保护层，所述第一保护层的侧壁与所述第二电极的侧壁直接接触；所述第一保护层的材料与所述第二保护层的材料相同。

本发明实施例还公开了一种发光二极管制作方法，包括：

提供衬底；

在所述衬底表面上依次形成缓冲层、非故意掺杂层、第一掺杂层、第一重掺杂层、第一欧姆接触层、第一高掺杂层、第一隔离层、第二掺杂层、第一电流阻挡层、有源区、第二电流阻挡层、第三掺杂层、第二欧姆接触层、以及透明导电层；

在同一工艺步骤中，依次去除部分所述透明导电层、所述第二欧姆接触层、所述第三掺杂层、所述第二电流阻挡层、所述有源区、所述第一电流阻挡层的材料，暴露出所述第二掺杂层材料；

形成第二保护层，所述第二保护层至少覆盖所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、以及所述透明导电层的侧壁；

对暴露出的所述第二掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第一平台区域；

去除部分所述粗化后的第一平台区域、以及第一隔离层的材料，得到第一平台，并暴露出所述第一高掺杂层材料；

对暴露出的所述第一高掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第二平台区域；

去除部分所述粗化后的第二平台区域材料，得到第二平台，并暴露出所述第一欧姆接触层材料，得到第三平台，其中，所述第一平台、所述第二平台、及所述第三平台的表面粗糙度不同；

去除部分所述透明导电层材料，暴露出部分所述第二欧姆接触层表面；

在同一工艺步骤中，在暴露出的所述第二欧姆接触层表面形成第二电极，在所述第一平台、所述第二平台、及所述第三平台的表面形成第一电极，所述第二保护层将所述第一电极与所述第二掺杂层、所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、以及所述透明导电层电性隔离。

优选的，所述对暴露出的所述第二掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第一平台区域，具体为：

采用强酸腐蚀暴露出的所述第二掺杂层材料，得到所述粗化后的第一平台区域，所述腐蚀过程的温度范围为70℃-150℃，时间范围为15s-30s。

优选的，所述对暴露出的所述第一高掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第二平台区域，具体为：

采用强酸腐蚀暴露出的所述第一高掺杂层材料，得到所述粗化后的第二平台区域，所述腐蚀过程的温度范围为10℃-70℃，时间范围为0-20s。

优选的，在形成所述透明导电层之后，形成第二保护层之前，还包括，在所述透明导电层表面上形成第一保护层；

在去除部分所述透明导电层材料之前，还包括，先去除部分所述第一保护层材料；

其中，所述第二保护层覆盖所述第一保护层表面。

优选的，所述暴露出所述第二掺杂层材料，具体为：在去除部分所述第一电流阻挡层材料后，继续去除部分所述第二掺杂层材料，以暴露出所述第二掺杂层材料。

优选的，所述暴露出所述第一高掺杂层材料，具体为：在去除部分所述第一隔离层材料后，继续去除部分所述第一高掺杂层材料，以暴露出所述第一高掺杂层材料。

优选的，所述暴露出所述第一欧姆接触层材料，具体为：在去除部分所述第一平台材料后，继续去除部分所述第一欧姆接触层材料，以暴露出所述第一欧姆接触层材料。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种发光二极管及其制作方法，通过在缓冲层上依次设置非故意掺杂层、第一掺杂层、第一重掺杂层、第一欧姆接触层、第一高掺杂层、第一隔离层、第二掺杂层、第一电流阻挡层，其中的第一掺杂层、第一重掺杂层、第一高掺杂层、第二掺杂层作为电流分层通道，将第一电极流向第二电极的电子在各个分层通道内分层分布，从而减少外延层的电流拥挤。

并且，通过在各个电流分层通道之间，分别设置第一欧姆接触层、第一隔离层、第一电流阻挡层，提高了第一重掺杂5的欧姆接触能力，并且提高了第一掺杂层和第二掺杂层的电流阻挡能力。同时，由于各层次的材料不同，在后续制作第一平台、第二平台及第三平台的过程中，能够有效判断各层次的刻蚀深度。

进一步的，本实施例中通过将第一平台、第二平台及第三平台设置为不同的粗糙度，一般金属电极与半导体材料的接触面的粗糙度越大，欧姆接触电阻越大，从而使得第一电极与第二掺杂层、第一高掺杂层及第一欧姆接触层的欧姆接触电阻不同，进而导致不同结构层级的电流导通能力不同，从而有效的促进电子在不同结构层级中扩散分布，即电流的分布更加均匀，进一步解决了外延层的电流拥挤问题，提高了发光二极管的发光效率。

并且，本实施例中的发光二级管的制作过程简单，将多次刻蚀工艺与表面粗化工艺相结合，并未增加复杂的工艺制程，从而降低了芯片的制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种发光二极管的剖面图；

图2-图8为本申请实施例提供的一种发光二极管制作方法各步骤的剖面图；

图9为本申请另一实施例提供的一种发光二极管的剖面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种发光二极管，其结构图如图1所示，该发光二极管包括以下结构：

衬底1，以及依次位于所述衬底1表面上的缓冲层2、非故意掺杂层3、第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一欧姆接触层6、第一高掺杂层7、第一隔离层8、第二掺杂层9、第一电流阻挡层10、有源区11、第二电流阻挡层12、第三掺杂层13、第二欧姆接触层14；

其中，所述第一掺杂层4、所述第一重掺杂层5、所述第一欧姆接触层6、所述第一高掺杂层7、所述第一隔离层8、所述第二掺杂层9、以及所述第一电流阻挡层10的掺杂类型相同，所述第三掺杂层13与所述第一掺杂层4的掺杂类型不同。一般情况下，第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一欧姆接触层6、第一高掺杂层7、第一隔离层8、第二掺杂层9、以及第一电流阻挡层10为N型掺杂，第三掺杂层13和第二欧姆接触层14为P型掺杂。

并且，如图1所示，第二掺杂层9包括第一平台91，所述第一平台91暴露出部分所述第二掺杂层9的材料；所述第一高掺杂层7包括第二平台71，所述第二平台71暴露出部分所述第一高掺杂层7的材料；所述第一欧姆接触层6包括第三平台61，所述第三平台61暴露出部分所述第一欧姆接触层6的材料。

需要说明的是，本实施例中对第一平台91、第二平台71、及第三平台61的高度情况不做具体限定，具体的，第二掺杂层9还包括第一上表面和第一下表面，第一平台91可以与第一上表面齐平，也可以低于第一上表面，且高于第一下表面。同样的，第一高掺杂层7还包括第二上表面和第二下表面，第二平台71可以与第二上表面齐平，也可以低于第二上表面，且高于所述第二下表面。第一欧姆接触层6包括第三上表面和第三下表面，第三平台61可以与第三上表面齐平，也可以低于所述第三上表面，且高于所述第三下表面。

本实施例中为了进一步提高外延层的各层级结构间的电流导通能力，仅以第一平台91低于第一上表面，第二平台71第二上表面，第三平台与第三上表面齐平为例进行说明，如图1所示。优选的，第一平台91与第一上表面的高度差小于300nm，第二平台71与第二上表面的高度差小于300nm。

并且，本实施例中第一平台91、第二平台71、及第三平台61的表面粗糙度不同。由于金属与半导体材料接触面的粗糙度越大，二者接触产生的欧姆接触的电阻越大，本实施例中为了提高电流在各个结构层级间的扩散能力，并保证发光二极管的发光效率，优选第一平台91的粗糙度大于所述第二平台71的粗糙度，所述第二平台71的粗糙度大于所述第三平台61的粗糙度。

进一步的，第一平台91的表面粗糙度为20nm-50nm以内，第二平台71的表面粗糙度小于20nm，第三平台61的表面粗糙度趋于0。本领域技术人员可以理解，要做到表面粗糙度为0的完全光滑的表面，对于工艺的要求极高，因此本实施例中限定第三平台61的表面粗糙度趋于0，仅表示相较于第一平台和第二平台制作过程中的粗化处理来说，不对第三平台进行粗化处理，即第三平台61的表面粗糙度为刻蚀工艺本身能达到的表面粗糙度。

本领域技术人员可以理解，本实施例中对第一平台91、第二平台71、第三平台61的表面粗糙度不做具体限定，只要能够满足三者粗糙度不同的要求即可。本实施例中为了减少制作工艺流程，故不对第三平台61进行粗化处理。

继续参照图1，该发光二极管还包括，与所述第一平台91、所述第一隔离层8的侧壁、所述第二平台71、以及所述第三平台61直接接触的第一电极18；

位于所述第二欧姆接触层14表面上的透明导电层15；

位于所述第二欧姆接触层14表面上的第二电极19，所述第二电极19与所述透明导电层15的侧壁直接接触；

位于所述第一电极18和所述第二掺杂层9、所述第一电流阻挡层10、所述有源区11、所述第二电流阻挡层12、所述第三掺杂层13、所述第二欧姆接触层14、所述透明导电层15之间的第二保护层17，用于将所述第一电极18与所述第二掺杂层9、所述第一电流阻挡层10、所述有源区11、所述第二电流阻挡层12、所述第三掺杂层13、所述第二欧姆接触层14、以及所述透明导电层15电性隔离。

需要说明的是，本实施例中的第一掺杂层4、所述第一重掺杂层5、所述第一高掺杂层7、以及所述第二掺杂层9的材料相同，且所述第一掺杂层4与所述第二掺杂层9的浓度相同，但为了达到良好的电流分层效果，所述第一掺杂层4、所述第一重掺杂层5、以及所述第一高掺杂层7的掺杂浓度各不相同。

本发明的公开的发光二极管，通过在缓冲层2上依次设置非故意掺杂层3、第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一欧姆接触层6、第一高掺杂层7、第一隔离层8、第二掺杂层9、第一电流阻挡层10，其中的第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一高掺杂层7、第二掺杂层9作为电流分层通道，将第一电极18流向第二电极19的电子在各个分层通道内分层分布，从而减少外延层的电流拥挤。

并且，通过在各个电流分层通道之间，分别设置第一欧姆接触层6、第一隔离层8、第一电流阻挡层10，提高了第一重掺杂层5的欧姆接触能力，并且提高了第一掺杂层4和第二掺杂层9的电流阻挡能力。同时，由于各层次的材料不同，在后续制作第一平台、第二平台及第三平台的过程中，能够有效判断各层次的刻蚀深度。

进一步的，本实施例中通过将第一平台、第二平台及第三平台设置为不同的粗糙度，一般金属电极与半导体材料的接触面的粗糙度越大，欧姆接触电阻越大，从而使得第一电极18与第二掺杂层9、第一高掺杂层7及第一欧姆接触层6的欧姆接触电阻不同，进而导致不同结构层级的电流导通能力不同，从而有效的促进电子在不同结构层级中扩散分布，即电流的分布更加均匀，进一步解决了外延层的电流拥挤问题，提高了发光二极管的发光效率。

并且，本实施例中的发光二级管的制作过程简单，将多次刻蚀工艺与表面粗化工艺相结合，并未增加复杂的工艺制程，从而降低了芯片的制作成本。

如图9所示，在本发明其它实施例中，为了对透明导电层起到进一步的保护作用，发光二极管的结构中还包括，位于透明导电层15和所述第二保护层17之间的第一保护层16，所述第一保护层16的侧壁与所述第二电极19的侧壁直接接触。

由于第一保护层16和第二保护层17的作用均是电性隔离和保护的作用，因此为了减少工艺的复杂度，优选第一保护层16的材料与第二保护层17的材料相同。

下面结合该发光二极管的制作过程对其结构进行详细说明。本实施例中以形成图1中所示的发光二极管为例，该发光二极管制作过程各步骤的剖面图如图1-图8所示，下面结合各个剖面图对该发光二极管的制作过程及结构进行说明。

步骤S1：如图2所示，提供衬底1，根据发光二极管的种类不同，选择不同的衬底材料。根据发光二极管的种类不同，选择不同的衬底材料，衬底材料包括但不限于蓝宝石、碳化硅、单晶硅等。对于蓝绿发光二极管来说，本实施例中优选采用蓝宝石衬底，即PSS衬底，该蓝宝石衬底上可形成有多个图形结构。

步骤S2：继续如图2所示，在衬底1表面上依次形成缓冲层2、非故意掺杂层3、第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一欧姆接触层6、第一高掺杂层7、第一隔离层8、第二掺杂层9、第一电流阻挡层10、有源区11、第二电流阻挡层12、第三掺杂层13、第二欧姆接触层14、以及透明导电层15。

其中，缓冲层2为可为单层结构也可为叠层结构，本实施例中以单层结构为例，缓冲层2的材料为氮化铝AlN，其厚度可以为0-500nm，优选为0nm-100nm，优选为30nm-60nm，更优选为，AlN缓冲层的厚度为40nm。具体的，可采用PVD工艺、或MOCVD(Metal-organicChemical Vapor DePosition，即金属有机化合物化学气相淀积)等工艺在蓝宝石衬底表面上生长AlN缓冲层，本实施例中优选采用PVD工艺蒸镀AlN缓冲层。

具体的，本实施例中优选采用MOCVD工艺，在AlN缓冲层的表面上依次沉积相应的半导体材料，得到非故意掺杂层3、第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一欧姆接触层6、第一高掺杂层7、第一隔离层8、第二掺杂层9、第一电流阻挡层10、有源区11、第二电流阻挡层12、第三掺杂层13、第二欧姆接触层14。

本领域技术人员可以理解，蓝宝石衬底表面存在多个位错区域，这些位错区域在蓝宝石衬底表面形成一个个的尖苞状的凸起。所述蓝宝石衬底上或者缓冲层上的尖苞的横截面可以为圆形、半圆形、矩形、梯形、三角形或其他多边形等任意形状。相应的，在AlN缓冲层2的生长过程中，在蓝宝石衬底晶格结构的引导下，也会形成相应的尖苞20结构，AlN缓冲层上的尖苞结构所在区域与蓝宝石衬底上的位错区域相互对应，即缓冲层上的尖苞位于蓝宝石衬底表面的位错区域上方。以此类推，直接在缓冲层2表面上形成的半导体材料的各个外延结构层上，在与缓冲层的位错区域对应的区域上，也会存在相应的位错。

如以上结构实施例所述，本实施例中的第一掺杂层4、第一重掺杂层5、第一高掺杂层7、以及第二掺杂层9的材料相同，且第一掺杂层4与第二掺杂层9的浓度相同，第一掺杂层4、第一重掺杂层5、以及第一高掺杂层7的掺杂浓度各不相同。

具体的，对于蓝绿发光二极管来说，本实施例中的非故意掺杂层5的材料优选为未掺杂的氮化镓GaN。并优选第一掺杂层4、所述第一重掺杂层5、所述第一高掺杂层7、以及所述第二掺杂层9的材料为N型掺杂的GaN，第一电流阻挡层10的材料为N型掺杂的AlGaN。

其中，第一掺杂层和第二掺杂层的掺杂浓度为1*10¹⁷cm^-3～1*10¹⁸cm^-3。第一重掺杂层5的掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3。第一高掺杂层的掺杂浓度为1*10¹⁸cm^-3～5*10¹⁸cm^-3。

其中，第一欧姆接触层6的材料为N型掺杂的GaInN，其掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3。第一隔离层8的材料为N型掺杂的AlGaInN，其掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3。

本实施例中的第二电流阻挡层12的材料为P型掺杂的AlGaN，第三掺杂层13材料为P型掺杂的GaN，第二欧姆接触层14材料为P型掺杂的GaInN。有源区11为多量子阱层，优选为由多个相同的组合层重复叠加形成的叠层结构，该组合层由GaN层和GaInN层组合形成，本实施例中优选有源区11可以由6组GaN/GaInN组合层构成。

继续参照图2，在形成第二欧姆接触层14之后，可采用PVD或者MOCVD等工艺，在第二欧姆接触层14表面上蒸镀透明导电层材料，得到透明导电层15。该透明导电层材料可以为氧化铟锡ITO或氧化铟锌IZO等在半导体芯片领域常用的透明导电材料。

在本实施例中，形成透明导电层15形成后，直接进行步骤S3的光刻和刻蚀过程，在刻蚀过程中，由光刻胶层对透明导电层进行保护，这样形成的发光二极管的结构如图1所示。

在其它实施例中，在形成透明导电层15之后，为了在后续的光刻和刻蚀过程中，保护透明导电层15的表面，本实施例中还可以在透明导电层15表面上蒸镀第一保护层材料，形成第一保护层16。该第一保护层可选择透明且绝缘的材料，由此形成的发光二极管的结构如图9所示。

步骤S3：如图3所示，在同一工艺步骤中，依次去除部分所述透明导电层15、所述第二欧姆接触层14、所述第三掺杂层13、所述第二电流阻挡层12、所述有源区11、所述第一电流阻挡层10的材料，暴露出所述第二掺杂层9材料。

该步骤中，去除的部分以上外延层材料的区域，是为后期在这些区域形成第一电极做准备。具体的，该过程为，先在透明导电层15的表面上旋涂光刻胶，采用具有第一电极图形的掩膜板，对光刻胶进行曝光、显影之后，在透明导电层上形成具有第一电极图形开口的光刻胶层(图中未示出)。

如以上结构实施例所述，各外延层结构的材料不同，因此，本实施例中优选采用带有元素探测的ICP刻蚀设备，对外延层材料进行刻蚀，即以具有第一电极图形开口的光刻胶层为掩膜，采用ICP刻蚀工艺，去除未被光刻胶层覆盖的透明导电层15、所述第二欧姆接触层14、所述第三掺杂层13、所述第二电流阻挡层12、所述有源区11、所述第一电流阻挡层10的材料，从而暴露出第二掺杂层9的材料。刻蚀完成后，去除光刻胶层。

在其它实施例中，若在透明导电层15上形成有第一保护层16，则在该步骤中，即在第一保护层16上形成具有第一电极图形开口的光刻胶层，之后采用刻蚀工艺去除第一保护层16、透明导电层15、所述第二欧姆接触层14、所述第三掺杂层13、所述第二电流阻挡层12、所述有源区11、所述第一电流阻挡层10的材料，从而暴露出第二掺杂层9的材料。

需要说明的是，去除部分第一电流阻挡层10的材料后，可以停止对第二掺杂层9的刻蚀，即暴露出第二掺杂层9的上表面即可。也可以继续对第二掺杂层材料进行刻蚀，去除部分所述第二掺杂层材料，以暴露出所述第二掺杂层材料。

为了确保第一电流阻挡层10的材料被刻蚀干净，以避免第一电流阻挡层的杂质材料影响后续第一电极与第二掺杂层9的材料的欧姆接触效果，本实施例中优选采用后者所述的过刻蚀的方式，暴露出第二掺杂层材料，即在暴露出的第二掺杂层材料区域，形成第一平台的制作区域91a。

如结构实施例所述，第二掺杂层9过刻蚀的厚度优选小于300nm。也就是说，如图3所示，第二掺杂层9过刻蚀后，包括第一上表面92、第一下表面93，以及第一平台的制作区域91a，而第一平台的制作区域91a与第一上表面92的高度差小于300nm。

步骤S4：如图4所示，形成第二保护层17，所述第二保护层17至少覆盖第一电流阻挡层10、所述有源区11、所述第二电流阻挡层12、所述第三掺杂层13、所述第二欧姆接触层14、以及所述透明导电层15的侧壁。

若形成第一平台的制作区域的过程中，采用的是过刻蚀的方式，则该第二保护层17还应覆盖第二掺杂层9被过刻蚀区域的侧壁。

该第二保护层17的作用有两点，一是在后续腐蚀或刻蚀过程中，对第二掺杂层9、第一电流阻挡层10、所述有源区11、所述第二电流阻挡层12、所述第三掺杂层13、所述第二欧姆接触层14、以及所述透明导电层15的侧壁进行保护，以免后续的腐蚀或刻蚀工艺对侧壁造成损伤；二是将第一电极与第二掺杂层9、第一电流阻挡层10、所述有源区11、所述第二电流阻挡层12、所述第三掺杂层13、所述第二欧姆接触层14、以及所述透明导电层15进行电性隔离。该第二保护层17的材料优选为绝缘的氮化硅材料。

步骤S5：继续如图4所示，对暴露出的第二掺杂层9材料(即第一平台制作区91a的第二掺杂层材料)进行粗化，得到粗化后的第一平台区域91b。

本实施例中优选采用强酸腐蚀第一平台制作区91a暴露出的第二掺杂层材料，得到粗化后的第一平台区域91b。该腐蚀过程的温度范围为70℃-150℃，时间范围为15s-30s，该腐蚀过程使得粗化后的第一平台区域91b的表面粗糙度为20nm-50nm以内。

步骤S6：如图5所示，去除部分粗化后的第一平台区域91b、以及第一隔离层8的材料，得到第一平台91，并暴露出所述第一高掺杂层7材料；

具体的，该过程为，先在第二保护层17以及粗化后的第一平台区域91b表面上旋涂光刻胶，采用具有第二平台制作区域71a图形的掩膜板，对光刻胶进行曝光、显影之后，在图4所示的结构表面上形成具有第二平台制作区域71a图形开口的光刻胶层(图中未示出)。

之后采用带有元素探测的ICP刻蚀设备，对粗化后的第一平台区域91b、以及第一隔离层8材料进行刻蚀，即以具有第二平台制作区域71a图形的光刻胶层为掩膜，采用ICP刻蚀工艺，去除未被光刻胶层覆盖的粗化后的第一平台区域91b以及第一隔离层8的材料，从而暴露出第一高掺杂层7的材料。刻蚀完成后，去除光刻胶层。

需要说明的是，去除部分粗化后的第一平台区域91b和第一隔离层8的材料后，可以停止对第一高掺杂层7的刻蚀，即暴露出第二掺杂层9的上表面即可。也可以继续对第一高掺杂层7的材料进行刻蚀，去除部分所述第一高掺杂层7材料，以暴露出所述第一高掺杂层7材料。

为了确保第一隔离层8的材料被刻蚀干净，以避免第一隔离层8的杂质材料影响后续第一电极与第一高掺杂层7材料的欧姆接触效果，本实施例中优选采用后者所述的过刻蚀的方式，暴露出第一高掺杂层7材料，即在暴露出的第一高掺杂层7区域，得到第二平台的制作区域71a，该刻蚀过程同时得到了第一平台91。

如结构实施例所述，第一高掺杂层7过刻蚀的厚度优选小于300nm。也就是说，如图4所示，第一高掺杂层7过刻蚀后，包括第二上表面72、第二下表面73，以及第二平台的制作区域71a，而第一平台的制作区域71a与第二上表面72的高度差小于300nm。

步骤S7：如图6所示，对暴露出的所述第一高掺杂层7材料进行粗化，得到粗化后的第二平台区域71b；

本实施例中优选采用强酸腐蚀第二平台制作区71a暴露出的第一高掺杂层7材料，得到粗化后的第二平台区域71b。该腐蚀过程的温度范围为10℃-70℃，时间范围为0-20s，该腐蚀过程使得粗化后的第二平台区域71b的表面粗糙度为小于20nm。

步骤S8：如图7所示，去除部分所述粗化后的第二平台区域71b的材料，得到第二平台71，并暴露出所述第一欧姆接触层6材料，得到第三平台61。其中，所述第一平台91、所述第二平台71、及所述第三平台61的表面粗糙度不同。

具体的，先在第二保护层17、第一平台91、以及粗化后的第二平台区域71b表面上旋涂光刻胶，采用具有第三平台制作区域61图形的掩膜板，对光刻胶进行曝光、显影之后，在图6所示的结构表面上形成具有第三平台制作区域61图形开口的光刻胶层(图中未示出)。

之后采用带有元素探测的ICP刻蚀设备，对粗化后的第二平台区域71b、进行刻蚀，即以具有第三平台制作区域61图形的光刻胶层为掩膜，采用ICP刻蚀工艺，去除未被光刻胶层覆盖的粗化后的第二平台区域71b的材料，从而暴露出第一欧姆接触层6的材料。刻蚀完成后，去除光刻胶层。

需要说明的是，去除部分粗化后的第二平台区域71b的材料后，可以停止对第一欧姆接触层6的刻蚀，即暴露出第一欧姆接触层6的上表面即可。也可以继续对第一欧姆接触层6的材料进行刻蚀，去除部分第一欧姆接触层6材料，以得到第三平台61，本实施例中对此不做限定。

若第三平台61的过程也如第一平台和第二平台的制作过程类似，采用过刻蚀的方式制作，则第一欧姆接触层6过刻蚀的厚度优选小于300nm。也就是说，第一欧姆接触层6过刻蚀后，包括第三上表面、第三下表面，以及第三平台，而第三平台与第三上表面的高度差小于300nm。当然，本实施例中也可以不对第一欧姆接触层6进行过刻蚀，即第三平台61与第三上表面齐平。

并且，本实施例中第一平台91的粗糙度大于第二平台71的粗糙度，第二平台71的粗糙度大于第三平台61的粗糙度。为了简化工艺流程，本实施例中优选得到第三平台后，不对第三平台进行粗化处理，即第三平台的粗糙度趋于0。

步骤S9：如图8所示，去除部分所述透明导电层15材料，暴露出部分所述第二欧姆接触层14表面。

具体的，可采用具有第二电极图形开口的光刻胶层为掩膜，以干法刻蚀或湿法腐蚀工艺，去除未被光刻胶层覆盖的透明导电层15的材料，之后，去除光刻胶层，得到第一电极和第二电极的制作区。

在其它实施例中，对于在透明导电层15上表面设置有第一保护层16的方案来说，在去除部分透明导电层15材料之前，需要先去除部分第一保护层16的材料，即在同一光刻和刻蚀步骤中，同时去除第一保护层16和透明导电层15的材料，得到第一电极和第二电极的制作区。在该方案中，第二保护层17覆盖第一保护层16表面，如图9所示。为了降低发光二极管的成本，优选第一保护层16和第二保护层17的材料相同。

当然，在其它实施例中，在具有第一保护层16的情况下，还可以在完成第三平台的刻蚀过程后，在形成第一电极和第二电极之前，形成第二保护层17，本实施例对此不做限定。

步骤S10：如图1所示，在同一工艺步骤中，在暴露出的所述第二欧姆接触层14表面形成第二电极18，在所述第一平台91、所述第二平台71、及所述第三平台61的表面形成第一电极18。即第一电极18与第一平台91、第二平台71、及第三平台61的表面直接接触，形成不同的欧姆接触效果，第二电极19直接与第二欧姆接触层14表面直接接触且形成欧姆接触。

其中，所述第二保护层17将所述第一电极18与所述第二掺杂层9、所述第一电流阻挡层10、所述有源区11、所述第二电流阻挡层12、所述第三掺杂层13、所述第二欧姆接触层14、以及所述透明导电层15电性隔离。第一电极18为N型电极，第二电极19为P型电极。

具体的，可采用光刻工艺，在图8所示的结构表面形成具有第一电极18和第二电极19图形开口的光刻胶层，该光刻胶层上，暴露出第一平台91、第二平台71、及第三平台61的表面，以及同时暴露出第二欧姆接触层14的表面，之后，以该具有第一电极18和第二电极19图形开口的光刻胶层为掩膜，采用PVD工艺或MOCVD等工艺，沉积金属材料，之后，去除光刻胶层，从而形成图1中所示的第一电极18和第二电极19。

此外，在其它实施例中，还可以先在图8所示的结构表面沉积金属层材料，再以光刻胶层或刻蚀停止层等结构层，覆盖第一电极18和第二电极19的区域，之后，采用ICP刻蚀等工艺，去除未被覆盖的金属层材料，从而形成图1中所示的第一电极18和第二电极19。具体工艺本实施例中不做限定。

以上工艺步骤完成后，形成了发光二极管的主体结构。需要说明的是，由于倒装发光二极管具有良好的散热性能以及成本低等优势，本实施例中的发光二极管结构可以作为倒装发光二极管使用。

步骤S11：将第一电极18和第二电极19通过倒装焊接的方式，焊接在基板上。

本实施例中的发光二级管的制作过程简单，将多次刻蚀工艺与表面粗化工艺相结合，并未增加复杂的工艺制程，从而降低了芯片的制作成本。并通过多层外延层结构的设计，以及各个外延层结构的掺杂浓度和表面粗糙度的区别，使各个电流分层通道的欧姆接触能力不同，进而导致不同结构层级的电流导通能力不同，从而有效的促进电子在不同结构层级中扩散分布，即电流的分布更加均匀，进一步解决了外延层的电流拥挤问题，提高了发光二极管的发光效率。同时，由于各层次的材料不同，在后续制作第一平台、第二平台及第三平台的过程中，能够有效判断各层次的刻蚀深度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (17)

1.一种发光二极管，其特征在于，包括：

衬底，以及依次位于所述衬底表面上的缓冲层、非故意掺杂层、第一掺杂层、第一重掺杂层、第一欧姆接触层、第一高掺杂层、第一隔离层、第二掺杂层、第一电流阻挡层、有源区、第二电流阻挡层、第三掺杂层、第二欧姆接触层；其中，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、所述第一欧姆接触层、所述第一高掺杂层、所述第一隔离层、所述第二掺杂层、以及所述第一电流阻挡层的掺杂类型相同，所述第三掺杂层与所述第一掺杂层的掺杂类型不同；所述第二掺杂层包括第一平台，所述第一平台暴露出部分所述第二掺杂层材料；所述第一高掺杂层包括第二平台，所述第二平台暴露出部分所述第一高掺杂层材料；所述第一欧姆接触层包括第三平台，所述第三平台暴露出部分所述第一欧姆接触层材料；并且，所述第一平台、所述第二平台、及所述第三平台的表面粗糙度不同，具体的，所述第一平台的粗糙度大于所述第二平台的粗糙度，所述第二平台的粗糙度大于所述第三平台的粗糙度；

与所述第一平台、所述第一隔离层的侧壁、所述第二平台、以及所述第三平台直接接触的第一电极；

位于所述第二欧姆接触层表面上的透明导电层；

位于所述第二欧姆接触层表面上的第二电极，所述第二电极与所述透明导电层的侧壁直接接触；

位于所述第一电极和所述第二掺杂层、所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、所述透明导电层之间的第二保护层，用于将所述第一电极与所述第二掺杂层、所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、以及所述透明导电层电性隔离。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第二掺杂层还包括第一上表面和第一下表面，所述第一平台低于所述第一上表面，且高于所述第一下表面；所述第一高掺杂层还包括第二上表面和第二下表面，所述第二平台低于所述第二上表面，且高于所述第二下表面；所述第一欧姆接触层包括第三上表面和第三下表面，所述第三平台与所述第三上表面齐平，或者，所述第三平台低于所述第三上表面，且高于所述第三下表面。

3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述第一平台与所述第一上表面的高度差小于300nm；所述第二平台与所述第二上表面的高度差小于300nm。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第一平台的表面粗糙度为20nm-50nm以内。

5.根据权利要求4所述的发光二极管，其特征在于，所述第二平台的表面粗糙度小于20nm。

6.根据权利要求5所述的发光二极管，其特征在于，所述第三平台的表面粗糙度为趋于0。

7.根据权利要求6所述的发光二极管，其特征在于，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、所述第一高掺杂层、以及所述第二掺杂层的材料相同，且所述第一掺杂层与所述第二掺杂层的浓度相同，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、以及所述第一高掺杂层的掺杂浓度各不相同。

8.根据权利要求7所述的发光二极管，其特征在于，所述第一掺杂层、所述第一重掺杂层、所述第一高掺杂层、以及所述第二掺杂层的材料为N型掺杂的GaN，其中，所述第一掺杂层和所述第二掺杂层的掺杂浓度为1*10¹⁷cm^-3～1*10¹⁸cm^-3；所述第一重掺杂层的掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3；所述第一高掺杂层的掺杂浓度为1*10¹⁸cm^-3～5*10¹⁸cm^-3。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述第一欧姆接触层材料为N型掺杂的GaInN，其掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3；所述第一隔离层材料为N型掺杂的AlGaInN，其掺杂浓度为5*10¹⁸cm^-3～1*10¹⁹cm^-3。

10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，还包括，位于所述透明导电层和所述第二保护层之间的第一保护层，所述第一保护层的侧壁与所述第二电极的侧壁直接接触；所述第一保护层的材料与所述第二保护层的材料相同。

11.一种发光二极管制作方法，其特征在于，包括：

提供衬底；

在所述衬底表面上依次形成缓冲层、非故意掺杂层、第一掺杂层、第一重掺杂层、第一欧姆接触层、第一高掺杂层、第一隔离层、第二掺杂层、第一电流阻挡层、有源区、第二电流阻挡层、第三掺杂层、第二欧姆接触层、以及透明导电层；

在同一工艺步骤中，依次去除部分所述透明导电层、所述第二欧姆接触层、所述第三掺杂层、所述第二电流阻挡层、所述有源区、所述第一电流阻挡层的材料，暴露出所述第二掺杂层材料；

形成第二保护层，所述第二保护层至少覆盖所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、以及所述透明导电层的侧壁；

对暴露出的所述第二掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第一平台区域；

去除部分所述粗化后的第一平台区域、以及第一隔离层的材料，得到第一平台，并暴露出所述第一高掺杂层材料；

对暴露出的所述第一高掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第二平台区域；

去除部分所述粗化后的第二平台区域材料，得到第二平台，并暴露出所述第一欧姆接触层材料，得到第三平台，其中，所述第一平台、所述第二平台、及所述第三平台的表面粗糙度不同，具体的，所述第一平台的粗糙度大于所述第二平台的粗糙度，所述第二平台的粗糙度大于所述第三平台的粗糙度；

去除部分所述透明导电层材料，暴露出部分所述第二欧姆接触层表面；

在同一工艺步骤中，在暴露出的所述第二欧姆接触层表面形成第二电极，在所述第一平台、所述第二平台、及所述第三平台的表面形成第一电极，所述第二保护层将所述第一电极与所述第二掺杂层、所述第一电流阻挡层、所述有源区、所述第二电流阻挡层、所述第三掺杂层、所述第二欧姆接触层、以及所述透明导电层电性隔离。

12.根据权利要求11所述的发光二极管制作方法，其特征在于，所述对暴露出的所述第二掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第一平台区域，具体为：

采用强酸腐蚀暴露出的所述第二掺杂层材料，得到所述粗化后的第一平台区域，所述腐蚀过程的温度范围为70℃-150℃，时间范围为15s-30s。

13.根据权利要求12所述的发光二极管制作方法，其特征在于，所述对暴露出的所述第一高掺杂层材料进行粗化，得到粗化后的第二平台区域，具体为：

采用强酸腐蚀暴露出的所述第一高掺杂层材料，得到所述粗化后的第二平台区域，所述腐蚀过程的温度范围为10℃-70℃，时间范围为0-20s。

14.根据权利要求13所述的发光二极管制作方法，其特征在于，在形成所述透明导电层之后，形成第二保护层之前，还包括，在所述透明导电层表面上形成第一保护层；

在去除部分所述透明导电层材料之前，还包括，先去除部分所述第一保护层材料；

其中，所述第二保护层覆盖所述第一保护层表面。

15.根据权利要求13所述的发光二极管制作方法，其特征在于，所述暴露出所述第二掺杂层材料，具体为：在去除部分所述第一电流阻挡层材料后，继续去除部分所述第二掺杂层材料，以暴露出所述第二掺杂层材料。

16.根据权利要求15所述的发光二极管制作方法，其特征在于，所述暴露出所述第一高掺杂层材料，具体为：在去除部分所述第一隔离层材料后，继续去除部分所述第一高掺杂层材料，以暴露出所述第一高掺杂层材料。

17.根据权利要求16所述的发光二极管制作方法，其特征在于，所述暴露出所述第一欧姆接触层材料，具体为：在去除部分所述第一平台材料后，继续去除部分所述第一欧姆接触层材料，以暴露出所述第一欧姆接触层材料。