[发明专利]一种发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于发光二极管芯片领域， 具体涉及一种发光二极管及其制作方法。 

背景技术

由于发光二极管具有寿命长、体积小、高耐震性、发热度小以及耗电量低等优点，发光二极管已被广泛地应用于家电产品以及各式仪器之指示灯或光源。近年来，由于发光二极管朝向多色彩以及高亮度化发展，发光二极管的应用范围已拓展至大型户外显示广告牌及交通号志灯等，未来甚至可以取代钨丝灯和水银灯以成为兼具省电和环保功能的照明灯源，成为市场主流趋势。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种发光二极管及其制作方法，解决高功率发光二极管的电流局限以及金属电极吸光的问题。 

为达到上述目的，根据本发明的一方面，一种发光二极管，包含：外延基板；n型半导体，位于所述外延基板表面之上；发光层，位于所述n型半导体表面之上；p型半导体，位于所述发光层表面之上； p型电极，位于所述p型半导体表面之上；n型电极，位于局部裸露的n型半导体表面之上；所述n型半导体的上表面定义为第一表面，所述n型电极的上表面定义为第二表面，第一表面不低于所述第二表面。 

根据本发明的另一方面，还提出一种发光二极管结构的制作工艺。此制作工艺包括下列步骤：提供外延基板；依次在所述外延基板表面之上形成n型半导体、发光层和p型半导体；从p型半导体表面往下蚀刻裸露出局部n型半导体表面；在所述p型半导体之上形成p型电极；在所述局部裸露之n型半导体表面之上形成n型电极，其上表面的相对位置高不低于所述n型半导体上表面的相对位置。 

在前述发光二极管器件结构及制作方法中，藉由平台蚀刻深度与电极厚度的优化，一方面可降低平台侧向的光取出被n型电极吸收的机率，另一方面，使得靠近n型电极的区域的电子与空穴复合数目增多，从而改善因电子、空穴对匹配不均而造成电流局限的问题。 

更具体的，所述外延基板一般选适于进行外延生长的材料，如Al₂O₃，SiC，Si等；为了提高电流扩展性，可在p型半导体与p型电极之间设置一层透明导电层，其材料可为NiAu 合金、ITO、IZO的一种或其组合。所述P、N型电极可选用Cr、Ti、Pt、W、TiW、Au的一种或其组合；所述第一表面与第二表面的高度差可取0~10微米。所述n型电极的下表面与所述n型半导体的下表面的高度差大于或等于0.5微米。所述n型电极的厚度为0.5~10微米。 

在一些实施例，所述第一表面与第二表面的相对位置位于同一高度。 

在一些实施例中，所述第一表面高于所述第二表面，其高度差为0.04~7微米。 

在一些实施例中，先在外延基板上生长一层非掺杂GaN作为缓冲层，再在缓冲层上形成n型半导体，此时第一表面和第二表面的高度差可取0~5微米，较佳值取2~4微米。 

在一些实施例中，所述n型半导体直接生长在外延基板上（即没有u-GaN 缓冲层），由于n型半导体厚度相对较厚，故第一表面和第二表面面的高度差可取5~10微米。 

在一些实施例中，可以采用湿式化学蚀刻或激光蚀刻等方法形成所述局部裸露之n型半导体表面。 

前述发光二极管可应用于各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域。 

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

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。 

图1~3 为已知发光二极管制作流程图。 

图4为已知发光二极管于电流注入后，其电子空穴复合的示意图。 

图5为图4发光二极管在点亮后，其电流局限于p型电极的示意图。 

图6为已知发光二极管结构中金属电极吸光示意图。 

图7为图6剖面图于发光二极管中之相对位置。 

图8为本发明实施例1的发光二极管结构的剖面图。 

图9为图8发光二极管于点亮后，其电流局分布于p型电极之示意图。 

图10为本发明实施例2的发光二极管结构的剖面图。 

图11为图10发光二极管于点亮后，其电流局分布于p型电极之示意图。 

图12~14为本发明发光二极管结构制作工艺流程剖面图。