[发明专利]发光二极管及其制作方法

说明书

本发明属于半导体领域，尤其涉及发光二极管及其制作方法，通过在相邻的发光单元之间刻蚀沟道，并在沟道的底部制作高反射层，通过高反射层产生干涉条纹，采用干涉条纹对发光二极管侧面进行曝光处理，从而在发光二极管侧面形成凹槽和凸起结构，并且凹槽底部宽度大于开口宽度，凸起结构表面设置有二氧化硅层，从而可以进一步提高发光二极管的出光效率。

技术领域

本发明属于半导体制造领域，具体涉及一种发光二极管及其制作方法。

背景技术

现有技术中发光二极管结构一般包括衬底、设置与衬底上的外延层以及位于外延层上的电极。而随着发光二极管作为照明器件的普及，提高其发光效率成为越来越重要的工艺难点。发光效率可以通过提高内量子效率或者外量子效率而得到提高。通过对发光二极管表面进行粗化处理，已经成为提高发光二极管外量子效率的常规工艺手段。通常是将发光二极管表面涂覆光阻掩膜层，通过曝光、显影和蚀刻工艺进行表面粗化，然而常规的曝光工艺中，曝光光束垂直射入发光二极管上表面，其侧面无法或者有效的曝光光束的照射，导致发光二极管侧面不易形成有效的图形化掩膜，从而无法将掩膜的图案转移至发光二极管侧面，对其进行粗化处理。

因此，如何对发光二极管侧面进行粗化是本领域的一个技术难题。

发明内容

本发明根据光的干涉原理，采用干涉条纹对发光二极管侧面进行曝光处理，从而实现对发光二极管侧面的粗化处理。

根据本发明的第一个方面，提供了一种采用曝光光束的干涉条纹对发光二极管侧面进行曝光制作凹槽和凸起结构的发光二极管制作方法，其包括：S1、提供一衬底，于所述衬底上生长外延层；S2、刻蚀所述外延层，形成复数个相互连接的发光单元，相邻发光单元之间具有沟道；S3、于所述发光单元侧面制作掩膜层，于所述沟道的底部制作高反射层；S4、曝光光束垂直射入高反射层表面，入射光和反射光形成明暗交替的干涉条纹，所述掩膜层在干涉条纹的作用下形成交替分布的变性区和非变性区；采用显影液对掩膜层进行显影，形成图案化掩膜层；S5、刻蚀掩膜层和发光单元侧面，将掩膜层的图案转移至发光单元侧面，形成凹槽和凸起结构；S6、在所述外延层之远离衬底的一侧表面上制作第一电极和第二电极；S7、减薄衬底并分离发光单元，形成独立的发光二极管。

进一步地，所述步骤S3先于所述发光单元侧面制作掩膜层，后于所述沟道的底部制作高反射层；或者，先于所述沟道的底部制作高反射层，后于所述发光单元侧面制作掩膜层。

进一步地，刻蚀所述外延层至衬底表面，形成复数个相互连接的发光单元，所述沟道的深度等于外延层的厚度；或者，刻蚀所述外延层至衬底的一定深度，形成复数个相互连接的发光单元，所述沟道的深度大于外延层的厚度。

优选的，沟道的深度范围可以为2~10μm。

进一步地，所述掩膜层为光阻层，形成的所述发光二极管的侧面的凸起由外延层组成。

进一步地，所述掩膜层包括保护层和涂覆于保护层表面的光阻层，形成的所述发光二极管的侧面的凸起由外延层和保护层组成，所述保护层的折射率小于外延层的折射率，可以有利于发光二极管侧面的出光。

优选的，所述保护层包括二氧化硅层、氮化硅层或者碳化硅层。更优选的，所述保护层为二氧化硅层。

进一步地，通过调整曝光光束的波长和高反射层的厚度，调整干涉条纹的宽度，进而调整发光单元侧面相邻凹槽或者相邻凸起之间的间隔距离。

进一步地，所述高反射层的反射率范围为30%-100%。优选的，所述高反射层的反射率范围为95~99%，曝光光束射入高反射层表面可以发生镜面反射。

进一步地，所述高反射层为金属反射层。优选的，所述高反射层为铝反射层或者银反射层。

进一步地，所述高反射层的厚度为λ/4（2n+1），其中λ为曝光光束波长，n为大于或等于0的自然数。优选的，所述高反射层的厚度为λ/4，其中λ为曝光光束波长。