[发明专利]一种具有倒梯形圆台体的微米线发光二极管

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其是指一种具有倒梯形圆台体的微米线发光二极管。

背景技术

发光二极管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等优点，作为主要的光源得到较快发展，近年来发光二极管的利用领域迅速扩展，提高发光二极管的发光效率为其重要发展方向。

为了提高发光二极管的亮度，除了通过提高发光二极管的内量子效率，另一条途径是提高发光二极管的外量子效率。提高光的萃取率是提高外量子效率的最重要途径。现有技术中，传统的发光二极管提高光的萃取率主要包括表面粗化、有源区下方蒸镀DBR（布拉格反射层）、出光表面增加增透膜、光子晶体等技术，其缺陷在于：所述技术只提高二维度的出光率，并未达到较高水平的出光率。

为了使发光二极管获得较高的光的萃取率，微米线、纳米线的发光二极管因此而产生，为了提高微米线发光二极管的可靠性，简化其芯片结构及芯片制作方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有倒梯形圆台体的微米线发光二极管，以多维度提高二极管发光效率，且制作工艺简单。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：

一种具有倒梯形圆台体的微米线发光二极管，衬底上表面由下至上依次生成缓冲层、非故意掺杂层及第一部分第一型导电层；第一部分第一型导电层上生成微米孔洞制作层，微米孔洞制作层上设置上宽下窄的倒梯形微米孔洞，在孔洞内由下至上依次生成第二部分第一型导电层、有源区、电子阻挡层、第一部分第二型导电层，第二部分第一型导电层与第一部分第一型导电层连接；微米孔洞制作层上生成第二部分第二型导电层与第一部分第二型导电层连接；第二部分第二型导电层上表面由下至上依次生成欧姆接触层和导电层；在第一部分第一型导电层上设置第一电极，在导电层上设置第二电极。

进一步，微米孔洞的形状为上宽下窄的倒梯形圆台。

进一步，微米孔洞上部直径为15-30µm，下部直径为3-15µm。

进一步，微米孔洞的密度范围10⁴-10⁵个/mm²。

进一步，微米孔洞制作层的厚度为2-5µm。

进一步，微米孔洞制作层的构成材料包含二氧化硅、氮化硅。

一种具有倒梯形圆台体的微米线发光二极管制作方法，包括以下步骤：

一，在衬底上依次外延缓冲层、非故意掺杂层和第一部分第一型导电层；

二，在第一部分第一型导电层上沉积微米孔洞制作层；

三，采用包括掩膜、光刻、ICP蚀刻工艺在微米孔洞制作层上形成上宽下窄的倒梯形微米孔洞；

四，采用二次外延在孔洞内依次形成第二部分第一型导电层、有源区、电子阻挡层和第一部分第二型导电层，第二部分第一型导电层与第一部分第一型导电层连接；在微米孔洞制作层上表面形成第二部分第二型导电层与第一部分第二型导电层连接，在第二部分第二型导电层上形成欧姆接触层；

五，在欧姆接触层上蒸镀导电层；

六，依次腐蚀部分导电层、欧姆接触层、第二部分第二型导弹层、微米孔洞制作层，裸露部分第一部分第一型导电层；

七，采用掩膜、光刻、ICP蚀刻在第一部分第一型导电层上形成第一电极制作区，第一电极制作区形成第一电极，在导电层上形成第二电极。

进一步，微米孔洞的形状为上宽下窄的倒梯形圆台。

进一步，微米孔洞上部直径为15-30µm，下部直径为3-15µm。

进一步，微米孔洞的密度范围10⁴-10⁵个/mm²。

进一步，微米孔洞制作层的厚度为2-5µm。

进一步，微米孔洞制作层的构成材料包含二氧化硅、氮化硅。

采用上述方案后，本发明微米孔洞制作层上设置上宽下窄的倒梯形微米孔洞，在孔洞内生成有源区，其具有以下有益效果：

一、可利用外延材料梯形的斜面与空气之间的折射率差，增加光的全反射。

二、上宽下窄的倒梯形微米孔洞的有源区面积较传统的柱体状的大些，减少了采用微米线结构导致的有源区面积的损失。

三、由于倒梯形微米孔洞上宽下窄，顶部的第二部分第二型导电层可设置为互相连接的梯形上表面，第二型导电层可直接在梯形上表面连接成一片，有利于后续芯片制造工艺的简化，以及有利于发光二极管芯片的可靠性的提高。