[发明专利]发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电领域，具体涉及一种发光二极管及其制作方法。

背景技术

近几年，发光二极管（light emitting diode, 简称LED）得到了广泛的应用，在各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域起着越来越重要的作用。以AlGaInP材料作为发光层的LED具有较高的内量子效率。对于传统设计的LED来说，有很多因素限制它的外量子效率：内部的全反射、金属电极的阻挡、GaAs等半导体材料对光的吸收。这些LED生长在吸光衬底上，而最终有很大一部分光被衬底吸收。所以对于这种传统的LED结构而言，即使内部的光电转化效率很高，它的外量子效率也不会很高。当前有很多种方法来提高LED出光的提取效率，如加厚窗口层、表面粗化、透明衬底、倒金字塔结构等。

发明内容

本发明提供了一种发光二极管，其有效提高了发光二极管的外部取光效率。

本发明的技术方案为：发光二极管，包括发光外延叠层，具有相对的第一表面和第二表面，包含n型半导体层、发光层和p型半导体层；透光性介电层，位于所述发光外延叠层的第二表面上，并直接与所述发光外延叠层接触，其内部具有导电通孔；透光性导电层，位于所述透光性介电层之远离发光外延叠层的一侧表面上；金属反射层，位于所述透光性导电层之远离所述透光性介电层的一侧表面上；所述透光性介电层的折射率均小于所述发光外延叠层、透光性导电层的折射率。在本发明中，发光外延叠层可等效看作一高折射率涂层，透光性介电层可等效看作一低折射率高透射率涂层，透光性导电层可等效看作一高折射率高透射率导电涂层，三者构成一增反系统。进一步地，所述透光性导电性与金属反射层构成全方位反射镜结构。

优选地，所述发光外延叠层、透光性介电层、透光性导电层的折射率分别为r1、r2和r3，其关系为：r2<r3<r1。

优选地，所述发光外延叠层的第二表面的粗糙度小于第一表面的粗糙度。在一些实施例中，所述发光外延叠层的第二表面为n型半导体层一侧表面。

优选地，所述透光性介电层中掺杂有受热可产生气体的发泡粒子，如此既可以降低所述透光性介电层的折射率，又可以起到散射的效果，提高发光外延层与透光性介电层之间的界面发生全反射的概率。在一些实施例中，所述发光粒子选自CaCO₃、BaCO₃、Ca（HCO3）₂、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一种或其组合。

优选地，所述透光性导电层具有良好的粘附性，起到发光外延叠层与金属反射层之间桥梁作用，增加界面强度，避免金属反射层与外延脱落。在一些较佳实施例，所述透光性导电层采用溅射形成的ITO材料层（简称S-ITO），金属反射层采用Ag反射镜，由于S-ITO 与Ag反射镜和发光外延叠层之间粘附性均较好，而且高温下不与发光外延叠层之间发生化学反应，因此不会影响发光外延叠层和透光性导电层之间界面的平整性，即提高了镜面反射率，进而LED光取出率提高。在一些更佳实施例中，该S-ITO以分子状态呈现，呈颗粒状分布在所述透光性介电层上，厚度优选10~100埃，此厚度区间薄膜尚未成膜以分子状态存在，吸光最少，且呈颗粒状分布在所述透光性介电层表面，对镜面的平整度影响很小。

优选地，所述发光外延叠层的第一表面具有一系列蜂窝构造的粗化图案，所述蜂窝构造呈正六边形分布，此种粗化结构空间利用率高，可有效提高光取出率。在一些实施例中， 所述蜂窝结构为半球型。

本发明还提供了一种发光二极管的制作方法，其包括步骤：发光二极管的制作方法，包括步骤：1) 在一生长衬底上形成发光外延叠层，其依次至少包括n型半导体层、发光层和p型半导体层；2) 在发光外延叠层的p侧表面上制作电极，并作退火处理，形成欧姆接触；3) 在发光外延叠层的p侧表面上键合一临时基板；4) 去除生长衬底，露出n侧表面；5) 在发光外延叠层的n侧表面上依次形成透光导电层、金属反射层，并进行退火处理形成欧姆接触；6) 在金属反射层上键合一基板，并去除临时基板。在本制作方法中，均在进行基板键合前先进行热处理形成n侧欧姆接触和p侧欧姆接触，使得金属反射层蒸镀后无需在基板键合后再进行热处理而损失亮度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明