[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210549535.5
• 申請日: 2012-12-18
• 公開（公告）號: CN103872188A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郝茂盛;張楠;黃旭;袁根如
• 申請（專利權(quán)）人: 上海藍光科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06
• 代理公司: 上海光華專利事務(wù)所 31219
• 代理人: 余明偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體照明領(lǐng)域，特別是涉及一種發(fā)光二極管及其制造方法。

背景技術(shù)

眾所周之，可見光光譜的波長范圍為380nm~760nm，是人眼可感受到的七色光——紅、橙、黃、綠、青、藍、紫，但這七種顏色的光都各自是一種單色光。例如LED發(fā)的紅光的峰值波長為565nm。在可見光的光譜中是沒有白色光的，因為白光不是單色光，而是由多種單色光合成的復(fù)合光，正如太陽光是由七種單色光合成的白色光，而彩色電視機中的白色光也是由三基色紅、綠、藍合成。由此可見，要使LED發(fā)出白光，它的光譜特性應(yīng)包括整個可見的光譜范圍。但要制造這種性能的LED，在目前的工藝條件下是不可能的。

現(xiàn)有的白光照明燈一般是白熾燈和鹵鎢燈等，其雖價格便宜，但光效低（燈的熱效應(yīng)白白耗電），壽命短，維護工作量大。LED光源具有使用低壓電源、耗能少、光效高、壽命長（連續(xù)工作時間10000小時以上）、幾乎無需維護、適用性強、穩(wěn)定性高、響應(yīng)時間短、對環(huán)境無污染、多色發(fā)光等的優(yōu)點，雖然價格較現(xiàn)有照明器材昂貴，仍被認為是它將不可避免地現(xiàn)有照明器件。目前，德國Hella公司利用白光LED開發(fā)了飛機閱讀燈；澳大利亞首都堪培拉的一條街道已用了白光LED作路燈照明；我國的城市交通管理燈也正用白光LED取代早期的交通秩序指示燈。可以預(yù)見不久的將來，白光LED定會進入家庭取代現(xiàn)有的照明燈。

根據(jù)人們對可見光的研究，人眼睛所能見的白光，至少需兩種光的混合，即二波長發(fā)光（藍色光+黃色光）或三波長發(fā)光（藍色光+綠色光+紅色光）的模式。上述兩種模式的白光，都需要藍色光，所以攝取藍色光已成為制造白光的關(guān)鍵技術(shù)，即當前各大LED制造公司追逐的“藍光技術(shù)”。對于一般照明，在工藝結(jié)構(gòu)上，白光LED通常采用兩種方法形成，第一種是利用“藍光技術(shù)”與熒光粉配合形成白光；第二種是多種單色光混合方法。這兩種方法都已能成功產(chǎn)生白光器件。然而，這種工藝制作的LED的一般顯色指數(shù)較低、芯片的發(fā)光亮度也難以提高。

可見，提供一種高顯色指數(shù)、高亮度的白光發(fā)光二極管及其制造方法實屬必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管及其制造方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中白光發(fā)光二級光顯色指數(shù)低、亮度低等問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管的制造方法，所述制造方法至少包括以下步驟：

1）提供一半導(dǎo)體襯底，于該半導(dǎo)體襯底表面形成至少包括N型層、量子阱層及P型層的發(fā)光外延結(jié)構(gòu)；

2）于所述P型層表面形成SiO₂層，并通過光刻工藝于該SiO₂層中刻蝕出至少一個直至所述P型層的外延窗口；

3）于所述外延窗口中外延光致發(fā)光量子阱，且該光致發(fā)光量子阱與所述P型層形成非歐姆接觸；

4）去除所述SiO₂層，并于所述P型層及光致發(fā)光量子阱表面形成透明導(dǎo)電層；

5）形成N電極制備區(qū)域，并于該N電極制備區(qū)域表面制備N電極，于所述透明導(dǎo)電層表面制備P電極。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，步驟5）還包括對所述半導(dǎo)體襯底進行減薄，并進行背鍍反射鏡的步驟。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，步驟5）中，先依據(jù)N電極制備位置制作光刻圖形，然后刻蝕所述透明導(dǎo)電層、P型層、量子阱層及部分的N型層獲得一N型層平臺，以形成所述N電極制備區(qū)域。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述半導(dǎo)體襯底為藍寶石襯底，所述P型層為P-GaN層，所述量子阱層為InGaN層，所述N型層為N-GaN層。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述外延窗口的形狀為圓形、橢圓形、多邊形或圓角多邊形。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，每個發(fā)光二極管單元對應(yīng)有多個外延窗口，且多個外延窗口呈四方陣列排列或六方陣列排列。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述光致發(fā)光量子阱為黃光量子阱、紅光量子阱或紅光量子阱與黃光量子阱疊層。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述光致發(fā)光量子阱為黃光量子阱，步驟5）還包括于所述透明導(dǎo)電層表面涂覆紅光熒光粉的步驟。

作為本發(fā)明的發(fā)光二極管的制造方法的一種優(yōu)選方案，所述光致發(fā)光量子阱為紅光量子阱，步驟5）還包括于所述透明導(dǎo)電層表面涂覆黃光熒光粉的步驟。

本發(fā)明還提供一種發(fā)光二極管，其特征在于，至少包括：

半導(dǎo)體襯底；