[发明专利]一种发光二极管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电器件领域，特别是一种发光二极管的制作方法。

背景技术

现今，发光二极管（LED），特别是GaN基LED因其较高的发光效率，在普通照明领域已取得广泛的应用。但是，由于发光二极管的发光从外延层发射到空气层，因外延层的折射率大于空气层，光从光密材料发射到光疏材料会面临全反射角问题，导致入射角度大于全反射角的光线被完全反射而无法离开发光二极管。特别是GaN基发光二极管，因GaN的折射率为2.38，空气的折射率为1.0，导致从GaN发光二极管出射的光的全反射角仅为约23度，从而引起光提取效率偏低，发光效率和发光强度偏低的问题。虽然目前可采用图形化PSS衬底、P型粗化等技术来提升光提取效率，但目前取得的光提取效率仍较高。

鉴于现有技术中存在发光二极管LED的光提取效率仍偏低，因此有必要提出一种新的一种发光二极管的制作方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种简易且易于规模化生产的发光二极管的制作方法，通过聚苯乙烯球制作具有球状空气层的发光二极管，提升发光二极管的光提取效率。

本发明公开了一种发光二极管的制作方法，其特征包含以下步骤：（1）将衬底蚀刻出凹陷的半球状图形；（2）将聚苯乙烯球沉积在半球状的图形中；（3）在聚苯乙烯球上方沉积缓冲层；（4）采用高温或激光照射聚苯乙烯球，将其分解，形成球状空气层的缓冲层模板；（5）在球状空气层的缓冲层模板外延生长发光二极管结构，形成具有球状空气层结构的发光二极管，增大出光角，提升光提取效率，从而提升发光效率和发光强度。

进一步地，所述衬底为蓝宝石、碳化硅、硅、氮化镓、氮化铝、ZnO等适合外延生长的衬底。

进一步地，所述的步骤（1）采种干法蚀刻出凹陷的半球状图形。

进一步地，所述的步骤（1）的半球状图形的直径为0.01~10μm，图形间距为0.01~10μm，优选直径为0.2μm，间距为0.1μm。

进一步地，所述的步骤（2）沉积在凹陷的半球状图形的材料为聚苯乙烯。

进一步地，所述的步骤（2）沉积聚苯乙烯的方法有旋涂法、机械转移法、纳米压印等各种能将聚苯乙烯沉积进半球状图形的方法。

进一步地，所述的步骤（3）在聚苯乙烯球上方沉积缓冲层的材料为GaN、AlN、InN及其组分在0~100%的AlxGa_1-xN(0<x<1)，InyGa_1-yN(0<y<1)，AlzIn_1-zN(0<z<1)三元和四元AlInGaN混晶，优选低温的GaN缓冲层。

进一步地，所述的步骤（3）在聚苯乙烯球上方沉积缓冲层的方法为MOCVD外延、MBE外延、磁控溅射、电子束蒸发等各种沉积缓冲层的方法，优选磁控溅射法。

进一步地，所述的步骤（3）在聚苯乙烯球上方沉积一层缓冲层的厚度为0.001~10μm，优选缓冲层的厚度为0.5μm。

进一步地，所述的步骤（4）的方法为加热样品或激光照射样品，使聚苯乙烯球分解成气体逸出，形成具有空气层的模板。

进一步地，所述的步骤（4）的激光波长为100~350nm，或者采用温度为100~2000度加热样品。

进一步地，所述的步骤（5）在球状空气层的缓冲层模板采用MOCVD金属有机化学气相沉积方法外延生长发光二极管结构。

附图说明

图1为本发明实施例的发光二极管的制作方法的步骤（1）。

图2为本发明实施例的发光二极管的制作方法的步骤（2）。

图3为本发明实施例的发光二极管的制作方法的步骤（3）~（4）。

图4为本发明实施例的发光二极管的制作方法的步骤（5）。

图示说明：100：蓝宝石衬底，101：凹陷的半球状图形，102：聚苯乙烯球，103：磁控溅射GaN缓冲层，104：U型GaN，105：N型GaN，106：MQW，107：P型GaN，108：P型接触层。

具体实施方式

下面结合示意图对本发明进行详细的描述，在进一步介绍本发明之前，应当理解，由于可以对特定的实施例进行改造，因此，本发明并不限于下述的特定实施例。还应当理解，由于本发明的范围只由所附权利要求限定，因此所采用的实施例只是介绍性的，而不是限制性的。除非另有说明，否则这里所用的所有技术和科学用语与本领域的普通技术人员所普遍理解的意义相同。