[发明专利]垂直发光二极管及其制造方法

说明书

本申请要求享有2009年12月30日提交的第10-2009-0134353号韩国专利申请的权益，该申请如同在此完全阐述一样，被引入以供参考。

技术领域

本发明涉及一种垂直发光二极管及其制造方法。

背景技术

一般来讲，发光二极管(LED)是一种在对其施加电流的时候发光的特殊类型的发光器件。这种利用化合物半导体的特性而将电转换为光的发光二极管可以以高效率在低电压下工作，因而一直以来都表现出杰出的节能效果。近来，发光二极管在亮度方面得到了显著的改善，并已应用于各种自动化设备，比如液晶显示设备的背光单元、电子公告牌、显示设备、家电用品等等。

特别是，基于氮化镓(GaN)的发光二极管表现出红外光谱或者包括红外光在内的更宽发光光谱，并具有各种应用。此外，由于不包含诸如砷(As)、汞(Hg)等环境有害材料的优点，基于氮化镓(GaN)的发光二极管近来作为下一代光源而极受关注。

图1是示出传统发光二极管的透视图。

如图1所示，传统发光二极管10包括蓝宝石基的基板11、在该蓝宝石基的基板11上形成的第一缓冲层12、使用无掺杂GaN层13在第一缓冲层12上形成的第二缓冲层13、在第二缓冲层13上形成的n型GaN层14、在n型GaN层14上形成的具有多量子阱(MQW)结构的有源层15、在有源层15上形成的p型GaN层16、使用透明导电材料在p型GaN层16上形成的欧姆接触层17、形成为与欧姆接触层17的一部分相接触的p型电极焊盘18、以及形成为与已经通过蚀刻有源层15、p型GaN层16和欧姆接触层17的部分区域而暴露出的n型GaN层14的一部分相接触的n型电极焊盘19。

在传统发光二极管10中，蓝宝石基的基板11对于生长氮化物半导体层13至16是必不可少的，并被布置在氮化物半导体层13至16的下方。此外，在所述多个氮化物半导体层13至16上，水平地布置了为了施加电压而分别布线接合到p型GaN层16和n型GaN层14的p型电极焊盘18和n型电极焊盘19。具有上述结构的传统发光二极管10具有如下问题。

首先，因为p型电极焊盘18和n型电极焊盘19是彼此平行地水平布置的，因此电流在p型电极焊盘18和n型电极焊盘19之间水平流动，并集中于某一区域上。这种电流集中增加了正向电压，因而降低电流效率，并且还可能由于产生静电而容易使发光二极管10恶化。

其次，由于必须去除有源层15、p型GaN层16和欧姆接触层17的部分区域以形成n型电极焊盘19，因而减少了发光面积。

第三，发光二极管10适于从所述多个氮化物半导体层13至16的顶部发光。在该情况下，由于布置在光的发射路径上的p型电极焊盘18和n型电极焊盘19可吸收光，所以发光二极管10的光输出效率降低。

第四，从多个氮化物半导体层13至16生成的一部分光被引入蓝宝石基的基板11中。在该情况下，由于以临界角或更大角度引入蓝宝石基的基板11的光被全反射、并在蓝宝石基的基板11内部消失，因此降低了发光二极管10的光输出效率。

第五，多个氮化物半导体层13至16在产生光的同时还散发热量。因为蓝宝石基的基板11具有低热导率，并由此难以释放热量，因此从多个氮化物半导体层13至16生成的热量降低了电流效率。

如上所述，因为p型电极焊盘18和n型电极焊盘19彼此平行地水平布置，因此传统发光二极管10在电流效率、光输出效率及其使用寿命方面都会恶化。由于这个缘故，已提出了一种垂直发光二极管，其中去除了用于生长多个氮化物半导体层的蓝宝石基的基板，从而分别在氮化物半导体层上方和下方形成p型电极焊盘和n型电极焊盘。

图2是示出传统垂直发光二极管的透视图。

如图2所示，传统垂直发光二极管20包括用作p型电极焊盘的下金属基板21、在下金属基板21上布置的p型电极22、在p型电极22上布置的p型GaN层23、在p型GaN层23上布置的有源层24、在有源层24上布置的n型GaN层25、在n型GaN层25上布置的无掺杂GaN缓冲层26、以及布置为与所述缓冲层26的至少一部分相接触的n型电极27。

现在将描述上述传统垂直发光二极管20的制造方法。