[發(fā)明專(zhuān)利]高效發(fā)光二極管及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380010283.1
• 申請(qǐng)日: 2013-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104285307A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金彰淵;趙大成;南基范;金永郁;柳宗均;下山謙司;城市隆秀;栗原香
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 首爾偉傲世有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/22
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/22;H01L33/36;H01L33/46;H01L33/32
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 韓芳;譚昌馳

1.一種發(fā)光二極管，包括：

支撐基底；

半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)，設(shè)置在支撐基底上，并包括氮化鎵基p型半導(dǎo)體層、氮化鎵基活性層和氮化鎵基n型半導(dǎo)體層；以及

反射層，設(shè)置在支撐基底與半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)之間，

其中，半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)包括具有截錐體形狀的多個(gè)突起和形成在突起的頂表面上的細(xì)錐體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其中，半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)被形成為具有5×10⁶/cm²或更小的位錯(cuò)密度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其中，發(fā)光二極管在350mA時(shí)表現(xiàn)出小于20％的下降。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其中，半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)由生長(zhǎng)在氮化鎵基底上的半導(dǎo)體層形成。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，突起以蜂窩形狀布置。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，具有截錐體形狀的突起彼此鄰近，因此底部為尖頭的V形凹槽形成在突起之間的區(qū)域內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管，其中，突起的底表面具有六邊形形狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其中，突起的平均高度超過(guò)3μm并且細(xì)錐體的平均高度為1μm或更小。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其中，細(xì)錐體僅設(shè)置在突起的頂表面上。

10.一種發(fā)光二極管，包括：

支撐基底；

半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)，設(shè)置在支撐基底上，并包括氮化鎵基p型半導(dǎo)體層、氮化鎵基活性層和氮化鎵基n型半導(dǎo)體層；以及

反射層，設(shè)置在支撐基底與半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)之間，

其中，半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)形成為具有5×10⁶/cm²或更小的位錯(cuò)密度。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的發(fā)光二極管，其中，半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)包括多個(gè)突起和形成在突起的頂表面上的細(xì)錐體。

12.一種制造發(fā)光二極管的方法，包括：

通過(guò)在氮化鎵基底上生長(zhǎng)包括氮化鎵基n型半導(dǎo)體層、氮化鎵基活性層和氮化鎵基p型半導(dǎo)體層的半導(dǎo)體層來(lái)形成半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)；

在半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)上形成支撐基底；以及

去除氮化鎵基底。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，所述方法還包括：通過(guò)蝕刻半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)的由去除氮化鎵基底而被暴露的表面來(lái)形成多個(gè)具有細(xì)錐體的突起，其中，所述多個(gè)突起具有截錐體形狀。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，形成具有細(xì)錐體的多個(gè)突起的步驟包括：

在半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)的表面上形成掩模圖案，并通過(guò)利用掩模圖案作為蝕刻掩模對(duì)半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)執(zhí)行干法蝕刻來(lái)形成多個(gè)突起；

去除掩模圖案；以及

通過(guò)對(duì)所述多個(gè)突起的頂表面執(zhí)行濕法蝕刻來(lái)形成細(xì)錐體。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，利用KOH或NaOH的沸騰溶液來(lái)執(zhí)行濕法蝕刻。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，在突起之間的區(qū)域內(nèi)形成底部為尖頭的V形凹槽，使得所述多個(gè)突起彼此鄰近。

17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，去除氮化鎵基底的步驟包括：

通過(guò)研磨氮化鎵基底來(lái)去除氮化鎵基底的一部分；以及

通過(guò)電感耦合等離子體反應(yīng)離子蝕刻技術(shù)來(lái)去除氮化鎵基底的殘留在半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)上的部分。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括：在研磨氮化鎵基底之后對(duì)氮化鎵基底進(jìn)行拋光。

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，所述方法還包括：執(zhí)行確定半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)的表面是否暴露的測(cè)試。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，通過(guò)測(cè)量半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)的表面的表面電阻來(lái)執(zhí)行所述測(cè)試。

21.一種發(fā)光二極管，包括：

支撐基底；

半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)，設(shè)置在支撐基底上，并包括氮化鎵基p型半導(dǎo)體層、氮化鎵基活性層和氮化鎵基n型半導(dǎo)體層；以及

反射層，設(shè)置在支撐基底與半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)之間，

其中，半導(dǎo)體堆疊結(jié)構(gòu)包括彼此間隔開(kāi)的多個(gè)凹陷以及形成在凹陷之間的突起部的表面上的細(xì)錐體。