[发明专利]一种发光二极管的制作方法

说明书

本发明提出一种发光二极管的制作方法，包括工艺步骤：提供一衬底，并生长第一发光外延层；在第一发光外延层上形成掩膜层并进行图案化，形成图案化掩膜层；进行蚀刻工艺，使得第一发光外延层形成图案化凹凸结构；在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒；继续生长第二发光外延层。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种发光二极管的制作方法。

背景技术

随着LED应用的越来越广泛，进一步提升其发光效率已经成为业界的重中之重。目前绝大部分LED磊晶技术通过引入图形化的蓝宝石衬底来缓解GaN外延层与衬底之间由于晶格失配造成的应力，降低GaN外延层的位错密度，提高GaN材料的晶体质量，最终提高GaN基LED的发光亮度。还有其他提高发光二极管亮度的技术，比如在衬底背背面设置DBR反射层、或是在器件侧面制作高反射材料来增加光的提取效率。然而这些方法的采用不能避免光在器件内部的传输距离，使得光被磊晶层以及衬底材料反复吸收，最终以热量的形式释放，从而影响器件的亮度。

发明内容

为了解决现有技术不足，本发明通过在LED内部增加周期性或者非周期性的纳米颗粒反射层，改变LED内部光的传输路径，减少光在LED内部多次反射和折射而被器件内部磊晶层和衬底吸收所产生的光衰，使得量子阱向下发出的光很快被发射至外延结构正面，进而提高LED的光取出效率。

本发明提供的技术方案，包括：一种发光二极管的制作方法，包括工艺步骤：

（1）提供一衬底，并生长第一发光外延层；

（2）在第一发光外延层上形成掩膜层并进行图案化，形成图案化掩膜层；

（3）进行蚀刻工艺，使得第一发光外延层形成图案化凹凸结构；

（4）在图案化凹凸结构的凹坑中形成金属颗粒；

（5）继续生长第二发光外延层。

优选地，所述步骤（1）的第一发光外延层可以是第一半导体层或是活性层或是第二半导体层或是前述任意组合之一。

优选地，所述步骤（5）的第二发光外延层可以是第一半导体层或是活性层或是第二半导体层或是前述任意组合之一。

优选地，所述步骤（2）掩膜层图案化采用包括：纳米压印或者电子束光刻或者阳极氧化铝或者涂布纳米小球或者前述任意工艺组合。

可选地，采用电化学工艺使得第一发光外延层形成图案化凹凸结构，取代所述步骤（2）和步骤（3）。

优选地，所述步骤（3）的图案化凹凸结构的高度介于50Å~20000Å。

优选地，所述步骤（3）之后，所述图案化掩膜层去除，或者不去除。

优选地，所述步骤（4）的金属颗粒的形成是通过在图案化凹凸结构上形成一金属薄层，并通过剥离方式，使得位于凹凸结构凸部上的金属薄层被隔断，只留下位于凹坑内的金属薄层，形成金属颗粒。

优选地，所述步骤（4）的金属颗粒的形成是通过在图案化凹凸结构上形成一金属薄层，并进行激光照射处理，使得金属薄层成为熔融状，流入到凹坑中，形成金属颗粒。

优选地，所述步骤（4）的金属颗粒的形成是通过在图案化凹凸结构上形成一金属薄层，并进行高温退火处理，使得金属薄层在高温条件下团聚在凹坑中，形成金属颗粒。

优选地，所述金属薄层的厚度介于10Å~20000Å。

优选地，所述金属薄层的材质选用Ag或者Al或者Ni或前述组合之一。

优选地，所述高温退火处理条件包括：温度为500℃~1000℃。

优选地，所述高温退火处理条件包括：通入N₂，流量介于5L~95L。