CN1645637A - 发光二极管管芯及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发光二极管管芯及其制造方法。该发光二极管管芯具有衬底、第一缓冲层、反射镜层、第二缓冲层、N型半导体层、活性层、P型半导体层、N极电极、P极电极；反射镜层由金属基底层和金属反射层组成。该发光二极管管芯的制造方法是：在衬底上依次生成第一缓冲层、金属介质层、掩膜层，然后在金属介质层生成微孔阵列，并用腐蚀剂洗去掩模层；然后在微孔阵列上沉积金属反射层；再依次生成第二缓冲层、N型半导体层、活性层和P型半导体层、P极电极和N极电极，从而得到发光二极管芯片；最后将芯片分割成管芯。本发明的发光二极管管芯的优点是在工作时可以较好地减少漏出损失和全反射损失从而提高发光效率。
Description
技术领域
本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种发光二极管管芯及其制造方法。
背景技术
图1所示为一个传统的发光二极管管芯，该管芯具有衬底1a、第一缓冲层2a、N型半导体层3a、活性层4a、P型半导体层5a、N极电极6a和P极电极7a。发光二极管(也叫LED，即Light Emitting Diode)管芯的发光部分是设置在N型半导体层和P型半导体层之间的活性层(Active Layer)。当注入活性层中的非平衡少数载流子与多数载流子复合时，就会以辐射光子的形式将多余的能量以光能的形式释放出来。但是活性层发出的光是非定向的，即向各个方向有相同的发射几率。一般的半导体材料与周围空气或者封装材料相比较而言，具有较高的折射系数(典型的半导体材料的折射系数n＝2.2～3.8)。因此部分光将会在发射表面发生全反射，且有部分全反射光持续在发光二极管中反射，被晶体和其它材料转换成热能的形式吸收，这种现象可称为全反射损失；另外有部分光从不同于发射表面的其它方向漏出，这种现象可称为漏出损失。由于全反射损失和漏出损失，发光二极管的活动层中产生的光不会全部从发射表面发出，降低了发光效率(Luminous Efficiency)；且在光被二极管中的材料吸收的同时也带来了发光二极管温度增高的问题，增大了提高发光二极管发光效率的难度。
现有技术中为了减少发光二极管管芯的漏出损失和全反射损失，一种方法是在衬底和活性层之间设置布拉格反射层，布拉格反射层的优点是反射率高，但是由于其必须为多层化结构，且一般都为10～20层的结构，导致了其制作工艺复杂，成本较高。另一种方法是在发光二极管管芯的与光的发射面相对的另一侧的管芯表面上，设置一层金属反射层，该金属反射层也可以减少漏出损失和全反射损失，但是效果不佳，因为活性层发出的照射到金属反射层而被金属反射层反射到发射表面的光，要经历两次被管芯材料吸收的过程。这方面的专利申请有：中国专利申请02146423.5公开了一种白光发光二极管的制造方法及其发光装置，该白光发光二极管在基板底部设置一金属反射层，该申请还提出了具有共振腔的结构，从而可以使发光的色度较好并增加发光效率。
半导体光电器件工艺主要包括外延、光刻、刻蚀、溅射、合金、淀积绝缘膜和光学镀膜等工艺。
半导体以晶体形态在晶格常数基本匹配的衬底上沉积或生长的过程叫做外延生长。它与普通的光学镀膜不同，沉积的原子会在生长表面自动排列整齐并与下方衬底原子键合，是单晶衬底原子排列的直接延续。主要的外延方法有分子束外延(MBE)、金属有机物化学气相沉积外延(MOCVD)和液相外延(LPE)等类型。最早发展起来的是液相外延技术，它利用过饱和溶液析出结晶来进行材料生长，因其生长速度过快，材料组分比较难控制和调整，已经逐渐被金属有机物化学气相沉积外延方法和分子束外延方法所取代；金属有机物化学气相沉积外延方法利用金属有机化合物气体和相应烷类气体的化学反应进行外延，控制生长厚度的精度达1微米，正是因为金属有机物化学气相沉积外延方法的出现，才使得多重量子阱(Multi-Quantum Well，MQW)技术实用化，并广泛应用在半导体激光器等产品上；分子束外延方法借助分子束扫描进行外延生长，与金属有机物化学气相沉积外延方法技术相比，生长速率慢，但可以更精确的控制外延层的厚度和组分，所以金属有机物化学气相沉积外延技术更多的用于生产，分子束外延技术则更多的用于科研。
光刻工艺是把设计好的几何图形转移到半导体晶片表面的对光照敏感的一薄层材料(也叫光致抗蚀剂、光刻胶)上去的工艺过程。
刻蚀是把光刻胶上的图形转移到光刻胶下面的半导体材料薄层上去的工艺过程。半导体材料的刻蚀工艺主要分为湿法刻蚀和干法两种。湿法刻蚀使用液态化学试剂进行腐蚀，损伤小，但对环境比较敏感，加工精度低；干法刻蚀使用气态的化学试剂在微波和等离子体的共同作用下对半导体材料进行刻蚀，主要的技术有反应离子刻蚀技术(RIE)和等离子体微波耦合刻蚀技术(ICP)两种，干法刻蚀的优点是控制精度高，大面积刻蚀均匀性好，利用等离子体微波耦合刻蚀技术还可以刻蚀垂直度和光洁度都非常好的镜面；实际加工中，往往两种刻蚀方法配合使用。
半导体光电器件工艺中还包括溅射、合金、淀积绝缘膜和光学镀膜等工艺，这些工艺也非常重要。溅射和合金的主要功能是制作良好的金属与半导体接触；淀积绝缘膜也可称为掩模层，主要用来做刻蚀掩膜和控制器件电流注入的区域，常见的绝缘材料是Si02及Si3N4，使用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)的方法淀积，这种方法的优点是膜层致密，折射率和厚度可以控制得很好；光学镀膜的功能是调节器件的光电特性，在半导体光放大器和超辐射发光二极管的制作中是主要的工艺难点之一。
在制造发光二极管的电极方面，中国专利申请03120597.6公开了一种氮化镓基发光二极管管芯的制作方法，在衬底背面制备N电极。中国专利申请03106434.5公开了一种氮化镓基发光二极管N型层欧姆接触电极的制作方法，在以蓝宝石为衬底上的氮化镓基发光二极管的外延结构上用干法刻蚀或湿法腐蚀的方法得到一个刻蚀孔直到N型接触层，再在所露出的N型层上制备N型电极。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以在工作时较好地减少漏出损失和全反射损失从而提高发光效率的发光二极管管芯及其制造方法。
本发明的总的技术构思是：在发光二极管管芯中设置专门的金属反射镜层，在工作时可以由该反射镜层来定向反射发光二极管管芯的活性层发射至反射镜层的光，以减少漏出损失和全反射损失，从而提高发光二极管的发光效率。
实现本发明目的中提供一种发光二极管管芯的技术方案是：本发光二极管管芯具有衬底、第一缓冲层、N型半导体层、活性层、P型半导体层、N极电极和P极电极；第一缓冲层设置在衬底上，活性层设置在N型半导体层上，P型半导体层设置在活性层上，N极电极位于N型半导体层上，P极电极位于P型半导体层上；其特征在于：还具有反射镜层和第二缓冲层；反射镜层设置在第一缓冲层上，反射镜层由具有微孔阵列的金属基底层和沉积在金属基底层的表面上及微孔阵列的微孔中的金属反射层组成；第二缓冲层设置在反射镜层与N型半导体层之间。
上述第二缓冲层为半导体单层、或多重量子阱层、或半导体单层与多重量子阱层的复合结构层，第二缓冲层为生长N型半导体层的过渡层。
上述第二缓冲层为单层结构的本征氮化镓层、或单层结构的本征氮化镓层与多重量子阱层的复合结构层且多重量子阱层设置在本征氮化镓层上。
上述衬底为蓝宝石、碳化硅或硅；第一缓冲层为本征氮化镓，第一缓冲层的厚度为1.0μm～2.0μm；N型半导体层为N型氮化镓层，P型半导体层为P型氮化镓层，活性层为InGaN/GaN多重量子阱的活性层。
上述反射镜层的金属基底层的金属为银或铜，金属基底层的厚度为1.5μm～3μm；反射镜层的金属反射层的金属为银或铝，金属反射层的厚度为0.05μm～0.08μm；金属基底层的微孔阵列中的微孔均匀排布，且行与行之间错开；微孔阵列中每个微孔的形状都相同，为圆形或正多边形。
上述金属基底层的微孔阵列中的相邻的微孔之间的间距为2.8μm～3μm；每个微孔的孔径为1.3μm～2.6μm，每个微孔的深度为0.8μm～1.2μm。
实现本发明目的中的提供一种发光二极管管芯的制造方法的技术方案具有以下步骤：①采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法在衬底上生成第一缓冲层；②在第一缓冲层上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法沉积金属介质层；③在金属介质层上采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积一层氮化硅或二氧化硅或硅作为掩膜层；④采用光刻与湿法刻蚀结合的方法或光刻与干法刻蚀结合的方法在金属介质层生成微孔阵列而使金属介质层成为金属基底层；然后用腐蚀剂洗去掩模层；⑤采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法在金属基底层的微孔阵列上沉积金属薄层以形成金属反射层，从而由金属基底层和金属反射层组成反射镜层；⑥在反射镜层上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法生成第二缓冲层，第二缓冲层为半导体单层、或多重量子阱层、或半导体单层与多重量子阱层的复合结构层；⑦在第二缓冲层上依次外延生成N型半导体层、活性层和P型半导体层；⑧采用溅镀的方法在P型半导体层上生成P极电极，采用蚀刻和溅镀的方法在N型半导体层上生成N极电极，从而得到发光二极管芯片；⑨用切割法或划片法沿设计好的发光二极管芯片的分割道将芯片分割成单个管芯。
上述步骤①中衬底为蓝宝石、碳化硅或硅，沉积的第一缓冲层为本征氮化镓层，本征氮化镓层的厚度为1.0μm～2.0μm；步骤②中沉积的金属介质层为银或铜的金属薄层；步骤⑤中沉积的金属反射层为银或铝的金属薄层；步骤⑥中生长的第二缓冲层为单层结构的本征氮化镓层、或多重量子阱层；步骤⑦生成的N型半导体层为N型氮化镓层，P型半导体层为P型氮化镓层，活性层为InGaN/GaN多重量子阱的活性层。
上述步骤②中，金属基底层的厚度为1.5μm～3μm。
上述步骤④的蚀刻过程中，生成的微孔阵列中的微孔均匀排布在金属介质层中，且行与行之间错开；每个微孔的形状相同，为圆形或正多边形，相邻的微孔之间的间距为2.8μm～3μm；每个微孔的孔径为1.3μm～2.6μm，每个微孔的深度为0.8μm～1.2μm。步骤⑤中，金属反射层的厚度为0.5μm～0.8μm。
本发明具有积极的效果：(1)本发明的发光二极管管芯中用于反射光波的是反射镜层，其中的金属反射层采用的金属优选铝或银，在理论上，表面平滑的铝金属反射层对波长在400nm到800nm之间的光的平均反射率大于90％，而表面平滑的银金属反射层对波长在400nm到20000nm之间的光的平均反射率则大于95％，所以本发明中的反射镜层具有良好的反射效果。(2)本发明的发光二极管管芯中的反射镜层的金属基底层中具有微孔阵列，该微孔中沉积的金属薄层与位于金属基底层表面上的金属薄层连接成一个整体，形成一个连续的金属反射层；这种具有凹孔形状的金属反射层可以较好地定向反射活性层发射至反射镜层的光，可以有效减少发光二极管管芯中光的漏出损失和全反射损失，提高发光二极管的发光效率。(3)本发明的发光二极管管芯中的反射镜层的制造工艺与布拉格反射层的制造工艺相比，其制造工艺较为简单、因而制造成本较低；采用本发明的发光二极管管芯的发光二极管在使用时，其漏出损失和全反射损失少于在衬底底部设置光滑的金属反射层的发光二极管。
附图说明
图1是一种传统的发光二极管管芯的结构示意图。
图2是实施例1的发光二极管管芯的结构示意图。
图3是图2中反射镜层的结构示意图。
图4是图3中金属基底层上微孔阵列的示意图。
图5是实施例2中掩模层的位置示意图。
图6是另一种发光二极管管芯的结构示意图。
图7是具有图6结构的发光二极管的相对光强度——波长图。
图8是具有图2结构的发光二极管的相对光强度——波长图。
具体实施方式
(实施例1、发光二极管管芯)
见图2至图4，本实施例的发光二极管管芯具有衬底1、第一缓冲层2、反射镜层3、、第二缓冲层4、N型半导体层51、活性层52、P型半导体层53、N极电极6和P极电极7。反射镜层3由具有微孔阵列的金属基底层31和沉积在金属基底层31的表面上及微孔阵列的微孔31-1中的金属反射层32组成。第一缓冲层2设置在衬底1上，反射镜层3设置在第一缓冲层2上，第二缓冲层4设置在反射镜层3上，N型半导体层51设置在第二缓冲层4上，活性层52设置在N型半导体层51上，P型半导体层53设置在活性层52上，N极电极6位于N型半导体层51上，P极电极7位于P型半导体层53上。
第二缓冲层4为单层结构的本征氮化镓层，第二缓冲层4为生长N型半导体层51的过渡层。
本实施例的衬底1为蓝宝石、碳化硅或硅；第一缓冲层2为本征氮化镓，第一缓冲层2的厚度为1.1μm，第二缓冲层4的厚度为1.0μm；N型半导体层51为N型氮化镓层，P型半导体层53为P型氮化镓层，活性层52为InGaN/GaN多重量子阱的活性层。
反射镜层3的金属基底层31的金属为银或铜，金属基底层31的厚度为1.5μm。反射镜层3的金属反射层32的金属为银或铝，金属反射层32的厚度为0.08μm；金属基底层31的微孔阵列中的微孔31-1均匀排布，且行与行之间错开；微孔阵列中每个微孔31-1的形状都相同，为圆形。金属基底层31的微孔31-1阵列中的相邻的微孔31-1之间的间距为2.8μm～3μm；每个微孔的孔径(当微孔形状为正多边形时，为正多边形外接圆的直径，此处的正多边形可以是正四边形、正五边形或正六边形)为1.3μm～2.6μm，每个微孔的深度为0.8μm～1.2μm。
(实施例2、制造发光二极管管芯的方法)
见见图2至图5，实施例1的发光二极管管芯的制造方法具有以下步骤：
①采用金属有机物化学气相沉积外延方法在衬底1上生成第一缓冲层2；在金属有机物化学气相沉积外延系统(美国EMCORE公司GS3200型)中，以蓝宝石作为衬底1，以国产高纯TMGa及NH3作为源材料，以H2作为MO(即金属有机化合物，下同)源的携带气体，以高纯N2作为生长区的调节气体，在蓝宝石衬底1上生长一层氮化镓(GaN)晶体作为第一缓冲层2；相关生长工艺参数：生长温度为560℃，NH3加入速率为3.1L/min；TMGa加入速率为20μmol/min；N2加入速率为3.8L/min；H2加入速率为2.1L/min；生长时间为2min；最后得到厚1.1μm的氮化镓晶体的第一缓冲层2。
②在第一缓冲层2上采用金属有机物化学气相沉积外延沉积金属介质层30；在金属有机物化学气相沉积外延系统(美国EMCORE公司GS3200型)中，以Cu-TMOD作为源材料，以H2作为MO源的携带气体，以高纯CO2作为生长区的调节气体，在缓冲层2上生长金属介质层30；相关工艺参数：生长温度为380℃，CO2加入速率为2.8L/min；Cu-TMOD加入速率为65μmol/min；H2加入速率为2.1L/min；生长时间为10min；最后得到厚1.5μm的铜金属介质层30。
③在金属介质层30上采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积一层氮化硅或二氧化硅或硅作为掩膜层33；在等离子体增强化学气相沉积系统(英国CEVP公司PECVD1000C)中，在金属介质层30上沉积氮化硅作为掩膜层33；沉积条件：射频功率为80W；沉积温度为280℃；He的加入速率为50sccm(ml/min，20℃标准温度，1个标准大气压条件下)；SiH4的加入速率为1sccm；NH3的加入速率为30sccm；沉积时间为20min；最后得到厚0.025μm的氮化硅掩膜层33。
④采用光刻与湿法刻蚀结合的方法或光刻与干法刻蚀结合的方法在金属介质层30生成微孔阵列而使金属介质层30成为金属基底层31；然后用腐蚀剂洗去掩模层33；在掩膜层33上涂覆厚度为0.8μm的光刻胶(型号为Shipley 6112)，然后在光刻系统(德国Karl Suss公司MA6)采用单面接触式对准光刻方式在光刻胶层上经曝光、显影刻出均匀排列的圆孔阵列图形；接着在离子刻蚀系统(法国Alcatel公司Nextral 100)中，以SF6和O2作为刻蚀气体，在氮化硅掩膜层33上刻蚀微孔31-1；刻蚀的工艺参数：反应室压力为1.0Pa；射频功率为500W；偏压为80V；SF6加入速率为50cm3/s；O2加入速率为80cm3/s；刻蚀速率为5nm/min；刻蚀时间为20min；微孔阵列刻蚀好后，接着用丙酮剥离残留的部分光刻胶，再用KOH腐蚀液洗去残留的部分氮化硅掩模层33，得到具有微孔阵列的金属基底层31。微孔阵列中的微孔31-1均匀排布在金属基底层31中，且行与行之间错开；微孔31-1为圆形，相邻的微孔31-1之间的间距为2.8μm；每个微孔31-1的孔径为1.3μm，每个微孔31-1的深度为0.8μm。
⑤采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法在金属基底层31的微孔阵列上沉积金属薄层以形成金属反射层32，从而由金属基底层31和金属反射层32组成反射镜层3；在金属有机物化学气相沉积外延系统(美国EMCORE公司GS3200型)中，以Ag-TMOD作为源材料，以H2作为MO源的携带气体，以高纯CO2作为生长区的调节气体，在金属基底层31的微孔阵列上沉积金属银以形成金属反射层32；沉积工艺参数：沉积温度为320℃，CO2加入速率为3.2L/min，H2加入速率为2.5L/min，Ag-TMOD加入速率为25μmol/min，生长时间为10min，最后得到厚度为0.08μm的银金属反射层32，从而使金属基底层31和金属反射层32形成了反射镜层3。
⑥在反射镜层3上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法生成厚1.0μm的单层的氮化镓作为第二缓冲层4。
⑦在第二缓冲层4上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法依次外延生成N型氮化镓半导体层51、InGaN/GaN多重量子阱的活性层52和P型氮化镓半导体层53。
⑧采用溅镀的方法在P型半导体层53上生成P极电极7，然后在P极电极层上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法生成掩模层，接着采用蚀刻的方法去除部分的掩模层、P型半导体层53、活性层52和N型半导体层51，使N型半导体层51暴露出来，接着在暴露出来的部分N型半导体层51上采用溅镀的方法在N型半导体层51上生成N极电极6，从而得到发光二极管芯片。
⑨用切割法或划片法沿设计好的发光二极管芯片的分割道将芯片分割成单个管芯。
(实施例3、发光二极管管芯)
其余与实施例1相同，不同之处在于：第一缓冲层2的厚度为1.2μm；第二缓冲层4为多重量子阱层，其厚度为1.5μm；金属基底层31的厚度为2.2μm。微孔阵列的圆形微孔的深度为1.0μm，直径为2.6μm，相邻的微孔31-1之间的间距为3μm。
(实施例4、制造发光二极管管芯的方法)
本实施例为实施例3的发光二极管管芯的制造方法，其余与实施例2相同，不同之处在于：步骤①中，生长温度为545℃，NH3的加入速率为2.9L/min，N2的加入速率为3.9L/min；最后得到的氮化镓晶体缓冲层2的厚度为1.2μm。步骤②中，生长温度为390℃，CO2的加入速率为2.9L/min；最后得到的金属介质层30的厚度为2.2μm。步骤③中，沉积温度为270℃。步骤④中，控制圆形微孔31-1的直径为2.6μm，微孔31-1的深度为1.2μm，相邻的微孔31-1之间的间距为3μm。步骤⑤中，生长温度为300℃，CO2加入速率为3.0L/min；步骤⑥中，在反射镜层3上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法生成第二缓冲层4，第二缓冲层4为多重量子阱层。
(实施例5、发光二极管管芯)
其余与实施例1相同，不同之处在于：第二缓冲层4为氮化镓半导体单层与InGaN/GaN多重量子阱层的复合结构层；氮化镓半导体单层位于下方，多重量子阱层位于上方。
(实施例6、制造发光二极管管芯的方法)
本实施例为实施例5的发光二极管管芯的制造方法，其余与实施例2相同，不同之处在于：步骤⑥中，在反射镜层3上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法方法生成第二缓冲层4，第二缓冲层4为氮化镓半导体单层与InGaN/GaN多重量子阱层的复合结构层，且InGaN/GaN多重量子阱层在氮化镓半导体层之上生成。
(试验例1)
图6所示为一种传统的发光二极管的管芯结构，该发光二极管和具有实施例4管芯结构的发光二极管相比，不同之处仅在于缺少反射镜层。
对具有图6所示的发光二极管管芯的发光二极管进行测试，所用设备为LED全光谱光电色综合性能测试系统(台湾仪嘉科技公司)，测试电压为3.3V，测试电流为20mA；得到图7所示的相对光强度——波长图。对具有实施例4的发光二极管管芯结构的发光二极管进行测试，测试设备及条件与上述设备及条件相同，得到图8所示的相对光强度——波长图。
从图7和图8可以得知具有本发明结构的发光二极管，其发光强度明显增加，证明了本发明的发光二极管管芯能够在工作时较好地减少漏出损失和全反射损失从而提高发光二极管的发光效率。
Claims (10)
1、一种发光二极管管芯，具有衬底(1)、第一缓冲层(2)、N型半导体层(51)、活性层(52)、P型半导体层(53)、N极电极(6)和P极电极(7)；第一缓冲层(2)设置在衬底(1)上，活性层(52)设置在N型半导体层(51)上，P型半导体层(53)设置在活性层(52)上，N极电极(6)位于N型半导体层(51)上，P极电极(7)位于P型半导体层(53)上；其特征在于：还具有反射镜层(3)和第二缓冲层(4)；反射镜层(3)设置在第一缓冲层(2)上，反射镜层(3)由具有微孔阵列的金属基底层(31)和沉积在金属基底层(31)的表面上及微孔阵列的微孔(31-1)中的金属反射层(32)组成；第二缓冲层(4)设置在反射镜层(3)与N型半导体层(51)之间。
2、根据权利要求1所述的发光二极管管芯，其特征在于：第二缓冲层(4)为半导体单层、或多重量子阱层、或半导体单层与多重量子阱层的复合结构层，第二缓冲层(4)为生长N型半导体层(51)的过渡层。
3、根据权利要求2所述的发光二极管管芯，其特征在于：第二缓冲层(4)为单层结构的本征氮化镓层、或单层结构的本征氮化镓层与多重量子阱层的复合结构层且多重量子阱层设置在本征氮化镓层上。
4、根据权利要求1所述的发光二极管管芯，其特征在于：衬底(1)为蓝宝石、碳化硅或硅；第一缓冲层(2)为本征氮化镓，第一缓冲层(2)的厚度为1.0μm～2.0μm；N型半导体层(51)为N型氮化镓层，P型半导体层(53)为P型氮化镓层，活性层(52)为InGaN/GaN多重量子阱的活性层。
5、根据权利要求1所述的发光二极管管芯，其特征在于：反射镜层(3)的金属基底层(31)的金属为银或铜，金属基底层(31)的厚度为1.5μm～3μm；反射镜层(3)的金属反射层(32)的金属为银或铝，金属反射层(32)的厚度为0.05μm～0.08μm；金属基底层(31)的微孔阵列中的微孔(31-1)均匀排布，且行与行之间错开；微孔阵列中每个微孔(31-1)的形状都相同，为圆形或正多边形。
6、根据权利要求5所述的发光二极管管芯，其特征在于：金属基底层(31)的微孔(31-1)阵列中的相邻的微孔(31-1)之间的间距为2.8μm～3μm；每个微孔的孔径为1.3μm～2.6μm，每个微孔的深度为0.8μm～1.2μm。
7、由权利要求1所述的发光二极管管芯的制造方法，具有以下步骤：①采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法在衬底(1)上生成第一缓冲层(2)；②在第一缓冲层(2)上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法沉积金属介质层(30)；③在金属介质层(30)上采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积一层氮化硅或二氧化硅或硅作为掩膜层(33)；④采用光刻与湿法刻蚀结合的方法或光刻与干法刻蚀结合的方法在金属介质层(30)生成微孔阵列而使金属介质层(30)成为金属基底层(3 1)；然后用腐蚀剂洗去掩模层(33)；⑤采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法在金属基底层(31)的微孔阵列上沉积金属薄层以形成金属反射层(32)，从而由金属基底层(31)和金属反射层(32)组成反射镜层(3)；⑥在反射镜层(3)上采用金属有机物化学气相沉积外延或分子束外延方法生成第二缓冲层(4)，第二缓冲层(4)为半导体单层、或多重量子阱层、或半导体单层与多重量子阱层的复合结构层；⑦在第二缓冲层(4)上依次外延生成N型半导体层(51)、活性层(52)和P型半导体层(53)；⑧采用溅镀的方法在P型半导体层(53)上生成P极电极(7)，采用蚀刻和溅镀的方法在N型半导体层(51)上生成N极电极(6)，从而得到发光二极管芯片；⑨用切割法或划片法沿设计好的发光二极管芯片的分割道将芯片分割成单个管芯。
8、根据权利要求7所述的发光二极管管芯的制造方法，其特征在于：步骤①中衬底(1)为蓝宝石、碳化硅或硅，沉积的第一缓冲层(2)为本征氮化镓层，本征氮化镓层的厚度为1.0μm～2.0μm；步骤②中沉积的金属介质层(30)为银或铜的金属薄层；步骤⑤中沉积的金属反射层(32)为银或铝的金属薄层；步骤⑥中生长的第二缓冲层(4)为单层结构的本征氮化镓层、或多重量子阱层；步骤⑦生成的N型半导体层(51)为N型氮化镓层，P型半导体层(53)为P型氮化镓层，活性层(52)为InGaN/GaN多重量子阱的活性层。
9、根据权利要求7所述的发光二极管管芯的制造方法，其特征在于：步骤②中，金属基底层(31)的厚度为1.5μm～3μm。
10、根据权利要求7所述的发光二极管管芯的制造方法，其特征在于：步骤④的蚀刻过程中，生成的微孔阵列中的微孔均匀排布在金属介质层中，且行与行之间错开；每个微孔的形状相同，为圆形或正多边形，相邻的微孔之间的间距为2.8μm～3μm；每个微孔的孔径为1.3μm～2.6μm，每个微孔的深度为0.8μm～1.2μm。步骤⑤中，金属反射层(32)的厚度为0.5μm～0.8μm。
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