[發明專利]一種發光二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 202011633971.1
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112670386B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 蔣振宇;閆春輝
• 申請（專利權）人: 深圳第三代半導體研究院
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 黎堅怡

本申請涉及發光二極管領域，具體公開一種發光二極管及其制造方法，該發光二極管包括：襯底；發光外延層，包括依次層疊設置于襯底的一側主表面的第一半導體層、有源發光層以及第二半導體層；多個電極圖案，多個電極圖案埋設于第一半導體層或第二半導體層中，并相互連接且呈網格狀分布。通過上述方式，能夠解決現有技術存在的發光二極管電流擴散的不均勻、熱擴散的不均勻和光提取的不均勻的技術問題，有效改善電流分布，提高電流分布均勻性。

技術領域

本申請涉及發光二極管領域，特別是一種發光二極管及其制造方法。

背景技術

發光二極管(Light Emitting Diode，LED)是一種可將電流轉換成特定波長范圍的光的半導體元件。發光二極管以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作為光源而廣泛應用于照明領域。

傳統的氮化物(氮化物材料包括AlN、GaN、InN以及三者的合金化合物)紫外和可見光發光二極管結構中，由電子形成的電流從n型電極經過n型氮化物半導體層橫向擴散注入到發光有源區，而由空穴形成的電流從p型電極經過p型氮化物半導體層橫向擴散注入到發光有源區。由于n型氮化物和p型氮化物材料摻雜困難，材料電阻大，導致電流擴散的不均勻、熱擴散的不均勻和光提取的不均勻，從而引起發光二極管發光效率的降低以及耐大注入電流能力減弱等問題。

發明內容

為解決現有技術存在的發光二極管電流擴散的不均勻、熱擴散的不均勻和光提取的不均勻的技術問題，本申請提出一種有效改善電流分布，提高電流分布均勻性的發光二極管。

一方面，本申請提供了一種發光二極管，該發光二極管包括：襯底；發光外延層，包括依次層疊設置于襯底的一側主表面的第一半導體層、有源發光層以及第二半導體層；多個電極圖案，多個電極圖案埋設于第一半導體層或第二半導體層中，并相互連接且呈網格狀分布。

其中，第一半導體層或第二半導體層包括第一子層和第二子層，多個電極圖案設置于第一子層背離襯底的一側，第二子層位于多個電極圖案背離第一子層的一側，第二子層覆蓋多個電極圖案并填充于多個電極圖案之間的間隙。

其中，多個電極圖案的耐受溫度大于第一半導體層或第二半導體層的制程溫度。

其中，電極圖案的材料為石墨烯、ZrN或HfN中的至少一種。

其中，多個電極圖案的厚度為0.005-2微米。

其中，多個電極圖案沿襯底的主表面的平行方向的橫截面積和/或間距呈非均勻分布。

其中，第一子層與第二子層為一體結構。

另一方面，本申請提供了一種發光二極管的制造方法，該方法包括：提供一襯底；在襯底上形成多個電極圖案；在多個電極圖案上形成半導體層，以使得多個電極圖案埋設于半導體層內。

其中，半導體層包括第一子層和第二子層；在襯底上形成多個電極圖案的步驟之前，進一步包括在襯底上形成第一子層，進而使得多個電極圖案形成于第一子層背離襯底的一側；在多個電極圖案上形成半導體層的步驟包括：在多個電極圖案背離第一子層的一側形成第二子層，第二子層覆蓋多個電極圖案并填充于多個電極圖案之間的間隙。

其中，在襯底上形成多個電極圖案的步驟之前，方法還包括：在襯底的一側主表面上依次生長第一半導體層以及有源發光層，其中，第一子層形成于有源發光層背離第一半導體層的一側；或者，在多個電極圖案上形成半導體層的步驟之后，方法還包括：在第二子層背離第一子層的一側依次生長有源發光層以及第二半導體層。

其中，第一子層和第二子層的生長方法為金屬有機化學氣相沉積法，或化學氣相沉積法、或分子束外延法，多個電極圖案的材料為石墨烯、ZrN或HfN中的至少一種。