[发明专利]高光效发光二极管器件结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种高光效发光二极管器件结构及其制作方法。所述高光效发光二极管器件结构包括外延层，所述外延层上依次叠设有导电的第一反射层和保护层；所述保护层的底端面和第一反射层的顶端面完全重合，所述外延层上还覆设有绝缘层，所述绝缘层和第一反射层两者在所述外延层的正投影构成互补图形，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。本发明通过采用第一反射层与其保护层为相同形状和面积，且第一反射层与绝缘层为互补图形结构的设计，可以有效消除因Ag迁移等带来的器件可靠性差等问题，克服因低反射率保护层材料吸光带来的缺陷，显著提高发光二极管的出光效率。

技术领域

本发明涉及一种半导体发光器件的制作方法，具体涉及一种高光效发光二极管器件结构及其制作方法，属于半导体光电器件领域。

背景技术

发光二极管由于其电光转换特性，根据材料的不同可以发出不同波长的光。目前发光二极管已经被广泛运用于照明、显示等领域，并且随着技术的不断发展，其应用领域不段增加，尤其是AlGaInN基的发光材料，发光波长从红外到紫外可调，拥有巨大的应用市场。但这也对发光二极管的亮度及可靠性等提出更高要求。

现有的发光二极管为了实现高亮度，一般会采用垂直结构或者倒装结构。这两种结构均面临同样的问题，例如，在p型层上需要制备高反射的欧姆接触电极，一般会采用Ag(银)或者Al(铝)来实现，蓝紫光发光二极管尤其会采用Ag做p型欧姆接触及反射镜。采用Ag做p型欧姆接触一般有以下问题：(1)良好的欧姆接触需要裸Ag合金(退火时Ag上不能覆盖很厚的金属)；(2)Ag非常容易出现电迁移的情况，导致可靠性下降。现有工艺中为了获得良好的欧姆接触及可靠性，一般会先制备Ag反射镜，再在Ag反射镜上覆盖保护层，减少Ag的迁移，这层保护层一情况下会采用反射率较差的金属，如金属Cr(铬)、Ti(钛)等。并且，为了更好的防止Ag迁移，Ag反射镜上沉积的保护层一般面积会比Ag反射镜本身更大，防止Ag裸露，因此在Ag反射镜的周围会有一圈反射率较差的金属，这样会导致芯片的整体取光效率明显下降。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高光效发光二极管器件结构及其制作方法，以克服现有技术的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明的一个方面提供了一种高光效发光二极管器件结构，包括外延层，所述外延层上依次叠设有导电的第一反射层和保护层；进一步的，所述保护层的底端面和第一反射层的顶端面完全重合，所述外延层上还覆设有绝缘层，所述绝缘层和第一反射层两者在所述外延层的正投影构成互补图形，并且至少是所述第一反射层的侧壁与所述绝缘层的相应侧壁重合。

在一些实施方式中，所述绝缘层围绕由所述第一反射层和保护层组成的叠层结构设置。

在一些实施方式中，所述外延层表面间隔分布有多个所述的叠层结构，多个所述叠层结构在所述外延层上的正投影构成第一图形，所述绝缘层在所述外延层上的正投影构成第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形。

本发明的另一个方面提供了一种高光效发光二极管器件结构的制作方法，包括：

提供用于制作发光二极管的外延层，所述外延层包括依次层叠设置的第一导电半导体层、有源层和第二导电半导体层；

在所述第二半导体层上形成导电反射材料层后进行退火处理，使所述导电反射材料层与第二半导体层形成欧姆接触；

在所述导电反射材料层上沉积保护材料，形成保护材料层；

将覆设在所述第二半导体层表面第一区域上的导电反射材料层和保护材料层完全去除，而保留覆设在所述第二半导体层表面第二区域上的导电反射材料层和保护材料层，形成第一反射层和保护层，所述保护层和第一反射层两者在所述第二导电半导体层上的正投影完全重合，所述第一区域、第二区域的形状分别为第一图形、第二图形，所述第一图形与第二图形为互补图形；