[发明专利]一种发光二极管及制作方法

权利要求书

1.一种发光二极管，其特征在于，所述发光二极管包括：

图形化衬底，包括基板，所述基板的上表面具有若干个凸起，所述凸起包括依序叠置于所述基板上表面的台体及锥体，所述锥体与所述基板的制备材料不同；

缓冲层，沉积形成于所述凸起的侧壁表面及所述基板的表面；

外延层，覆盖于所述缓冲层的上表面；

至少一个所述凸起的顶端设置有孔洞结构，所述孔洞结构自所述锥体的顶端延伸至所述外延层中。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层包括依序叠置的三维生长层及二维生长层，所述三维生长层靠近所述缓冲层；所述三维生长层的上表面高于所述凸起的顶端，且所述孔洞结构延伸至所述二维生长层。

3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述凸起的高度为1.7-2.2μm，所述三维生长层的厚度为2-3μm。

4.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于，所述二维生长层的厚度为1.5-2μm。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述台体与基板的材料相同。

6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层的折射率所述基板的折射率所述锥体的折射率。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述缓冲层的材料为AlN、AlGaN、AlInGaN中的一种或任意种。

8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述基板的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO中的一种或任意种，所述锥体的材料为蓝宝石、SiC、Si、ZnO、SiO₂、SiN、SiO中的一种或任意种。

9.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述外延层包括第一半导体层、有源层、以及与所述第一半导体层导电类型相反的第二半导体层。

10.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述孔洞结构为中空的六棱柱，所述六棱柱横截面的外接圆直径为0.1-0.5μm。

11.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述孔洞结构内部为真空或含有填充气体，所述填充气体为N₂、NH₃、惰性气体中的一种或若干种的组合。

12.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括如下步骤：

提供基板，并在所述基板上沉积介质层；

刻蚀所述介质层及基板的上层区域，形成若干个凸起，所述凸起包括依序叠置于所述基板上的台体及锥体，所述锥体与所述基板的材料不同；

于所述凸起的侧壁表面及刻蚀后所述基板的表面沉积缓冲层；

在所述缓冲层表面形成外延层，所述外延层中形成有至少一个起始于所述凸起顶端的孔洞结构。

13.根据权利要求12所述的制作方法，其特征在于，所述外延层包括依序形成于所述缓冲层上的三维生长层及二维生长层，所述三维生长层的上表面高于所述凸起的顶端，且所述孔洞结构延伸至所述二维生长层。

14.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，在外延形成所述三维生长层时，通过控制横向生长速度，在所述凸起的顶端形成凹洞；随着所述二维生长层的外延生长，所述凹洞延伸成为所述孔洞结构。

15.根据权利要求13所述的制作方法，其特征在于，所述三维生长层的厚度为2-3μm，其形成的工艺条件为：保持生长温度950-1080℃，反应室压力100-300Torr，Ⅴ/Ⅲ比为800-1000。