[发明专利]一种氮化物半导体发光二极管及其制作方法

权利要求书

1.一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：包括图形化衬底、V形坑控制层、在图形化衬底的图形之间至少具有一个周期的V形坑层和反射层构成的散射反射层、缓冲层、第一导电型的第一半导体层、有源发光层和第二导电型的第二半导体层；

所述V形坑层的材料为In_xGa_1-xN/GaN组合，且0<x<1，每一周期厚度为5～50nm，位于图形化衬底之间；所述散射反射层的周期数为N，每一周期厚度为T，总厚度Ta＝N×T小于等于图形化衬底的图形高度H，即H≥Ta；所述V形坑控制层可控制形成开角范围为55～65度的V形坑。

2.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述V形坑的斜面为(10-10)晶面，V形坑之间的平面为(0001)晶面，V形坑材料In_xGa_1-xN/GaN组合，且0<x<1的多量子阱或超晶格的周期数20≥K≥3。

3.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述反射层的材料为Al反射镜或Ag反射镜。

4.根据权利要求1所述的一种氮化物半导体发光二极管，其特征在于：所述图形化衬底的材料为蓝宝石Al₂O₃、Si、SiC、GaAs、GaN、AlN中的一种。

5.如权利要求1～4任一所述的一种氮化物半导体发光二极管的制作方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)在平面衬底上制作图形化衬底的图形；

(2)在图形化衬底的图形间隙沉积V形坑控制层，然后，沉积带有V形坑的第一V形坑层，所述V形坑层的材料为In_xGa_1-xN/GaN，且0<x<1，每一周期厚度为5～50nm，位于图形化衬底之间；V形坑的斜面为(10-10)晶面，V形坑之间的平面为(0001)晶面；所述V形坑控制层可控制V形坑的尺寸、密度和开角，V形坑的开角范围为55～65度；

(3)在第一V形坑层的斜面、平面和图形化衬底的斜面上沉积第一反射层；

(4)在反射层上方沉积带有V形坑的第二V形坑层，V形坑的斜面为(10-10)晶面，V形坑之间的平面为(0001)晶面；所述V形坑控制层可控制V形坑的尺寸、密度和开角，V形坑的开角范围为55～65度；所述V形坑层的材料为In_xGa_1-xN/GaN，且0<x<1，每一周期厚度为5～50nm，位于图形化衬底之间；

(5)在第二V形坑层的斜面和平面上沉积第二反射层；所述的V形坑层及反射层的周期数为N，每一周期厚度为T，构成的散射反射层的总厚度Ta＝N×T小于等于图形化衬底的图形高度H，即H≥Ta；

(6)在周期数为N的V形坑和反射层构成多重散射反射层上沉积缓冲层；

(7)在缓冲层上依次沉积第一导电型的第一半导体层，有源发光层，第二导电型的第二半导体层，从而制得最终产品。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述V形坑控制层材料为GaN与In组分In_yGa_1-yN/GaN超晶格的组合，生长温度为600～900摄氏度。

7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于：所述缓冲层采用磁控溅射方法沉积，沉积材料为AlN、GaN或混晶AlGaN缓冲层。