[发明专利]发光二极管及其制造方法

说明书

技术领域

发明涉及半导体发光领域，特别是涉及一种发光二极管及其制造方法。

背景技术

发光二极管(LED，Light Emitting Diode)由于具有寿命长、耗能低等优点，应用于各种领域，尤其随着其照明性能指标日益大幅提高，LED在照明领域常用作发光装置。其中，以氮化镓(GaN)为代表的III-V族化合物半导体由于具有带隙宽、发光效率高、电子饱和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。

然而，目前半导体发光二极管存在着发光效率低的问题。对于普通的未经封装的发光二极管，其出光效率一般只有百分之几，大量的能量聚集在器件内部不能出射，既造成能量浪费，又影响器件的使用寿命。因此，提高半导体发光二极管的出光效率至关重要。

基于上述的应用需求，许多种提高发光二极管出光效率的方法被应用到器件结构中，例如表面粗糙化法，金属反射镜结构等。CN 1858918A公开了一种全角度反射镜结构GaN基发光二极管及其制作方法。参考图1，所述发光二极管包括：衬底1、生长在衬底1上的全角度反射镜4、以及制作在全角度反射镜4上的GaN LED芯片13。所述GaN LED芯片13包括：硅衬底5、n型GaN层6、有源区量子阱层7、P型GaN层8、P型电极9、P型焊盘10、n型电极11、n型焊盘12；其中，所述全角度反射镜4生长在衬底1上，其是由高折射率层3和低折射率层2堆叠排列成的，高折射率层3与硅衬底5接触，低折射率层2和衬底1接触，高折射率层的折射率n_H＞低折射率层的折射率n_L＞蓝宝石材料的折射率n，且满足其中，n、n_H、n_L为折射率。该专利通过在发光二极管下表面形成全角度反射镜结构，可以将GaN材料所发光在全角度范围内以高反射率向上反射，来提高发光二极管的出光效率。然而，该发光二极管制造方法需要在衬底上形成多层由高折射率层与低折射率层堆叠而成的薄膜结构，制作工艺非常复杂，制作成本较高。

发明内容

本发明提供一种发光二极管及其制造方法，以解决现有的发光二极管出光效率低的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种发光二极管，包括：衬底；位于所述衬底上的缓冲层、n型半导体层、有源层以及p型半导体层；还包括形成于所述p型半导体层上的粗化层，所述粗化层包括n型掺杂InAlGaN层、p型掺杂InAlGaN层或p/n共掺的InAlGaN层中的一种或其组合，所述n型掺杂InAlGaN层、p型掺杂InAlGaN层以及p/n共掺的InAlGaN层具有粗化表面。

进一步的，在所述的发光二极管中，所述n型掺杂InAlGaN层为掺Si的InAlGaN层。

进一步的，在所述的发光二极管中，所述p型掺杂InAlGaN层为掺Mg的InAlGaN层。

本发明还提供一种发光二极管制造方法，包括：在衬底上依次形成缓冲层、n型半导体层、有源层以及p型半导体层；利用MOCVD工艺在所述p型半导体层上形成粗化层，所述粗化层包括n型掺杂InAlGaN层、p型掺杂InAlGaN层以及p/n共掺的InAlGaN层中的一种或其组合，所述n型掺杂InAlGaN层、p型掺杂InAlGaN层以及p/n共掺的InAlGaN层均具有粗化表面；其中，所述MOCVD工艺的温度为600～900℃，腔体压力为100～800mba。

进一步的，在所述的发光二极管制造方法中，所述MOCVD工艺采用N2和/或H2作为载气。

进一步的，在所述的发光二极管制造方法中，所述n型掺杂InAlGaN层为掺Si的InAlGaN层。

进一步的，在所述的发光二极管制造方法中，所述p型掺杂InAlGaN层为掺Mg的InAlGaN层。

进一步的，在所述的发光二极管制造方法中，所述缓冲层、n型半导体层、有源层、p型半导体层以及粗化层是在同一腔室内形成的。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：