[发明专利]具有凹凸图案的基底、包括该基底的发光二极管以及制造该二极管的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件，更具体地讲，涉及一种发光二极管（LED）。

背景技术

LED是具有n型半导体层、p型半导体层和设置在n型半导体层和p型半导体层之间的有源层的器件。当向n型半导体层和p型半导体层施加正向电场时，电子和空穴被注入到有源层中，注入的电子和空穴在有源层中复合来发光。

根据内量子效率和外量子效率来确定这样的LED的效率，外量子效率是光提取效率。作为用于改善光提取效率的方法，有一种在诸如图案化的蓝宝石基底的基底上形成凹凸图案，然后在该凹凸图案上外延生长半导体层的方法。

然而，这样的凹凸图案可能在外延的半导体层中导致晶体缺陷。因此，需要能够改善光提取效率同时减少由凹凸图案导致的这样的晶体缺陷的方法。

发明内容

【技术问题】

本发明在于提供一种其光提取效率增加同时结晶缺陷减少的发光二极管（LED）以及一种制造该LED的方法。

【技术方案】

本发明的一方面提供了一种发光二极管（LED）。LED包括：基底；凹凸图案，设置在基底的上表面中并包括凸部和被凸部限定的凹部。凸部具有为晶面的切面。存在具有顺序地设置在基底上的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的单元发光器件。

凹凸图案的每个凸部可以具有为晶面的多个切面和由彼此接触的至少一些切面形成的一个上顶点。切面可以包括为第一晶面的下切面和为第二晶面的上切面，第二晶面可以交会到一起形成上顶点。第二晶面的相对于基底表面的倾角可以小于第一晶面和基底表面之间的倾角。凸部可以具有条形或岛状形状。当凸部具有岛状形状时，凸部的底表面可以具有三角类形状，其中，三角类形状的每条线段是向外部凸出的曲线。

凹凸图案的每个凸部可以具有为晶面的切面和平坦的上表面。设置在基底的部分区域中的凹凸图案可以在凹凸图案的表面中具有坑。

LED具有被至少一个分隔槽分隔的多个单元发光器件。表面中具有坑的凹凸图案可以设置在分隔槽中。分离绝缘层可以设置在分隔槽中。电连接一对相邻的单元发光器件的互连件可以位于分离绝缘层上。每个单元发光器件还可以包括在单元发光器件的上表面中暴露第一导电半导体层的台面蚀刻区域，在表面中具有坑的凹凸图案可以设置在与台面蚀刻区域相对应的区域中。

本发明的另一方面提供了一种用于LED的基底。基底具有设置在基底的上表面中并具有凸部和被凸部限定的凹部的凹凸图案，凸部具有为晶面的切面。

本发明的又一方面提供了一种制造LED的方法。所述方法包括在基底上形成蚀刻掩模图案。利用蚀刻掩模图案作为掩模，湿法蚀刻基底以在基底的表面中形成具有凸部和被凸部限定的凹部的凹凸图案。在凹凸图案形成在其上的基底上，形成具有第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层的堆叠体。

【有益效果】

根据本发明，通过湿法蚀刻凹凸图案，可以使凹凸图案的切面结晶稳定，使得可以改善形成在凹凸图案的外延层的结晶质量。

附图说明

图1a至图1j是示出根据本发明的示例性实施例的制造发光二极管（LED）的方法的剖视图。

图2至图4是示意性示出蚀刻掩模图案的形状的俯视图。

图5是凹凸图案的俯视图。

图6是一个凸部的透视图。

图7a和图7b是示意性地示出从有源层发射的光分别被LED的下部中的凹凸图案和分隔槽中的凹凸图案沿若干方向反射的示意图。

图8a至图8e是示出根据本发明的另一示例性实施例的制造LED的方法的剖视图。

图9a至图9c是示出根据本发明的另一示例性实施例的制造LED的方法的剖视图。

图10a至图10d是示出根据本发明的另一示例性实施例的制造LED的方法的剖视图。

图11是凹凸图案的俯视图。

图12a至图12d是示出根据本发明的另一示例性实施例的制造LED的方法的剖视图。

图13a至图13d是示出根据本发明的另一示例性实施例的制造LED的方法的剖视图。

图14和图15是在根据凹凸图案制造示例1和2的凹凸图案上生长外延层之后分别拍摄的扫描电子显微镜（SEM）图像。

图16a至图16c是具有根据凹凸图案制造示例3制造的凹凸图案的基底的SEM图像。

图17是分别根据LED制造示例2和LED制造示例3制造的LED的输出功率和电流的曲线图。

图18a和图18b是具有根据凹凸图案制造示例4制造的凹凸图案的基底的SEM图像。