[发明专利]具有电流阻挡效应的垂直发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管及其制作方法，更为具体地，涉及一种具有电流阻挡效应的垂直发光二极管及其制作方法。 

背景技术

近年来，垂直薄膜结构GaN基发光二极管（LED）已成为研究开发的新热点。与常规结构比较，垂直结构LED通过衬底转移，形成电极上下分布，电流垂直注入，解决了常规结构GaN基LED器件中因电极水平分布、电流横向注入导致的诸如散热不佳，电流分布不均、可靠性差等一系列问题。 

垂直结构LED芯片的n电极一般位于出光面顶部，其存在会遮挡并吸收有源层发出的光。为了尽量避免n电极对于发光的遮挡和吸收，通常在垂直芯片的内部引入电流阻挡层以限制或者大幅减少n电极下方有源层的发光。例如，在p型外延层与p型接触金属层之间插入绝缘材料（如氧化硅、氮化硅等）作为电流阻挡层，其大小和位置与n电极大致相当，这样可以大大改善n电极的挡光和吸光。然而，用作电流阻挡层的氧化硅或者氮化硅等绝缘材料与p型接触金属层的黏附度不佳，会影响晶圆键合的牢固度，从而造成衬底剥离良率降低并影响可靠性。 

发明内容

本发明的主要目的是提供具有电流阻挡效应的垂直发光二极管及其制作方法，通过激光辐照热分解在n型GaN基外延层与发光层之间形成激光烧蚀区作为电流阻挡层，以改善电流分布，减小电极吸光。 

根据实现上述目的的具有电流阻挡效应的垂直发光二极管，其结构包括：永久基板；p型GaN基外延层，位于所述永久基板之上；发光层，位于所述p型GaN基外延层之上；n型GaN基外延层，位于所述发光层之上；n电极，位于n型GaN基外延层之上；激光烧蚀部，形成于n型GaN基外延层与发光层之间，并且在垂直投影面上激光烧蚀部的位置与n电极对应。 

根据实现上述目的的具有电流阻挡效应的垂直发光二极管制作方法，包括步骤： 

1）在一永久基板上形成外延层，其至上而下包括n型GaN基外延层、发光层和p型GaN基外延层； 

2）采用激光照射部分n型GaN基外延层，在n型GaN基外延层与发光层之间形成一激光烧蚀部；

3）在n型GaN基外延层上制作n电极，其在垂直投影面的位置与激光烧蚀部对应。

本发明采用激光辐照热分解方式在n型GaN基外延层与发光层之间形成具有电流阻挡作用的激光烧蚀部。发光层表面经过高能量脉冲激光照射并吸收其能量，从而热分解可形成一空隙结构。本发明在垂直GaN基发光二极管的n端引入空隙电流阻挡层，可以有效避免p端设计绝缘介质阻挡层对于衬底键合和剥离的不利影响，并具有更高的可靠性。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

图1是本发明优选实施例的具有电流阻挡效应的垂直发光二极管的结构示意图。 

图2 ~ 图7是本发明优选实施例的具有电流阻挡效应的垂直发光二极管制作步骤示意图。 

图中部件符号说明： 

100：蓝宝石衬底

101：缓冲层

102：u-GaN层

103：n-GaN层

104：MQW层

105：p-GaN层

110：空隙

200：硅基板

210：p反射电极

220：金属叠层

230：p电极

240A：n电极焊盘

240B：n电极扩展条

300：Ni掩膜

310：激光辐照区。

具体实施方式：

下面将结合示意图对本发明的LED结构及其制作方法进行更详细的描述，其中表示了本发明的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制。

本发明的核心思想在于：提供一种具有电流阻挡效应的垂直发光二极管及其制作方法，通过激光辐照热分解在n型GaN基外延层与发光层之间形成激光烧蚀区作为电流阻挡层，以改善电流分布，减小电极吸光。