[发明专利]发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光领域，尤其涉及一种发光二极管及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)由于具有寿命长、耗能低等优点，应用于各种领域，尤其随着其照明性能指标日益大幅提高，LED在照明领域常用作发光装置。

在公告号为CN100461472C的中国专利中公开了一种发光二极管，参考图1，示出了所述专利发光二极管一实施例的示意图，所述发光二极管包括：衬底101、位于衬底101上的二氧化硅层102、位于二氧化硅层102上的缓冲层103、位于缓冲层103上的多量子阱有源层104、位于多量子阱有源层104上的限制层105、位于限制层105上的包层106以及位于包层106上的接触层107，其中所述二氧化硅层102包括相互平行、宽度渐变的第一三角形二氧化硅层和第二三角形二氧化硅层，所述第一三角形二氧化硅层和第二三角形二氧化硅层是通过先沉积二氧化硅材料，然后沿二氧化硅材料的(011)晶向光刻并腐蚀而得到的；所述多量子阱层104是在选择区域形成的，并且所述多量子阱层104是通过化学气相沉积方法形成的金属有机物，可作为增益介质，在使发光二极管在大的输出光功率下仍然保持较宽的输出光谱范围。

上述专利的技术方案中，发光二极管可同时实现宽光谱、大功率的特性，但是由于多量子阱有源层发出的光需要经过限制层、包层等才能到达出光面，光透过率较低，造成发光二极管的光利用率较低。

尤其对于衬底为透光材料的发光二极管，多量子阱有源层发出的光还会经过透光衬底从发光二极管背面出射，进一步造成发光二极管的光利用率较低。

随着人们环保节能意识的增强，如何提高发光二极管的光利用率，使发光二极管具有高亮度、低功耗的特点，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种发光二极管，提高发光二极管的光利用率。

一种发光二极管，包括：碳化硅衬底；依次位于碳化硅衬底上方的缓冲层、有源层、帽层；所述发光二极管还包括多个一种发光二极管，包括：碳化硅衬底；依次位于碳化硅衬底上方的缓冲层、有源层、帽层；所述发光二极管还包括多个沟槽，所述沟槽的深度至少自所述帽层延伸至缓冲层顶部；所述发光二极管还包括位于所述沟槽内的透光元件。

还包括位于所述碳化硅衬底下方的散热层。

所述沟槽侧壁与沟槽底部夹角为120°～150°。

所述透光元件在发光二极管光出射方向上包括透镜结构。

还包括位于帽层上方的接触层。

所述接触层在发光二极管的光出射方向上包括透镜结构。

还包括第一电极，其中，所述接触层包括多个透镜结构，第一电极位于接触层上、处于透镜结构之间，所述第一电极包括用于连接电源正极的第一电极连接端。

所述透光元件的透镜结构在光出射方向上涂敷有荧光粉。

所述接触层的透镜结构在光出射方向上涂敷有荧光粉。

相应地，本发明还提供一种发光二极管的制造方法，包括：提供碳化硅衬底；在所述碳化硅衬底上方依次形成缓冲层、有源层、帽层；形成至少自帽层延伸至缓冲层顶部的沟槽；向沟槽内填充透光材料。

所述缓冲层包括N型掺杂的氮化镓；有源层包括多量子阱有源层，所述多量子阱有源层包括氮化铟镓；所述帽层包括P型掺杂的氮化镓。

所述缓冲层包括N型掺杂的氮化铝镓；有源层包括P型掺杂的氮化铝镓，所述帽层包括P型掺杂的氮化镓。

还包括在所述碳化硅衬底上方依次形成缓冲层、有源层、帽层之后，在所述碳化硅衬底下方形成散热层，所述散热层的材料包括钛、铝、银、金及其合金中的任意一种。

还包括在形成帽层之后，形成沟槽之前，在帽层上形成接触层，所述接触层包括P型掺杂的氮化镓。

还包括在形成帽层之后，形成沟槽之前，在帽层上形成接触层，所述接触层包括P型掺杂的氮化铝镓。

在形成接触层之后，在接触层上形成透镜结构。

在接触层上形成透镜结构的步骤包括：在接触层上通过光刻形成多个圆形光刻胶台；对所述圆形光刻胶台在150℃～200℃温度下烘烤，使所述圆形光刻胶台成为球冠状光刻胶；以所述球冠状光刻胶为掩膜，离子束刻蚀所述接触层形成透镜结构。

向沟槽内填充透光材料，在温度为150℃～200℃范围内，高温烘烤所述透光材料，使所述透光材料的顶部呈透镜结构，形成包括透镜结构的透光元件。

所述透光材料为环氧树脂。