CN116072793A - 高光效发光二极管器件结构及其制作方法 - Google Patents

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杨勇
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Abstract

本发明公开了一种高光效发光二极管器件结构及其制作方法。所述高光效发光二极管器件结构包括外延层，所述外延层上依次叠设有导电的第一反射层和保护层；所述保护层的底端面和第一反射层的顶端面完全重合，所述外延层上还覆设有绝缘层，所述绝缘层和第一反射层两者在所述外延层的正投影构成互补图形，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。本发明通过采用第一反射层与其保护层为相同形状和面积，且第一反射层与绝缘层为互补图形结构的设计，可以有效消除因Ag迁移等带来的器件可靠性差等问题，克服因低反射率保护层材料吸光带来的缺陷，显著提高发光二极管的出光效率。

Description

高光效发光二极管器件结构及其制作方法
技术领域
本发明涉及一种半导体发光器件的制作方法，具体涉及一种高光效发光二极管器件结构及其制作方法，属于半导体光电器件领域。
背景技术
发光二极管由于其电光转换特性，根据材料的不同可以发出不同波长的光。目前发光二极管已经被广泛运用于照明、显示等领域，并且随着技术的不断发展，其应用领域不段增加，尤其是AlGaInN基的发光材料，发光波长从红外到紫外可调，拥有巨大的应用市场。但这也对发光二极管的亮度及可靠性等提出更高要求。
现有的发光二极管为了实现高亮度，一般会采用垂直结构或者倒装结构。这两种结构均面临同样的问题，例如，在p型层上需要制备高反射的欧姆接触电极，一般会采用Ag(银)或者Al(铝)来实现，蓝紫光发光二极管尤其会采用Ag做p型欧姆接触及反射镜。采用Ag做p型欧姆接触一般有以下问题：(1)良好的欧姆接触需要裸Ag合金(退火时Ag上不能覆盖很厚的金属)；(2)Ag非常容易出现电迁移的情况，导致可靠性下降。现有工艺中为了获得良好的欧姆接触及可靠性，一般会先制备Ag反射镜，再在Ag反射镜上覆盖保护层，减少Ag的迁移，这层保护层一情况下会采用反射率较差的金属，如金属Cr(铬)、Ti(钛)等。并且，为了更好的防止Ag迁移，Ag反射镜上沉积的保护层一般面积会比Ag反射镜本身更大，防止Ag裸露，因此在Ag反射镜的周围会有一圈反射率较差的金属，这样会导致芯片的整体取光效率明显下降。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高光效发光二极管器件结构及其制作方法，以克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明的一个方面提供了一种高光效发光二极管器件结构，包括外延层，所述外延层上依次叠设有导电的第一反射层和保护层；进一步的，所述保护层的底端面和第一反射层的顶端面完全重合，所述外延层上还覆设有绝缘层，所述绝缘层和第一反射层两者在所述外延层的正投影构成互补图形，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。
在一些实施方式中，所述绝缘层围绕由所述第一反射层和保护层组成的叠层结构设置。
在一些实施方式中，所述外延层表面间隔分布有多个所述的叠层结构，多个所述叠层结构在所述外延层上的正投影构成第一图形，所述绝缘层在所述外延层上的正投影构成第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形。
本发明的另一个方面提供了一种高光效发光二极管器件结构的制作方法，包括：
提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；
在所述第二半导体层上形成导电反射材料层后进行退火处理，使所述导电反射材料层与第二半导体层形成欧姆接触；
在所述导电反射材料层上沉积保护材料，形成保护材料层；
将覆设在所述第二半导体层表面第一区域上的导电反射材料层和保护材料层完全去除，而保留覆设在所述第二半导体层表面第二区域上的导电反射材料层和保护材料层，形成第一反射层和保护层，所述保护层和第一反射层两者在所述第二导电半导体层上的正投影完全重合，所述第一区域、第二区域的形状分别为第一图形、第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形；
在所述第二半导体层表面第一区域形成绝缘层，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。
本发明的另一个方面提供了一种高光效发光二极管器件结构的制作方法，包括：
提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；
在所述第二半导体层上形成绝缘层；
在所述绝缘层上设置牺牲层，并以所述牺牲层作为掩模对所述绝缘层进行刻蚀，从而在所述绝缘层上开设窗口，并使所述第二半导体层从所述窗口处暴露出；
在所述窗口内沉积第一反射层并进行退火处理，使所述第一反射层与第二半导体层形成欧姆接触；
在所述第一反射层上形成保护材料层；
去除所述牺牲层。
与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：
(1)提供的发光二极管器件结构中，通过采用与第一反射层等面积的保护层对第一反射层进行保护，既可以对第一反射层形成有效保护，又可避免出现Ag迁移等问题，同时还可以避免保护层对外延层所发射光的吸收，因而可以有效提高发光二极管的可靠性和出光效率，并且通过采用绝缘层与第一反射层及其保护层为互补图形的设计，对小芯片尤其是micro-LED芯片能节省工艺预留区域，窗口更大，亮度更高；
(2)提供的制作所述发光二极管器件结构的工艺简单，工序更少，且在第一反射层形成后就直接在第一反射层上沉积保护层，并且以绝缘层快速对第一反射层侧壁形成防护，大幅减少了第一反射层外露的时间，且无其他工艺污染(如去胶等)，从而能进一步减少其中发生Ag迁移的几率，有利于显著提升产品良率。
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中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有的一种发光二极管器件的结构示意图；
图2是现有的另一种发光二极管器件的结构示意图；
图3是本发明一典型实施案例中一种发光二极管器件的结构示意图；
图4是本发明实施例1中一种发光二极管器件的结构示意图；
图5是本发明实施例2中一种发光二极管器件的结构示意图。
具体实施方式
如上文所述，现有发光二极管器件对于反射层及其保护层的设计往往会存在一些缺陷。
例如，请参阅图1所示，现有的一种发光二极管器件包括衬底111和形成在衬底上的外延层，所述外延层包括依次叠设的缓冲层112、第一导电半导体层(n型层)113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层(p型层)116。其中，在第二导电半导体层(p型层)116上形成有作为第二电极(p电极)的第一反射层120，第一反射层120主要由Ag或Ag合金形成，第一反射层120上形成有保护层121’(p电极保护层)，以对第一反射层120形成防护，阻止出现Ag迁移等现象，但保护层121’未能将第一反射层120表面完全覆盖，因此无法杜绝Ag迁移。
例如，请参阅图2所示，现有的另一种发光二极管器件包括衬底111和形成在衬底上的外延层，所述外延层包括依次叠设的缓冲层112、第一导电半导体层(n型层)113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层(p型层)116。其中，在第二导电半导体层(p型层)116上形成有作为第二电极(p电极)的第一反射层120，第一反射层120主要由Ag或Ag合金形成，第一反射层120上形成有保护层121”(p电极保护层)，以对第一反射层120形成防护，阻止出现Ag迁移等现象，该保护层121”将第一反射层120表面完全覆盖，其虽然可以杜绝Ag迁移，但保护层121”的反射率较差，会导致芯片的整体取光效率明显下降。
鉴于现有技术的前述缺陷，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明的一些实施例提供的一种高光效发光二极管器件结构包括外延层，所述外延层上依次叠设有导电的第一反射层和保护层；进一步的，所述保护层的底端面和第一反射层的顶端面完全重合，所述外延层上还覆设有绝缘层，所述绝缘层和第一反射层两者在所述外延层的正投影构成互补图形，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。
在一些实施方式中，所述绝缘层围绕由所述第一反射层和保护层组成的叠层结构设置。特别是，所述叠层结构的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。即，可以认为，所述叠层结构被绝缘层环绕，因此所述叠层结构的侧壁均被绝缘层所遮盖，可以杜绝第一反射层中的Ag等从侧壁处迁移，同时保护层可以防止第一反射层中的Ag等从第一反射层顶端面迁移。
在一些实施方式中，所述外延层表面间隔分布有多个所述的叠层结构，多个所述叠层结构在所述外延层上的正投影构成第一图形，所述绝缘层在所述外延层上的正投影构成第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形。即，在所述外延层的厚度方向上，所述绝缘层与第一反射层和保护层无交叠或重合。
进一步的，所述绝缘层顶端面与所述叠层结构顶端面齐平。
进一步的，所述绝缘层优选具有反光功能，以进一步提高器件的出光效率。
进一步的，还可以在所述绝缘层上叠设第二反射层，以进一步提高器件的出光效率。
进一步的，所述第一反射层的材质包括Ag、Al、Ag与Ni的组合中的任意一种，优选为Ag或Ag-Ni的组合，且不限于此。
进一步的，所述保护层的材质包括Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的任意一种或多种的组合，且不限于此。
进一步的，所述高光效发光二极管器件结构还包括与所述外延层配合的第一电极和第二电极，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层，所述第二电极包括第一反射层，所述第一反射层设置在第二导电半导体层上并与第二导电半导体层电性接触，所述第一导电半导体层与第一电极电连接。
在一些情况下，所述第一反射层即为第二电极。并且，所述第一反射层可以与第二导电半导体层形成欧姆接触。
进一步的，所述第一导电半导体层或第二导电半导体层与有源层之间还可设置有电子阻挡层。
在一些情况下，所述第一导电半导体层还具有表面粗化结构，以进一步提高器件的出光效率。
进一步的，所述保护层还经键合层与键合基板连接。
在本发明中，前述第一导电半导体层、有源层、电子阻挡层、第二导电半导体层、键合层、键合基板的材质、结构等均是本领域已知的，此处不再详细说明。
例如，在一些实施方式中，所述第一导电半导体层、第二导电半导体层可以分别为n型层、p型层，其材质可以选自III-V族化合物，例如GaN、InGaN、AlGaN等，且不限于此。相应的，第一电极、第二电极可以分别为n电极、p电极。其中第一电极可以由金属、非金属(如石墨烯、ITO、碳纳米管)等或其复合材料形成.
例如，在一些实施方式中，所述键合基板的材质可以包含硅、铜、钼铜合金等导电材料，且不限于此。键合层的材质可以AuSn、NiSn、CuSn、AgSn、Auln、AuAu等，且不限于此。
进一步的，所述高光效发光二极管器件结构包括垂直结构、倒装结构或倒装垂直结构，且不限于此。
请参阅图3，本发明的一个较为具体的实施方案中提供的一种高光效发光二极管器件结构包括衬底111、外延层、第一反射层120和保护层121等。其中，衬底111优选为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓、氮化铝等材质的，且不限于此。外延层包括在衬底111上依次生长形成的缓冲层112、第一导电半导体层113(例如n型层)、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116(例如p型层)等。第一反射层120的材质优选为Ag与Ni的组合，如Ni/Ag、Ni/Ag/Ni、Ni/Ag/Ni/Ag、Ag/Ni、Ag/Ni/Ag等，且不限于此。第一绝缘层123的材质优选为SiO2、SiN、Al2O3等，且不限于此。保护层121的材质优选为Cr、Ti、TiW、Ni、Pt、Au等一种或者多种的组合，且不限于此。
进一步的，第一反射层120的顶端面与保护层121的底端面完全重合，即两者的横向形状相同、面积等大，但纵向厚度比例不限定。优选的，第一反射层120与保护层121两者在外延层上的正投影有99％以上重合。尤其优选的，第一反射层120与保护层121两者在外延层上的正投影完全重合。而且第一反射层120与第一绝缘层123的图形互补填充整个晶圆面积，第一反射层120侧壁与第一绝缘层123侧壁基本重合。第一反射层120正面(即其顶端面)依靠保护层121完全覆盖保护，侧面依靠第一绝缘侧壁123保护，避免第一反射层120中Ag等的迁移，同时第一绝缘层123可以起到反射光的作用。由于第一反射层及保护层与绝缘层的图形互补，不需要交叠区域，对小芯片尤其是micro-LED芯片能节省工艺预留区域，窗口更大，亮度更高。更进一步的，还可以在第一绝缘层上叠加第二反射层(图中未示出)，进一步提高光的反射。
本发明以上实施例中通过采用第一反射层与其保护层为相同形状和面积，且第一反射层与绝缘层图形互补的结构设计，可以有效消除因第一反射层中的Ag迁移等带来的器件可靠性差等问题，同时减少因低反射率保护层材料吸光带来的缺陷，显著提高发光二极管的出光效率。
本发明的一些实施例提供的一种制作所述高光效发光二极管器件结构的方法包括：
提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；
在所述第二半导体层上形成导电反射材料层后进行退火处理，使所述导电反射材料层与第二半导体层形成欧姆接触；
在所述导电反射材料层上沉积保护材料，形成保护材料层；
将覆设在所述第二半导体层表面第一区域上的导电反射材料层和保护材料层完全去除，而保留覆设在所述第二半导体层表面第二区域上的导电反射材料层和保护材料层，形成第一反射层和保护层，所述保护层和第一反射层两者在所述第二导电半导体层上的正投影完全重合，所述第一区域、第二区域的形状分别为第一图形、第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形；
在所述第二半导体层表面第一区域形成绝缘层，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。
在一些实施方式中，所述绝缘层围绕由所述第一反射层和保护层组成的叠层结构设置。
在一些实施方式中，所述外延层表面间隔分布有多个所述的叠层结构。
在一些实施方式中，可以在所述保护材料层上设置图形掩模，再利用所述图形掩模，通过干法刻蚀等工艺对所述导电反射材料层和保护材料层进行刻蚀，从而将覆设在所述第二半导体层表面第一区域上的导电反射材料层和保护材料层完全去除。其中，所述图形掩模可以是光刻胶等材质的。进一步的，所述图形掩模可以在完成绝缘层的沉积后去除。
本发明的一些实施例提供的另一种制作高光效发光二极管器件结构的方法包括：
提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；
在所述第二半导体层上形成绝缘层；
在所述绝缘层上设置牺牲层，并以所述牺牲层作为掩模对所述绝缘层进行刻蚀，从而在所述绝缘层上开设窗口，并使所述第二半导体层从所述窗口处暴露出；
在所述窗口内沉积第一反射层并进行退火处理，使所述第一反射层与第二半导体层形成欧姆接触：
在所述第一反射层上形成保护材料层；
去除所述牺牲层。
进一步的，所述的制作方法还可以包括：在所述绝缘层上开设多个窗口，并在每一窗口内均沉积第一反射层。
在本发明的以上实施例中，所述的制作方法还可以包括：在所述绝缘层上形成第二反射层。
在本发明的以上实施例中，所述的制作方法还可以包括：通过干法刻蚀、湿法腐蚀、机械划刻等方式在所述第一导电半导体层表面形成表面粗化结构。
在本发明的以上实施例中，所述的制作方法还可以包括：将所述保护层经键合层与键合基板连接。
在本发明的以上实施例中，所述的制作方法还可以包括：将所述第一导电半导体层、第二半导体层分别与第一电极、第二电极电连接，所述第二电极包括第一反射层。
以图3所示的高光效发光二极管器件结构的制作方法为例，在本发明的一个较为具体的实施案例中，一种制作方法包括：
在衬底111上依次生长缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116，形成外延层；
在第二导电半导体层116上沉积第一反射层120，优选的沉积方法包括但不限于电子束蒸发、磁控溅射等，其材质如前所述，可以优选为Ag与Ni的组合，如Ni/Ag、Ni/Ag/Ni、Ni/Ag/Ni/Ag、Ag/Ni、Ag/Ni/Ag等的多层组合或其合金层；
对第一反射层120进行退火，确保其与第二导电半导体层116形成良好的欧姆接触；
在第一反射层120上沉积保护层121，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射等且不限于此，其材质可以是Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的一种或者多种金属的组合；
光刻、刻蚀保护层121及第一反射层120，优选的刻蚀方法为IBE(离子束刻蚀)等，刻蚀后露出第二导电半导体层116；
在第二导电半导体层116上沉积第一绝缘层123，优选的沉积方法为ICPCVD等，优选的生长温度75℃，确保光刻胶不受损伤；
剥离去胶。
在本发明的该具体实施案例中，另一种制作方法包括：
在衬底111上依次生长缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116，形成外延层；
在第二导电半导体层116上沉积第一绝缘层123，优选的方法为ICPCVD、PECVD、LPCVD等，且不限于此；
在第一绝缘层123上光刻、沉积牺牲层，牺牲层的材料优选为金属Al，Ti、Pt、Au等材料，剥离去胶；
利用牺牲层做掩膜，对第一绝缘层123进行开窗腐蚀，使第二导电半导体层116露出；
在开设于第一绝缘层123上的窗口内沉积第一反射层120，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射等，其材质如前所述；
对第一反射层120进行退火，确保其与第二导电半导体层116形成良好的欧姆接触；
在第一反射层120上沉积保护层121，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射等，其材质亦如前所述；
去除牺牲层。
在一些情况下，在前述的制作方法中，可以先沉积第一绝缘层，再通过光刻工艺等在第一绝缘层上开设窗口，之后同时沉积第一反射层及其保护层，之后剥离去胶。但这种方式存在一些缺陷，例如无法对第一反射层进行裸Ag高温退火，无法实现良好的欧姆接触，同时第一反射层容易出现脱落，电压高可靠性差。
此外，本领域技术人员还可以采用本领域的常见方式，对所述高光效发光二极管器件结构进行进一步的加工，例如制作与第一导电半导体层113配合的第一电极等，或者对所述高光效发光二极管器件结构进行封装等，此处不再予以详细解释。
本发明以上实施例所提供的高光效发光二极管器件结构制作方法工艺简单，可以显著降低第一反射层外露的时间，且无其他工艺污染(如去胶等)，能基本杜绝Ag迁移等现象，对生产良率大有帮助，尤其是适用于小芯片，例如micro-LED芯片制程。
下面结合若干优选实施例及附图对本发明的技术方案做进一步详细说明，本实施例在以发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1本实施例提供的一种高光效发光二极管器件结构如图4所示，其包括外延层，所述外延层包括依次生长形成的缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116等。第一导电半导体层113、第二导电半导体层116上分别设有第一电极130和作为第二电极的第一反射层120，第一反射层120上覆盖有与之相同形状、相同面积的保护层120。同时第二导电半导体层116上覆盖有第一绝缘层123，其形状与第一反射层120的形状为互补图形，且两者共同配合完全覆盖第二导电半导体层116。该保护层120和第一绝缘层123还经键合层124与键合基板125键合。第一导电半导体层113表面可以形成表面粗化结构结构。
一种制作该图4所示高光效发光二极管器件结构的方法包括如下步骤：
S1、在衬底上依次生长缓冲层、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116，形成外延层。
S2、清洗外延层，包括有机清洗、无机清洗，有机清洗一般为丙酮、乙醇(或者异丙醇)，无机清洗一般为硫酸及双氧水、盐酸(或者氢氟酸)等。
S3、高温退火，如将外延层在空气中于550℃退火1分钟，进行Mg激活。
S4、沉积第一反射层120，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选材料Ag与Ni的组合，如Ni/Ag、Ni/Ag/Ni、Ni/Ag/Ni/Ag、Ag/Ni、Ag/Ni/Ag等多层组合。
S5、第一反射层120退火，确保形成良好的欧姆接触，优选的退火温度小于500℃。
S6、第一反射层的保护层121沉积，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选的沉积金属为Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的一种或者多种金属的组合。
S7、光刻、刻蚀第一反射层的保护层121及第一反射层120，优选的刻蚀方法为IBE(离子束刻蚀)，刻蚀后露出第二导电半导体层116。
S8、第一绝缘层123沉积，优选沉积方法为ICPCVD，优选的生长温度75℃，确保光刻胶不受损伤。
S9、剥离去胶。
S10、沉积键合阻挡层(图4中未示出)及键合层124，优选阻挡层为Ti、TiW、Ni、Pt、Au、Al等多金属组合，阻挡层第一层优选反射率较高的材料，如Al；优选键合层为AuSn、NiSn、CuSn、AgSn、Auln、AuAu等。
S11、键合，键合基板125优选为硅、MoCu基板等导电基板。
S12、去除外延生长衬底，可选方法：激光剥离、机械抛光、湿法腐蚀、干法刻蚀等一种或者多种的组合使用。
S13、对第一导电半导体层113表面进行粗化处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀等。
S14、光刻，光刻后进行管芯独立处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀。在不同管芯之间沟槽处的外延层去除，使管芯独立。
S15、钝化层(图4中未示出)沉积。
S16、光刻，钝化层开窗，开窗后进行第一电极沉积(n电极)130。
S17、剥离去胶。
实施例2本实施例提供的一种高光效发光二极管器件结构如图5所示，其包括外延层，所述外延层包括依次生长形成的缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116等。第一导电半导体层113、第二导电半导体层116分别与第一电极133、作为第二电极的第一反射层120电连接。第一导电半导体层113表面可以形成表面粗化结构结构。该第一反射层120上覆盖有与之相同形状、相同面积的保护层120。同时第二导电半导体层116上覆盖有第一绝缘层123，其形状与第一反射层120的形状为互补图形，且两者共同配合完全覆盖第二导电半导体层116。该保护层120和第一绝缘层上覆盖有第一焊盘连接层131。该外延层中还形成有多个通孔，通孔自第一绝缘层123贯穿至第一导电半导体层113，第一电极133一端穿过通孔并与第一导电半导体层113电性接触，另一端与键合层134电性结合。各通孔内壁上还覆盖有连续的第二绝缘层132，第二绝缘层132还连续覆盖第一焊盘连接层131，第一焊盘连接层131与第一焊盘140电连接。该第二绝缘层132还经键合层134与键合基板135键合。
一种制作该图5所示高光效发光二极管器件结构的方法包括如下步骤：
S1、在衬底上依次生长缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116，形成外延层。
S2、清洗外延层，包括有机清洗、无机清洗，有机清洗一般为丙酮、乙醇(或者异丙醇)，无机清洗一般为硫酸及双氧水、盐酸(或者氢氟酸)等。
S3、高温退火，如在空气中于550℃退火1分钟，做Mg激活。
S4、沉积第一反射层120，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选材料Ag与Ni的组合，如Ni/Ag、Ni/Ag/Ni、Ni/Ag/Ni/Ag、Ag/Ni、Ag/Ni/Ag等多层组合。
S5、第一反射层120退火，确保形成良好的欧姆接触，优选的退火温度小于500度。
S6、第一反射层的保护层121沉积，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选的沉积金属为Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的一种或者多种金属的组合。
S7、光刻、刻蚀第一反射层的保护层121及第一反射层120，优选的刻蚀方法为IBE(离子束刻蚀)，刻蚀后露出第二导电半导体层116。
S8、第一绝缘层123沉积，优选沉积方法为ICPCVD，优选的生长温度75℃，确保光刻胶不受损伤；
S9、剥离去胶。
S10、光刻，沉积第一焊盘连接层131，优选材料优先Ti、Cr、Ni、Au、Pt、Al的一种或者多种的组合，剥离去胶。
S11、光刻，Mesa台阶刻蚀。
S12、第二绝缘层132沉积，优选材料为SiO2、SiN、SiON的一种或者多种的组合，优选的设备为ICPCVD、PECVD、LPCVD。
S13、光刻，第二绝缘层132开窗。
S14、沉积第一电极133，优先Ti、Cr、Ni、Au、Pt、Al的一种或者多种的组合，剥离去胶。
S15、沉积键合阻挡层及键合层124，优选阻挡层为Ti、TiW、Ni、Pt、Au、Al等多金属组合，阻挡层第一层优选反射率较高的材料，如Al；优选键合层为AuSn、NiSn、CuSn、AgSn、Auln、AuAu等。
S16、键合，键合基板125优选为硅、MoCu基板等导电基板。
S17、去除外延生长衬底，可选方法：激光剥离、机械抛光、湿法腐蚀、干法刻蚀等一种或者多种的组合使用。
S18、第一导电半导体层113表面进行粗化处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀等。
S19、光刻，光刻后进行管芯独立处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀。在不同管芯之间沟槽处的外延层去除，使管芯独立。
S20、钝化层沉积。
S21、光刻，钝化层开窗，开窗后进行第一焊盘140(p电极焊盘)沉积。
S22、剥离去胶。
实施例3本实施例提供的一种高光效发光二极管器件结构与实施例1基本相同，其制作方法包括如下步骤：
S1、在衬底上依次生长缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116，形成外延层。
S2、清洗外延层，包括有机清洗、无机清洗，有机清洗一般为丙酮、乙醇(或者异丙醇)，无机清洗一般为硫酸及双氧水、盐酸(或者氢氟酸)等。
S3、高温退火，如在空气中于550℃退火1分钟，做Mg激活。
S4、第一绝缘层123沉积，优选材料为SiO2、SiN等，优选方法为ICPCVD、PECVD、LPCVD等。
S5、光刻，沉积牺牲层材料，牺牲层材料优先金属Al，Ti、Pt、Au等材料，剥离去胶。
S6、利用牺牲层做掩膜，对第一绝缘层123进行开窗腐蚀。
S7、第一反射层120沉积，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选材料Ag与Ni的组合，如Ni/Ag、Ni/Ag/Ni、Ni/Ag/Ni/Ag、Ag/Ni、Ag/Ni/Ag等多层组合。
S8、第一反射层120退火，确保形成良好的欧姆接触，优选的退火温度小于500℃。
S9、第一反射层的保护层121沉积，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选的沉积金属为Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的一种或者多种金属的组合。
S10、去除牺牲层。
S11、沉积键合阻挡层及键合层124，优选阻挡层为Ti、TiW、Ni、Pt、Au、Al等多金属组合，阻挡层第一层优选反射率较高的材料，如Al；优选键合层为AuSn、NiSn、CuSn、AgSn、Auln、AuAu等。
S12、键合，键合基板125优选为硅、MoCu基板等导电基板。
S13、去除外延生长衬底，可选方法：激光剥离、机械抛光、湿法腐蚀、干法刻蚀等一种或者多种的组合使用。
S14、第一导电半导体层113表面进行粗化处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀。
S15、光刻，光刻后进行管芯独立处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀。在不同管芯之间沟槽处的外延层去除，使管芯独立。
S16、钝化层沉积。
S17、光刻，钝化层开窗，开窗后进行第一电极沉积(n电极)130。
S18、剥离去胶。
实施例4本实施例提供的一种高光效发光二极管器件结构与实施例2基本相同，其制作方法包括如下步骤：
S1、在衬底上依次生长缓冲层112、第一导电半导体层113、有源层114、电子阻挡层115、第二导电半导体层116，形成外延层；
S2、清洗外延层，包括有机清洗、无机清洗，有机清洗一般为丙酮、乙醇(或者异丙醇)，无机清洗一般为硫酸及双氧水、盐酸(或者氢氟酸)等。
S3、高温退火，如在空气中于550℃退火1分钟，做Mg激活。
S4、第一绝缘层123沉积，优选材料为SiO2、SiN等，优选方法为ICPCVD、PECVD、LPCVD等。
S5、光刻，沉积牺牲层材料，牺牲层材料优先金属Al，Ti、Pt、Au等材料，剥离去胶。
S6、利用牺牲层做掩膜，对第一绝缘层123进行开窗腐蚀。
S7、第一反射层120沉积，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选材料Ag与Ni的组合，如Ni/Ag、Ni/Ag/Ni、Ni/Ag/Ni/Ag、Ag/Ni、Ag/Ni/Ag等多层组合。
S8、第一反射层120退火，确保形成良好的欧姆接触，优选的退火温度小于500℃。
S9、第一反射层的保护层121沉积，优选的沉积方法为电子束蒸发、磁控溅射，优选的沉积金属为Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的一种或者多种金属的组合。
S10、去除牺牲层。
S11、光刻，沉积第一焊盘连接层131，优选材料优先Ti、Cr、Ni、Au、Pt、Al的一种或者多种的组合，剥离去胶。
S12、光刻，Mesa台阶刻蚀。
S13、第二绝缘层132沉积，优选材料为SiO2、SiN、SiON的一种或者多种的组合，优选的设备为ICPCVD、PECVD、LPCVD。
S14、光刻，绝缘层开窗。
S15、沉积第一电极133，优先Ti、Cr、Ni、Au、Pt、Al的一种或者多种的组合，剥离去胶。
S16、沉积键合阻挡层及键合层134，优选阻挡层为Ti、TiW、Ni、Pt、Au、Al等多金属组合，阻挡层第一层优选反射率较高的材料，如Al；优选键合层为AuSn、NiSn、CuSn、AgSn、Auln、AuAu等。
S17、键合，键合基板135优选为硅、MoCu基板等导电基板。
S18、去除外延生长衬底，可选方法：激光剥离、机械抛光、湿法腐蚀、干法刻蚀等一种或者多种的组合使用。
S19、第一导电半导体层113表面进行粗化处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀。
S20、光刻，光刻后进行管芯独立处理，可选方法为湿法腐蚀、干法刻蚀。在不同管芯之间沟槽处的外延层去除，使管芯独立。
S21、钝化层沉积。
S22、光刻，钝化层开窗，开窗后进行第一焊盘140(p电极焊盘)沉积。
S23、剥离去胶。
应当理解，本发明的技术方案不限于上述具体实施案例的限制，凡是在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高光效发光二极管器件结构，包括外延层，所述外延层上依次叠设有导电的第一反射层和保护层；其特征在于：所述保护层的底端面和第一反射层的顶端面完全重合，所述外延层上还覆设有绝缘层，所述绝缘层和第一反射层两者在所述外延层的正投影构成互补图形，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。
2.根据权利要求1所述的高光效发光二极管器件结构，其特征在于：所述绝缘层围绕由所述第一反射层和保护层组成的叠层结构设置。
3.根据权利要求2所述的高光效发光二极管器件结构，其特征在于：所述外延层表面间隔分布有多个所述的叠层结构，多个所述叠层结构在所述外延层上的正投影构成第一图形，所述绝缘层在所述外延层上的正投影构成第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形。
4.根据权利要求1所述的高光效发光二极管器件结构，其特征在于：所述绝缘层上还叠设有第二反射层；和/或，所述绝缘层顶端面与所述叠层结构顶端面齐平；和/或，所述绝缘层具有反光功能；和/或，所述第一反射层的材质包括Ag、Al、Ag与Ni的组合中的任意一种；和/或，所述保护层的材质包括Ni、Ti、Cr、Au、Pt、W、TiW中的任意一种或多种的组合。
5.根据权利要求1所述的高光效发光二极管器件结构，其特征在于还包括与所述外延层配合的第一电极和第二电极，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层，所述第二电极包括第一反射层，所述第一反射层设置在第二导电半导体层上并与第二导电半导体层电性接触，所述第一导电半导体层与第一电极电连接。
6.根据权利要求5所述的高光效发光二极管器件结构，其特征在于：所述第一导电半导体层或第二导电半导体层与有源层之间还设置有电子阻挡层；和/或，所述第一导电半导体层具有表面粗化结构；和/或，其中保护层还经键合层与键合基板连接；和/或，所述高光效发光二极管器件结构包括垂直结构、倒装结构或倒装垂直结构。
7.一种高光效发光二极管器件结构的制作方法，其特征在于包括：
提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；
在所述第二半导体层上形成导电反射材料层后进行退火处理，使所述导电反射材料层与第二半导体层形成欧姆接触；
在所述导电反射材料层上沉积保护材料，形成保护材料层；
将覆设在所述第二半导体层表面第一区域上的导电反射材料层和保护材料层完全去除，而保留覆设在所述第二半导体层表面第二区域上的导电反射材料层和保护材料层，形成第一反射层和保护层，所述保护层和第一反射层两者在所述第二导电半导体层上的正投影完全重合，所述第一区域、第二区域的形状分别为第一图形、第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形；
在所述第二半导体层表面第一区域形成绝缘层，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。
8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述绝缘层围绕由所述第一反射层和保护层组成的叠层结构设置；和/或，所述外延层表面间隔分布有多个所述的叠层结构；和/或，所述绝缘层上还叠设有第二反射层；和/或，所述第一导电半导体层或第二导电半导体层与有源层之间还设置有电子阻挡层；和/或，所述第一导电半导体层具有表面粗化结构；和/或，其中保护层还经键合层与键合基板连接；和/或，所述第一导电半导体层、第二半导体层分别与第一电极、第二电极电连接，所述第二电极包括第一反射层；和/或，所述高光效发光二极管器件结构包括垂直结构、倒装结构或倒装垂直结构。
9.一种高光效发光二极管器件结构的制作方法，其特征在于包括：
提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；
在所述第二半导体层上形成绝缘层；
在所述绝缘层上设置牺牲层，并以所述牺牲层作为掩模对所述绝缘层进行刻蚀，从而在所述绝缘层上开设窗口，并使所述第二半导体层从所述窗口处暴露出；
在所述窗口内沉积第一反射层并进行退火处理，使所述第一反射层与第二半导体层形成欧姆接触；
在所述第一反射层上形成保护材料层；
去除所述牺牲层。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于还包括：
在所述绝缘层上开设多个窗口，并在每一窗口内均沉积第一反射层；
和/或，在所述绝缘层上形成第二反射层；
和/或，所述第一导电半导体层或第二导电半导体层与有源层之间还设置有电子阻挡层；
和/或，所述第一导电半导体层具有表面粗化结构；
和/或，其中保护层还经键合层与键合基板连接；
和/或，所述第一导电半导体层、第二半导体层分别与第一电极、第二电极电连接，所述第二电极包括第一反射层；
和/或，所述高光效发光二极管器件结构包括垂直结构、倒装结构或倒装垂直结构。
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