[发明专利]一种发光二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体照明领域，特别是涉及一种发光二极管的制造方法。

背景技术

半导体照明作为新型高效固体光源，具有寿命长、节能、环保、安全等显著优点，将成为人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，其应用领域正在迅速扩大，正带动传统照明、显示等行业的升级换代，其经济效益和社会效益巨大。正因如此，半导体照明被普遍看作是21世纪最具发展前景的新兴产业之一，也是未来几年光电子领域最重要的制高点之一。发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化镓）、GaP（磷化镓）、GaAsP（磷砷化镓）等半导体制成的，其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多子）复合而发光。

现有一种发光二极管芯片的制备方法包括步骤：外延生长、外延清洗、N面台阶刻蚀、涂保护胶、正划、清洗、ITO蒸镀、ITO光刻、N电极和P电极制备、表面钝化层制备、减薄、背镀反射镜。现有的另一种发光二极管芯片的制备方法包括步骤：外延生长、外延清洗、N面台阶刻蚀、涂保护胶、正划、清洗、P电极层下垫SiO₂沉积、P电极层下垫SiO₂蚀刻、ITO蒸镀、ITO光刻、N电极和P电极制备、表面钝化层制备、减薄、背镀反射镜。然而，以上两种发光二极管的电流扩展往往不够均匀而导致电流的浪费及发光效率的降低；而且，由于出光面在全反射时具有较大的光吸收率，会导致出光率的降低；再者，由于出光面没有任何限制，可能导致出光的不均匀。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种发光二极管的制造方法，用于解决现有技术中发光二极管电流扩展不均匀、出光面光吸收过大、出光不均匀等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种发光二极管的制造方法，所述制造方法至少包括以下步骤：

1）提供一半导体衬底，于所述半导体衬底表面沉积至少包括N型层、量子阱层及P型层的发光外延结构；

2）刻蚀所述P型层及量子阱层以形成N电极制备区域；

3）于所述P型层表面形成第一透明导电层，并采用光刻工艺刻蚀所述第一透明导电层，以形成多个呈周期排列且贯穿所述透明导电层的开孔；

4）于各该开孔内制作反射镜；

5）制作P电极及N电极。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，步骤5）中，P电极制作包括步骤：

5-1）于所述第一透明导电层及各该反射镜表面制作第二透明导电层；

5-2）于所述第二透明导电层表面制作P电极。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，所述开孔的面积总和为所述P型层面积的40%~60%。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，各该开孔的周期排列方式为四方阵列排列或六方阵列排列。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，各该开孔为圆孔，且圆孔的孔径为nλ/4，其中，n为整数，λ为发光二极管发出光线的波长。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，各该开孔为正六边形孔，且所述正六边形的对角线长度为nλ/4，其中，n为整数，λ为发光二极管发出光线的波长。

在本发明的发光二极管的制造方法中，各该反射镜的垂直反射率大于70%。

在本发明的发光二极管的制造方法中，所述反射镜的材料为Al层、Ag层、Al层-Au层-Ni层叠层、Ag层-Au层-Ni层叠层、Al层-SiO₂层叠层或Ag层-SiO₂叠层。

在本发明的发光二极管的制造方法中，步骤1）中所述的半导体衬底为蓝宝石衬底，所述N型层为N-GaN层，所述量子阱层为InGaN层，所述P型层为P-GaN层。

作为本发明的发光二极管的制造方法的一种优选方案，所述步骤5）以后还包括从下表面减薄所述半导体衬底，并于该半导体衬底下表面制作背镀反射层的步骤。