[发明专利]一种平台型发光二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种高出光效率的平台型发光二极管的制造方法

背景技术

半导体发光二极管(Light Emitting Diode)应用日益广泛，特别是在照明方面有取代白炽灯和荧光灯的趋势。发光二极管是由半导体材料所制成的发光元件，元件具有两个电极端子，在端子间施加电压，通入极小的电流，经由电子电洞的结合可将剩余能量以光的形式激发释出，此即发光二极管的基本发光原理。发光二极管不同于一般白炽灯泡，发光二极管是属冷发光，具有耗电量低、元件寿命长、无须暖灯时间及反应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、适合量产，容易配合应用上的需求制成极小或阵列式的元件，目前发光二极管已普遍使用于资讯、通讯及消费性电子产品的指示器与显示装置上，成为日常生活中不可或缺的重要元件。

目前发光二极管还面临一些技术上的问题，特别是光取出效率比较低。这导致了发光二极管的亮度不足等缺陷。针对上述问题，业内已经提出了通过粗化方法来改善发光二极管出光效率的问题，但是现有技术中粗化方法仍然存在缺陷，例如仅对发光二极管进行水平面式粗化，这种粗化方式无法进一步提高粗化面积，因此出光效率无法进一步提高。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提出了一种高出光效率的平台型发光二极管的制造方法，通过增大粗化面积，从而提高发光二极管的出光效率。

首先对本发明所采用的“上”、“下”进行定义，在本发明中，通过参照附图，本发明所述的“上”为附图中面向附图时垂直向上的方向。本发明所述的“下”为附图中面向附图时垂直向下的方向，本文所述的“厚度”是指面向附图时垂直方向上的距离，本文所述的“宽度”是指面向附图时水平方向上的距离。

本发明提出的高出光效率的平台型发光二极管的制造方法依次包括如下步骤：

（1）在衬底上依次形成第一底透明导电层、底粗化层和第二底透明导电层；

（2）在第二底透明导电层上依次形成p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层；

（3）采用刻蚀工艺，将p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层的部分区域去除，直至完全露出第二底透明导电层的上表面为止；

（4）在n型半导体层上依次形成第一顶透明导电层、顶粗化层和第二顶透明导电层；

（5）在第二底透明导电层露出的上表面上以及在第二顶透明导电层的表面上分别形成底电极和顶电极；

其中，步骤（1）的工艺过程为：在衬底1上淀积透明导电材料，对透明导电材料进行光刻、刻蚀后形成柱形凸起；对该凸起进行高温加热，从而将凸起熔化，熔化后的凸起自然收缩成半球形，然后经冷却后形成半球形的第一底透明导电层；然后采用化学腐蚀工艺在第一底透明导电层的球形表面以及第一底透明导电层之间形成底粗化层，然后在底粗化层的上表面淀积透明导电材料，经平坦化后得到第二底透明导电层；

其中，步骤（3）的刻蚀工艺中，优选采用干式刻蚀工艺（例如等离子体刻蚀）在垂直方向上将p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层的部分区域去除，从而能够将p型半导体层、半导体发光层和n型半导体层形成陡直的侧面，并且在刻蚀终点检出以后，继续进行过刻蚀工艺，以确保第二底透明导电层的第一区域的上表面完全露出；

其中，步骤（4）的工艺过程为：在n型半导体层上淀积透明导电材料，对透明导电材料进行光刻、刻蚀后形成柱形凸起；对该凸起进行高温加热，从而将凸起熔化，熔化后的凸起自然收缩成半球形，然后经冷却后形成半球形的第一顶透明导电层；然后采用化学腐蚀工艺在第一顶透明导电层的球形表面以及第一顶透明导电层之间形成顶粗化层，然后在顶粗化层的上表面淀积透明导电材料，经平坦化后得到第二顶透明导电层；

其中，所述底电极和顶电极为导热性能良好的金属材料，例如但不限于：金、银、铜、铝、镍、钛、钴、钯或铂，或者也可以采用金属合金来形成，例如但不限于：金铂合金、银铝合金、镍铝合金、镍钛合金等。

其中，第一底透明导电层、第二底透明导电层、第一顶透明导电层和第二顶透明导电层为导电性能良好的金属化合物材料，例如但不限于：ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＭｇＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＴｉＯ2或ＩＴＯ;从截面上看，所述半球形的第一底透明电极层和半球形的第一顶透明电极层的球形边缘对齐；