[发明专利]一种垂直结构的发光二极管及其制备方法

说明书

本发明涉及一种垂直结构的发光二极管及其制备方法，包含依次生成的外延层、ITO层、反射层和金属势垒层；所述的外延层由N‑GaN层、多量子阱层和P‑GaN层依次生成；所述的N‑GaN层上制备N‑电极；其中，在所述的外延层和ITO层之间还生成有绝缘层，该绝缘层图形化生长在P‑GaN层上。本发明通过生成在外延层和ITO层之间的绝缘层形成较大电阻，使电流更好的从N‑电极处扩展出去，解决电流拥堵的问题，改善漏蓝情况，形成不同折射率的叠层膜以提高发光二极管的亮度；并且可避免刻蚀到金属势垒层的情况发生，有效提高发光二极管的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制备方法，具体是指垂直结构的发光二极管及其制备方法，属于半导体制造的技术领域。

背景技术

由于GaN（氮化镓）基垂直结构的LED（Light Emitting Diode，发光二极管）具有散热好，能够承载大电流，发光强度高，耗电量小、寿命长等优点，因此在通用照明、景观照明、特种照明、汽车照明中被广泛应用，使得GaN基垂直结构的LED成为半导体器件的研究热点。

如图1所示，为现有技术中的GaN基垂直结构的发光二极管，依次由EPI（外延）层1、ITO（氧化铟锡）层2、REF（反射）层3和Barrier（金属势垒）层4组成。其中，所述的EPI层1则依次由N-GaN层11、MQW（Multiple Quantum Well，多量子阱）层12和P-GaN层13组成。并且，在所述的N-GaN层11上设置有N-Pad 5作为发光二极管的N-电极，而整个P-GaN层13则作为发光二极管的P-电极。

由于GaN基垂直结构LED的电流是垂直流过整个器件，在高电流驱动下，N-电极下的光将会被N-电极吸收而降低垂直结构LED的发光强度。为了解决这一问题，通常在ITO层2蚀刻后且去胶前，利用Asher机台的O₂ Plasma（氧气等离子体）破坏图形化ITO层2以外区域的P-GaN层13。但是，此工艺的缺点在于，若Asher机台工艺或设备异常，未完全破坏P-GaN层13时，会导致漏蓝情况，不利于白光封测。同时，现有工艺的N-Mesa（N-台面）干法刻蚀至Barrier层4，极易刻蚀到金属，从而引起小电流可靠性的异常。

基于上述，本发明提出一种新型垂直结构的发光二极管，解决现有技术中存在的缺点和限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种垂直结构的发光二极管及其制备方法，使电流更好的从N-电极处扩展出去，解决电流拥堵的问题，改善漏蓝情况，形成不同折射率的叠层膜以提高发光二极管的亮度；并且可避免刻蚀到金属势垒层的情况发生，有效提高发光二极管的可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种垂直结构的发光二极管，包含依次生成的外延层、ITO层、反射层和金属势垒层；所述的外延层由N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层依次生成；所述的N-GaN层上制备N-电极；其中，在所述的外延层和ITO层之间还生成有绝缘层，该绝缘层图形化生长在P-GaN层上。

所述的绝缘层图形化生长在P-GaN层上，且位于垂直对准N-电极的位置，以及位于该发光二极管与其相邻发光二极管之间的间隔位置。

所述的绝缘层采用绝缘材料SiO₂生成。

在本发明所述的发光二极管与其相邻的发光二极管之间的间隔位置处具有一刻蚀至绝缘层的台阶。

本发明还提供一种垂直结构的发光二极管的制备方法，包含以下步骤：

S1、在衬底上生长形成外延层；该外延层包含依次生长的N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层；

S2、在所述的P-GaN层上图形化生长绝缘层；

S3、在所述的绝缘层上、以及未被该绝缘层覆盖的P-GaN层上沉积生成ITO层；