[發明專利]一種發光二極管及其制作方法

在審

• 申請號: 201210367130.X
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103700749A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張楠;郝茂盛
• 申請（專利權）人: 上海藍光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/46
• 分類號: H01L33/46;H01L33/00
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本發明涉及一種發光二極管及其制作方法，特別是涉及一種具有雙向反射鏡的發光二極管及其制作方法。

背景技術

發光二極管（LED）具有綠色環保、壽命超長、高效節能、抗惡劣環境、結構簡單、體積小、重量輕、響應快、工作電壓低及安全性好的特點，因此被譽為繼白熾燈、日光燈和節能燈之后的第四代照明電源。20世紀90年代中期，日本日亞化學公司經過不懈努力，突破了制造藍光發光二極管的關鍵技術，并由此開發出以熒光粉覆蓋藍光LED產生白光光源的技術。但是半導體照明仍有許多問題需要解決，其中最核心的就是發光效率和生產成本。

如圖1顯示的是傳統的發光二極管的結構。在襯底1A上依次生長N型半導體層21A、量子阱層22A、P型半導體層23A；透明導電層3A形成于P型半導體層23A上；P電極4A制作在透明導電層3A上；暴露的N型半導體層21A上設有N電極5A。最終的芯片經過封裝等工藝后可以是正裝結構、倒裝結構、垂直結構等。傳統的發光二極管發光效率低下，為了提高發光二極管的亮度，現有技術中已經提出了幾種提高LED發光效率的方法，包括：1)?采用諸如倒金字塔等的結構改變芯片的幾何外形，減少光在芯片內部的傳播路程，降低光的吸收損耗；2)采用諸如諧振腔或光子晶體等結構控制和改變自發輻射；3)?采用表面粗化方法，使光在粗化的半導體和空氣界面發生漫反射，增加其投射的機會；4)?利用倒轉焊技術等技術手段。其中，現有粗化技術大多是僅針對N?型半導體或P?型半導體表面或邊側，以及通過背面蒸鍍金屬或者復合結構反射鏡層來提高芯片的發光效率，但是單純利用單向反射鏡來提高發光效率仍然有限。

因此，如何突破現有技術進一步提高芯片的發光效率仍然是本領域技術人員亟待解決的技術課題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種具有雙向反射鏡的發光二極管及其制作方法，用于提高熒光粉的激發效率，改善芯片的整體亮度。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明采用如下技術方案：

一種發光二極管，依次包括襯底、設置在所述襯底一表面的發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、位于N型半導體層上的量子阱層、及位于量子阱層上的P型半導體層，在所述N型半導體層上設有N電極，在P型半導體層上設有透明導電層和P電極，所述發光二極管至少還包括：設置在透明導電層的第一反射鏡層，該第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高透過率、對熒光粉受激發后所產生的光具有高反射率，其中，所述熒光粉由發光結構層所發出來的光來激發；設置在所述襯底的另一表面上的第二反射鏡層，該第二反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高反射率。

優選地，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的透過率大于90%、對所述熒光粉受激發后所產生光的反射率大于90%。

優選地，所述發光結構層所發出的光包括波長范圍為420~480nm的可見光，所述熒光粉受激發后所產生的光包括波長范圍為500~800nm的可見光。

優選地，所述第一反射鏡層包括分布布拉格反射鏡。

優選地，所述第二反射鏡層對于所述發光結構層所發出的光反射率大于98%。

優選地，所述第二反射鏡層包括分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。

優選地，分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡的厚度為0.3~3μm。

本發明還提供一種發光二極管的制作方法，其至少包括步驟：

1）提供一襯底，在所述襯底的一表面上制備形成發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、位于N型半導體層上的量子阱層、及位于量子阱層上的P型半導體層；

2）通過刻蝕技術在N型半導體層上制備N電極，在P型半導體層上制備透明導電層和P電極；

3）在所述透明導電層上制備第一反射鏡層，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高透過率、對熒光粉受激發后所產生的光具有高反射率；

4）研磨拋光所述襯底的另一表面，然后在所述襯底另一表面上制備第二反射鏡層，所述第二反射鏡層對發光結構層所發出的光具有高反射率。

優選地，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的透過率大于90%、對所述熒光粉受激發后所產生的光的反射率大于90%。

優選地，所述發光結構層所發出的光包括波長范圍為420~480nm的可見光，所述熒光粉發出受激發后所產生的光包括波長范圍為500~800nm的可見光。

優選地，所述第一反射鏡層包括分布布拉格反射鏡。