CN111933772A - 发光二极管及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
公开了一种发光二极管及其制造方法，包括支撑衬底；外延叠层，包括依次堆叠在所述支撑衬底上方的第二外延层、有源层、第一外延层；反射镜结构，包括位于所述支撑衬底上方的凸起。本申请通过在键合结构远离支撑衬底的表面上设置包含凸起的反射镜结构，可使得发光二极管沿四个侧壁逃逸出的光线被反射到有效出光角度范围内，有效提高芯片的外量子效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体器件技术领域，更具体地，涉及一种发光二极管及其制造方法。
背景技术
发光二极管的发光效率主要由内量子效率(LED发光层的电光转换效率)以及外量子效率(光子从发光层逸出到空气中的效率)决定。目前发光二极管的内量子效率可以达到很高，但发光二极管的内部全反射、金属电极和衬底材料对光的吸收等因素限制了外量子效率，导致发光二极管的发光效率仍然较低。
目前常通过设置布拉格反射镜、全方位反射镜，表面粗化处理，采用透明衬底，或者加厚窗口层等措施提高外量子效率。然而，上述提高外量子效率的方式都只能对向上或者向下的光线进行处理以提升光子的逸出效率，从发光二极管侧壁逃逸的光线并未得到处理。
现有技术通过封装体的反射杯来提取从发光二极管侧壁射出的光，但是封装体的反射杯反射效果有限，很多光线仍然会被吸收或散射进而损失掉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种发光二极管及其制造方法，通过在发光二极管中的外延叠层侧壁周围设置具有一定角度的反射镜结构，可使得发光二极管沿四个侧壁逃逸出的光线被反射到有效出光角度范围内，有效提高芯片的外量子效率。
根据本发明提供的一种发光二极管，包括：支撑衬底；外延叠层，包括依次堆叠在所述支撑衬底上方的第二外延层、有源层、第一外延层；反射镜结构，包括位于所述支撑衬底上方的凸起。
可选地，所述反射镜结构的至少部分位于所述外延叠层的内部。
可选地，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁外侧，并与所述外延叠层的侧壁相隔第一间距d1。
可选地，所述第一间距d1与所述有源层和所述反射镜结构在垂直方向的距离d0和光逃逸角θ相关，其关系为：d1小于或者等于d0/tanθ，所述光逃逸角θ为沿所述有源层出射的光线与所述有源层的夹角。
可选地，所述反射镜结构靠近相邻所述外延叠层的坡面与所述第一外延层上表面形成第一角度
所述第一角度
为30°～60°。
可选地，所述第一角度
与所述光逃逸角θ的关系为：
大于60°且小于120°。
可选地，所述反射镜结构的一部分位于所述外延叠层的侧壁内侧；一部分位于所述外延叠层的侧壁外侧。
可选地，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁内侧，并且与所述外延叠层的侧壁相隔第二间距。
可选地，所述第二间距小于10微米。
可选地，所述反射镜结构为以下一种或几种结构的组合：金属反射镜、布拉格反射镜、全方位反射镜。
可选地，还包括：键合结构，位于所述支撑衬底和所述外延叠层之间，所述反射镜结构位于所述键合结构远离所述支撑衬底的表面。
可选地，还包括：位于所述键合结构和所述第二外延层之间且覆盖所述键合结构的金属反射层；以及位于所述金属反射层与所述第二外延层之间的图案化的透明介质层，所述第二外延层覆盖所述透明介质层，所述反射镜结构包括凸起的金属反射层。
可选地，所述反射镜结构还包括凸起的透明介质层中的部分复合结构层。
可选地，所述反射镜结构的表面粗糙度小于1nm。
可选地，还包括：镶嵌于所述透明介质层中且分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；位于所述第一外延层表面的第二欧姆接触电极；以及位于所述支撑衬底远离所述键合结构的表面上的金属电极层。
可选地，还包括：镶嵌于所述透明介质层中且分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；位于所述第一外延层表面的第二欧姆接触电极；以及位于所述透明介质层部分复合结构层的表面且位于所述反射镜结构外围的第一电极，所述第一电极与所述金属反射层接触。
可选地，所述透明介质层为氧化硅层和氧化锌层的复合型结构。
可选地，所述氧化硅层的厚度为λ/4n，其中，λ为所述有源层的发光波长，n为氧化硅的折射率。
可选地，所述氧化锌层的厚度为λ/4m，其中，m为氧化锌的折射率，λ为所述有源层的发光波长。
可选地，所述透明介质层为氟化镁层或者氧化硅层。
可选地，所述反射镜结构的剖面形状为三角形或梯形。
可选地，所述反射镜结构到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h1大于所述有源层到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h0。
可选地，还包括：位于所述外延叠层暴露的表面和侧壁处的绝缘介质层。
根据本发明的另一方面，提供一种发光二极管的制造方法，包括：形成外延叠层，所述外延叠层包括依次堆叠在支撑衬底上方的第二外延层、有源层、第一外延层；形成反射镜结构，所述反射镜结构包括位于所述支撑衬底上方的凸起。
可选地，所述反射镜结构的至少部分位于所述外延叠层的内部。
可选地，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁外侧，并与所述外延叠层的侧壁相隔第一间距d1。
可选地，所述第一间距d1与所述有源层和所述反射镜结构在垂直方向的距离d0和光逃逸角θ相关，其关系为：d1小于或者等于d0/tanθ，所述光逃逸角θ为沿所述有源层出射的光线与所述有源层的夹角。
可选地，所述反射镜结构靠近相邻所述外延叠层的坡面与所述第一外延层上表面形成第一角度
所述第一角度
为30°～60°。
可选地，所述第一角度
与所述光逃逸角θ的关系为：
大于60°且小于120°。
可选地，所述反射镜结构的一部分位于所述外延叠层的侧壁内侧；一部分位于所述外延叠层的侧壁外侧。
可选地，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁内侧，并且与所述外延叠层的侧壁相隔第二间距。
可选地，所述第二间距小于10微米。
可选地，还包括：形成键合结构，通过所述键合结构将外延叠层与支撑衬底键合，所述键合结构位于所述支撑衬底与所述第二外延层之间，所述反射镜结构位于所述键合结构远离所述支撑衬底的表面。
可选地，所述反射镜结构为以下一种或几种结构的组合：金属反射镜、布拉格反射镜、全方位反射镜。
可选地，形成所述外延叠层的步骤包括：形成依次堆叠的所述第一外延层、所述有源层、所述第二外延层；形成沿所述第二外延层表面向所述有源层延伸的沟槽；在所述第二外延层表面形成图案化的透明介质层；在所述透明介质层表面形成金属反射层；以及形成沿所述第一外延层表面向所述有源层延伸的多个隔离槽，所述隔离槽依次贯穿所述第一外延层、所述有源层、所述第二外延层，到达所述透明介质层的部分复合结构层。
可选地，所述隔离槽还贯穿透明介质层到达金属反射层表面
可选地，所述反射镜结构的表面粗糙度小于1nm。
可选地，还包括：在所述图案化透明介质层中形成分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；在所述第一外延层表面形成第二欧姆接触电极；以及在所述支撑衬底远离所述键合结构的表面上形成金属电极层。
可选地，所述支撑衬底为硅、锗、砷化镓、磷化镓中的任一种。
可选地，还包括：在所述图案化透明介质层中形成分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；在所述第一外延层表面形成第二欧姆接触电极；以及在所述透明介质层部分复合结构层的表面形成位于所述反射镜结构外围的第一电极，所述第一电极与所述金属反射层接触。
可选地，所述支撑衬底为蓝宝石或者氮化铝。
可选地，所述透明介质层为氧化硅层和氧化锌层的复合型结构。
可选地，所述透明介质层为氟化镁层或者氧化硅层。
可选地，所述反射镜结构到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h1大于所述有源层到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h0。
可选地，还包括：在所述外延叠层暴露的表面和侧壁处形成绝缘介质层。
可选地，所述反射镜结构的剖面形状为三角形或梯形。
根据本发明实施例提供的发光二极管，通过在所述键合结构远离所述支撑衬底的表面上设置包含凸起的反射镜结构，可使得发光二极管沿四个侧壁逃逸出的光线被反射到有效出光角度范围内，有效提高芯片的外量子效率。
优选地，反射镜结构至少部分位于外延叠层侧壁的内部。具体地，因其反射镜结构至少有部分位于外延叠层内部，进而在形成隔离槽时只要满足刻穿有源层即可，降低了在形成反射镜结构时对蚀刻工艺精度的高要求。并且上述实施例中设置的反射镜结构减少了出射光在外延叠层侧壁出射时遭遇的全反射损失，进而提升了出光效率。
优选地，反射镜结构位于沿所述外延叠层侧壁外扩第一间距之外的沟槽中，第一间距d1与有源层和反射镜结构在垂直方向的距离d0和所述光逃逸角θ相关，其关系为：d1≤d0/tanθ。并且，反射镜结构到键合结构远离支撑衬底的表面的距离大于有源层到键合结构远离支撑衬底的表面的距离。使得发光二极管侧壁出射的光线最大程度的反射到有效出光角度范围内，增加了外延侧壁的出光率，提升了发光二极管的外量子效率。
优选地，本申请的发光二极管适用于同侧电极结构和异侧电极结构。
优选地，反射镜结构包括金属反射层和透明介质层的部分复合结构层，全方位反射镜结构的反射率更高，提升了发光二极管的出光效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示出根据本发明第一实施例的发光二极管的结构截面图；
图2至10示出本发明第一实施例的发光二极管在制造过程中不同阶段的结构示意图；
图11示出根据本发明第二实施例的发光二极管的结构截面图；
图12示出根据本发明第三实施例的发光二极管的结构截面图；
图13示出根据本发明第四实施例的发光二极管的结构截面图；
图14示出根据本发明第五实施例的发光二极管的结构截面图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图1示出根据本发明第一实施例的发光二极管的结构截面图。
如图1所示，发光二极管200包括支撑衬底212、位于支撑衬底212上方的外延叠层、位于支撑衬底212和外延叠层之间的键合结构207、位于外延叠层与键合结构207之间的金属反射层206以及图案化的透明介质层204。其中，外延叠层包括依次堆叠的第二外延层203、有源层202以及第一外延层201。透明介质层204设置在第二外延层203与金属反射层206之间。还包括位于第一外延层201远离有源层202表面的第二欧姆接触电极208、以及位于外延叠层暴露的表面和侧壁的绝缘介质层240、镶嵌于图案化的透明介质层204中且分别与第二外延层203和金属反射层206接触的第一欧姆接触电极205、以及位于支撑衬底212远离键合结构207的表面的金属电极层209。
其中，支撑衬底212为电阻率较小的半导体层，使得可以与金属反射层206和金属电极层209形成欧姆接触。支撑衬底212例如为硅、锗、砷化镓、磷化镓等。
进一步地，金属反射层206覆盖键合结构207，第二外延层203覆盖部分透明介质层204，位于外延叠层侧壁外围的金属反射层206上方还包括透明介质层204中的部分复合结构层。透明介质层204为氧化硅层和氧化锌层的复合型结构，氧化硅层的厚度为λ/4n，氧化锌层的厚度为λ/4m，其中，λ为有源层202的发光波长，n为氧化硅的折射率，m为氧化锌的折射率。具体地，本实施例中位于外延叠层侧壁外围的金属反射层206上方还包括透明介质层204中的部分复合结构层为氧化锌层。
发光二极管200还包括位于外延叠层外围的反射镜结构260。具体地，位于沿外延叠层侧壁外扩第一间距d1之外的沟槽221中的反射镜结构260，包括由位于外延叠层外围处的金属反射层以及透明介质层中的部分复合结构层形成的凸起结构。
进一步地，第一间距d1与有源层202和透明介质层204在垂直方向的距离d0和光逃逸角θ相关，其关系为：d1≤d0/tanθ。其中，光逃逸角θ为有源层202的出射光线与有源层202的夹角。具体地，光逃逸角θ为圆锥角，即发光二极管200中有源层202从发光二极管200内部发出的光出射到外部的最大角度，光逃逸角θ＝arcsin(n0/n1)，其中，n0为空气折射率，n1为外延叠层折射率。反射镜结构260靠近相邻外延叠层的坡面与第一外延层201上表面形成第一角度，第一角度
为30°～60°。反射镜结构260的剖面形状为三角形或梯形等具有坡面的图形。其中，第一角度
与光逃逸角θ的关系为：
进一步地，反射镜结构260到键合结构207远离支撑衬底212的表面的距离h1，大于有源层202到键合结构207远离支撑衬底212的表面的距离h0。
进一步地，反射镜结构260为以下一种或几种结构的组合：金属反射镜、布拉格反射镜、全方位反射镜。
在优选的实施例中，反射镜结构260的表面粗糙度小于1nm。
图2至10示出本发明第一实施例的发光二极管在制造过程中不同阶段的结构示意图。
如图2所示，在生长衬底211上形成外延叠层，该外延叠层包括依次堆叠在生长衬底211上的第一外延层201、有源层202、第二外延层203。进一步地，第一外延层201和第二外延层203分别为不同掺杂类型，第一外延层201的掺杂类型为第一掺杂类型，第二外延层203的掺杂类型为第二掺杂类型，优选地，第一掺杂类型为N型，第二掺杂类型为P型。其中，第一外延层201和第二外延层203为三五族化合物半导体材料层，有源层202例如为量子阱结构。
接着，如图3a所示，形成沿第二外延层203表面向下延伸的沟槽221。进一步地，此步骤结合附图3b、3c进行说明，其中，图3b为图3a中A处的放大图，沿俯视图图3c中的BB线得到如图3a所示的截面图。沿第二外延层203的表面向下延伸形成图案化沟槽221，沟槽221依次贯穿第二外延层203、有源层202以及部分第一外延层201。图案化的沟槽221的剖面形状为三角形或梯形等具有坡面的图形。沟槽221位于后续形成外延叠层侧壁的投影位置对应的区域280外扩第一间距d1之外的区域，第一间距d1与有源层202和透明介质层204在垂直方向的距离d0和光逃逸角θ相关，其关系为：d1≤d0/tanθ。其中，光逃逸角θ为有源层202的出射光线与有源层202的夹角。具体地，光逃逸角θ为圆锥角，即发光二极管200中有源层202从发光二极管200内部发出的光出射到外部的最大角度，光逃逸角θ＝arcsin(n0/n1)，其中，n0为空气折射率，n1为外延叠层折射率。其中沟槽221的坡面与第一外延层201表面形成的第一角度
是通过在光刻工艺中控制光刻胶的边缘角度并结合干法刻蚀工艺实现的，第一角度
为30°～60°。其中，第一角度
与光逃逸角θ的关系为：
接着，如图4所示，在第二外延层203上方形成共形的透明介质层204。进一步地，在沟槽221表面以及第二外延层203的表面形成图案化的透明介质层204，透明介质层204为复合型结构。具体地，该透明介质层204的第一层优选为氧化硅层，第二层优选为氧化锌层，氧化硅层的厚度为λ/4n，氧化锌层的厚度为λ/4m，其中，λ为有源层202的发光波长，n为氧化硅的折射率，m为氧化锌的折射率。进一步地，图案化的透明介质层204是通过光刻结合湿法腐蚀工艺实现的。
接着，如图5所示，形成镶嵌于透明介质层204的图案中的第一欧姆接触电极205。进一步地，透明介质层204包含多个图案化形成的通孔，该通孔暴露了第二外延层203的部分表面。本步骤中，在上述通孔中形成与第二外延层203接触的第一欧姆接触电极205。
接着，如图6所示，在透明介质层204上形成共形的金属反射层206。进一步地，在透明介质层204表面以及暴露在外的第一欧姆接触电极205的表面形成金属反射层206，其中，沟槽221中包括依次堆叠的透明介质层204和金属反射层206。
接着，如图7所示，在金属反射层206上形成第一键合层207a以及在支撑衬底212上形成第二键合层207b。进一步地，在金属反射层206表面形成第一键合层207a。并且提供一支撑衬底212，以及在支撑衬底212的表面形成第二键合层207b，其中，支撑衬底212例如为硅、锗、砷化镓、磷化镓等。
接着，如图8所示，将第一键合层207a和第二键合层207b键合。进一步地，第一键合层207a和第二键合层207b通过键合工艺键合在一起形成键合结构207，键合结构207将支撑衬底212和外延叠层键合在一起。接着将键合后的半导体结构倒置，并去除生长衬底211以将第一外延层201远离有源层202的表面暴露。在键合工艺工程中，键合层发生形变填满沟槽221。
接着，如图9所示，在第一外延层201暴露的表面形成第二欧姆接触电极208。具体地，第二欧姆接触电极208与第一外延层201接触并用于外部连接。第二欧姆接触电极208为N电极。
接着，如图10所示，沿第一外延层201表面向下延伸形成多个隔离槽以分割形成多个发光二极管半导体结构。进一步地，通过干法蚀刻结合反应离子刻蚀形成隔离槽，干法刻蚀将外延叠层蚀刻干净，反应离子将暴露的透明介质层204的氧化硅层选择性刻蚀掉，进而隔离槽底部裸露出透明介质层204的氧化锌层。形成的外延叠层侧壁的投影位置对应于图3c中的区域280。并且在此步骤中，位于隔离槽中的反射镜结构260为设置在键合结构207远离所述支撑衬底的表面上的凸起结构。其中，反射镜结构260包含凸起的金属反射层和透明介质层中凸起的氧化锌层。
接着，在暴露的外延叠层表面和侧壁上形成绝缘介质层240。
接着，如图1所示，在支撑衬底212远离键合结构207的表面形成金属电极层209，其中，支撑衬底212为电阻率较小的半导体层，使得支撑衬底212与金属反射层206和金属电极层209形成欧姆接触。金属电极层209为P电极。
图11示出根据本发明第二实施例的发光二极管的结构截面图。
如图11所示，发光二极管300与发光二极管200的制造流程基本相似。其中区别在于，在第二外延层203上形成的共形的图案化的透明介质层304为单层材料结构，例如为氟化镁层或者氧化硅层。对应地，在沿第一外延层201表面向下延伸形成多个隔离槽以分割形成多个发光二极管半导体结构的步骤中，反应离子将暴露的透明介质层304选择性刻蚀掉，进而裸露出金属反射层206。其中，反射镜结构360包含凸起的金属反射层206。进而得到如图11所示的发光二极管300。
该实施例中，发光二极管300的外延叠层侧壁设置的具有一定角度的反射镜结构360由金属反射层206构成。本实施例中在形成反射镜结构360时，可以过蚀刻至透明介质层304以漏出金属反射层206。降低了在形成反射镜结构360时蚀刻工艺的复杂度。并且本实施例中设置发射镜结构360，相对于现有技术提升了发光二极管的出光效率。
图12示出根据本发明第三实施例的发光二极管的结构截面图。
如图12所示，发光二极管400与发光二极管200的制造流程基本相似。其中区别在于，在形成多个隔离槽以分割形成多个发光二极管半导体结构的步骤中，本实施例沿第一外延层401表面向下延伸依次贯穿第一外延层401、有源层402、第二外延层403形成多个隔离槽，并且隔离槽底部暴露出透明介质层204。其中，反射镜结构460位于沿所述外延叠层侧壁内缩第二间距的区域中，即反射镜结构460并未设置在隔离槽中，而是设置在外延叠层内部。第二间距小于10微米。进一步地，在外延叠层暴露的表面和侧壁上形成绝缘介质层440，其中，本实施例中的绝缘介质层440的材料例如与其他实施例中的相同。
图13示出根据本发明第四实施例的发光二极管的结构截面图。
如图13所示，发光二极管500与发光二极管400的制造流程基本相似。其中区别在于，在形成多个隔离槽以分割形成多个发光二极管半导体结构的步骤中，本实施例沿第一外延层501表面向下延伸依次贯穿第一外延层501、有源层502、第二外延层503形成多个隔离槽，并且隔离槽底部暴露出透明介质层204。其中，反射镜结构560的一部分位于外延叠层侧壁的内部，另一部分位于外延叠层侧壁的外部。进一步地，在外延叠层暴露的表面和侧壁上形成绝缘介质层540，其中，本实施例中的绝缘介质层的材料例如与其他实施例中的相同。
上述第三实施例、第四实施例中提供的发光二极管结构中的具有一定角度的反射镜结构全部或部分位于外延叠层内部。上述实施例中在形成反射镜结构时，因其反射镜结构至少有部分位于外延叠层内部，进而在形成隔离槽时只要满足刻穿有源层即可，降低了在形成反射镜结构时对蚀刻工艺精度的高要求。并且上述实施例中设置的反射镜结构减少了出射光在外延叠层侧壁出射时遭遇的全反射损失，与实施例一相比进一步提升了出光效率。
图14示出根据本发明第五实施例的发光二极管的结构截面图。
如图14所示，发光二极管600与发光二极管200的制造流程基本相似。其中区别在于，在形成隔离槽后，通过光刻法和湿法蚀刻将隔离槽内部分区域的透明介质层蚀刻掉，裸露出金属反射层206，进而设置与裸露的金属反射层206接触的第一电极609，第一电极609位于金属反射层609的表面且位于反射镜结构660外围，进而不需要在支撑衬底212背面设置金属电极层。第一电极609为P电极。本实施例中，支撑衬底212例如为蓝宝石，氮化铝等。需要说明的是，该实施例中，反射镜结构660也可以位于外延叠层内部或部分位于外延叠层的内部。
上述实施例仅为详细介绍本申请，本申请的实施不仅限于此，还可以是上述技术方案的任意组合。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
Claims (46)
1.一种发光二极管，其中，包括：
支撑衬底；
外延叠层，包括依次堆叠在所述支撑衬底上方的第二外延层、有源层、第一外延层；
反射镜结构，包括位于所述支撑衬底上方的凸起。
2.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构的至少部分位于所述外延叠层的内部。
3.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁外侧，并与所述外延叠层的侧壁相隔第一间距d1。
4.根据权利要求3所述的发光二极管，其中，所述第一间距d1与所述有源层和所述反射镜结构在垂直方向的距离d0和光逃逸角θ相关，其关系为：d1小于或者等于d0/tanθ，所述光逃逸角θ为沿所述有源层出射的光线与所述有源层的夹角。
5.根据权利要求4所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构靠近相邻所述外延叠层的坡面与所述第一外延层上表面形成第一角度
所述第一角度
为30°～60°。
6.根据权利要求5所述的发光二极管，其中，所述第一角度
与所述光逃逸角θ的关系为：
大于60°且小于120°。
7.根据权利要求2所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构的一部分位于所述外延叠层的侧壁内侧；一部分位于所述外延叠层的侧壁外侧。
8.根据权利要求2所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁内侧，并且与所述外延叠层的侧壁相隔第二间距。
9.根据权利要求8所述的发光二极管，其中，所述第二间距小于10微米。
10.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构为以下一种或几种结构的组合：金属反射镜、布拉格反射镜、全方位反射镜。
11.根据权利要求2或3所述的发光二极管，其中，还包括：
键合结构，位于所述支撑衬底和所述外延叠层之间，所述反射镜结构位于所述键合结构远离所述支撑衬底的表面。
12.根据权利要求11所述的发光二极管，其中，还包括：
位于所述键合结构和所述第二外延层之间且覆盖所述键合结构的金属反射层；以及
位于所述金属反射层与所述第二外延层之间的图案化的透明介质层，所述第二外延层覆盖所述透明介质层，
所述反射镜结构包括凸起的金属反射层。
13.根据权利要求12所述的发光二极管，其中，
所述反射镜结构还包括凸起的透明介质层中的部分复合结构层。
14.根据权利要求13所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构的表面粗糙度小于1nm。
15.根据权利要求12所述的发光二极管，其中，还包括：
镶嵌于所述透明介质层中且分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；
位于所述第一外延层表面的第二欧姆接触电极；以及
位于所述支撑衬底远离所述键合结构的表面上的金属电极层。
16.根据权利要求12所述的发光二极管，其中，还包括：
镶嵌于所述透明介质层中且分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；
位于所述第一外延层表面的第二欧姆接触电极；以及
位于所述透明介质层部分复合结构层的表面且位于所述反射镜结构外围的第一电极，所述第一电极与所述金属反射层接触。
17.根据权利要求12所述的发光二极管，其中，所述透明介质层为氧化硅层和氧化锌层的复合型结构。
18.根据权利要求17所述的发光二极管，其中，所述氧化硅层的厚度为λ/4n，其中，λ为所述有源层的发光波长，n为氧化硅的折射率。
19.根据权利要求17所述的发光二极管，其中，所述氧化锌层的厚度为λ/4m，其中，m为氧化锌的折射率，λ为所述有源层的发光波长。
20.根据权利要求12所述的发光二极管，其中，所述透明介质层为氟化镁层或者氧化硅层。
21.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构的剖面形状为三角形或梯形。
22.根据权利要求11所述的发光二极管，其中，所述反射镜结构到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h1大于所述有源层到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h0。
23.根据权利要求1所述的发光二极管，其中，还包括：
位于所述外延叠层暴露的表面和侧壁处的绝缘介质层。
24.一种发光二极管的制造方法，其中，包括：
形成外延叠层，所述外延叠层包括依次堆叠在支撑衬底上方的第二外延层、有源层、第一外延层；
形成反射镜结构，所述反射镜结构包括位于所述支撑衬底上方的凸起。
25.根据权利要求24所述的制造方法，其中，所述反射镜结构的至少部分位于所述外延叠层的内部。
26.根据权利要求24所述的制造方法，其中，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁外侧，并与所述外延叠层的侧壁相隔第一间距d1。
27.根据权利要求26所述的制造方法，其中，所述第一间距d1与所述有源层和所述反射镜结构在垂直方向的距离d0和光逃逸角θ相关，其关系为：d1小于或者等于d0/tanθ，所述光逃逸角θ为沿所述有源层出射的光线与所述有源层的夹角。
28.根据权利要求27所述的制造方法，其中，所述反射镜结构靠近相邻所述外延叠层的坡面与所述第一外延层上表面形成第一角度
所述第一角度
为30°～60°。
29.根据权利要求28所述的制造方法，其中，所述第一角度
与所述光逃逸角θ的关系为：
大于60°且小于120°。
30.根据权利要求25所述的制造方法，其中，所述反射镜结构的一部分位于所述外延叠层的侧壁内侧；一部分位于所述外延叠层的侧壁外侧。
31.根据权利要求25所述的制造方法，其中，所述反射镜结构位于所述外延叠层的侧壁内侧，并且与所述外延叠层的侧壁相隔第二间距。
32.根据权利要求31所述的制造方法，其中，所述第二间距小于10微米。
33.根据权利要求25或26所述的制造方法，其中，还包括：
形成键合结构，通过所述键合结构将外延叠层与支撑衬底键合，所述键合结构位于所述支撑衬底与所述第二外延层之间，所述反射镜结构位于所述键合结构远离所述支撑衬底的表面。
34.根据权利要求24所述的制造方法，其中，所述反射镜结构为以下一种或几种结构的组合：金属反射镜、布拉格反射镜、全方位反射镜。
35.根据权利要求33所述的制造方法，其中，形成所述外延叠层的步骤包括：
形成依次堆叠的所述第一外延层、所述有源层、所述第二外延层；
形成沿所述第二外延层表面向所述有源层延伸的沟槽；
在所述第二外延层表面形成图案化的透明介质层；
在所述透明介质层表面形成金属反射层；以及
形成沿所述第一外延层表面向所述有源层延伸的多个隔离槽，
所述隔离槽依次贯穿所述第一外延层、所述有源层、所述第二外延层，到达所述透明介质层的部分复合结构层。
36.根据权利要求35所述的制造方法，其中，所述隔离槽还贯穿透明介质层到达金属反射层表面。
37.根据权利要求36所述的制造方法，其中，所述反射镜结构的表面粗糙度小于1nm。
38.根据权利要求35所述的制造方法，其中，还包括：
在所述图案化透明介质层中形成分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；
在所述第一外延层表面形成第二欧姆接触电极；以及
在所述支撑衬底远离所述键合结构的表面上形成金属电极层。
39.根据权利要求38所述的制造方法，其中，所述支撑衬底为硅、锗、砷化镓、磷化镓中的任意一种。
40.根据权利要求35所述的制造方法，其中，还包括：
在所述图案化透明介质层中形成分别与所述第二外延层和所述金属反射层接触的第一欧姆接触电极；
在所述第一外延层表面形成第二欧姆接触电极；以及
在所述透明介质层部分复合结构层的表面形成位于所述反射镜结构外围的第一电极，所述第一电极与所述金属反射层接触。
41.根据权利要求40所述的制造方法，其中，所述支撑衬底为蓝宝石或者氮化铝。
42.根据权利要求35所述的制造方法，其中，所述透明介质层为氧化硅层和氧化锌层的复合型结构。
43.根据权利要求35所述的制造方法，其中，所述透明介质层为氟化镁层或者氧化硅层。
44.根据权利要求33所述的制造方法，其中，所述反射镜结构到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h1大于所述有源层到所述键合结构远离所述支撑衬底的表面的距离h0。
45.根据权利要求24所述的制造方法，其中，还包括：
在所述外延叠层暴露的表面和侧壁处形成绝缘介质层。
46.根据权利要求24所述的制造方法，其中，所述反射镜结构的剖面形状为三角形或梯形。
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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