[发明专利]一种具有电流阻挡层的发光二极管及其制备方法

权利要求书

1.一种发光二极管，包括衬底层上依次是GaN外延层和电流扩展层，所述GaN外延层由下往上依次包括N型GaN半导体层、发光层和P型GaN半导体层，在电流扩展层上是P电极焊线层，在N型GaN半导体层上是N电极焊线层，其特征在于，在P电极焊线层正下方对应位置生长有一层具有反射作用的电流阻挡层，位于P型GaN半导体层和电流扩展层之间，所述的电流阻挡层内有圆柱形空洞，在所述圆柱形空洞内有ITO透明导电材料。

2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于，所述电流阻挡层的横截面积大小与所述的P电极焊线层的大小相同。

3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的圆柱形空洞直径为0.5-2μm，周期为10-20μm，所述电流阻挡层内有圆柱形空洞的数量为20-30个。

4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的电流阻挡层为TiO、TiO₂、ZrO₂、SiO₂、SiN_x中的任意两种或多种，按照1/4LED的发光波长交替生长而成，生长周期为2-3个。

5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的电流扩展层的材质是ITO透明导电材料，所述电流阻挡层的厚度小于或等于电流扩展层的厚度。

6.根据权利要求1-5任一权利要求所述的发光二极管，其特征在于，所述的ITO透明导电材料的电阻率为1.8×10^-4×10^-4Ω·cm。

7.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述的衬底层是蓝宝石、硅或碳化硅衬底其中的一种。

8.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，在衬底层背面设置有ODR介质膜。

9.根据权利要求8所述的发光二极管，其特征在于，所述的ODR介质膜为：自上而下顺序为，一层布拉格反射膜系和一层Al膜，所述布拉格反射膜系是交替生长的厚度为λ/4n₁的SiO₂和厚度为λ/4n₂的TiO₂，生长周期为3-4个，其中λ为LED的发光波长；所述Al膜的厚度为200-600nm。

10.权利要求1所述的发光二极管的制备方法，步骤如下：

(1)在衬底层上生长GaN外延层：在衬底层上自下往上依次生长厚度为0.5μm-6μm的掺Si的N型GaN层，其中Si的掺杂浓度范围是：5×10¹⁷cm^-3-5×10¹⁹cm^-3，多量子阱发光层，其中发光层厚度范围为10-500nm，厚度为120nm-300nm的掺Mg的P型GaN层，其中Mg掺杂浓度范围是：5×10¹⁹cm^-3-5×10²⁰cm^-3；

(2)利用真空蒸镀或磁控溅射技术，在P型GaN层上生长电流阻挡层，所述的电流阻挡层为TiO、TiO₂、ZrO₂、SiO₂、SiN_x中的任意两种或多种，按照1/4LED的发光波长交替生长而成，生长周期为2-3个；

(3)通过湿法腐蚀或干法刻蚀方式将电流阻挡层的外形制成与P电极焊线层相对应的形状，并且电流阻挡层上贯通设置圆柱形空洞，空洞直径为0.5-2μm，周期为10-20μm，所述电流阻挡层内有圆柱形空洞的数量为20-30个；

(4)利用真空蒸镀或磁控溅射技术，在电流阻挡层的圆柱形空洞内填充ITO导电材料，ITO的厚度等于电流阻挡层的厚度；

(5)在电流阻挡层的上表面制备一层ITO电流扩展层，所述的ITO电流扩展层厚度大于或等于电流阻挡层的厚度；

(6)在电流扩展层上制备P电极焊线层和N电极焊线层，最终制得芯片；

(7)将步骤(6)所得的芯片的衬底层背面减薄，并在减薄后的衬底层背面上制备ODR介质膜，所述的ODR介质膜为：自上而下顺序为，一层布拉格反射膜系和一层Al膜，所述布拉格反射膜系是交替生长的厚度为λ/4n₁的SiO₂和厚度为λ/4n₂的TiO₂，生长周期为3-4个，其中λ为LED的发光波长。