性基板产生的磁场，V表示载流子(图3为空穴，图4为电子)的运动方向(与N型电极和P型电极的设置位置有关，例如在图1中，P型电极设置在外延层周边的右侧，N型电极设置在外延层周边的右侧，则空穴的运动方向为图3所示的从外延层周边的左侧向外延层周边的右侧，电子的运动方向为图4所示的从外延层周边的右侧向外延层周边的左侧)，F表示洛伦兹力。从图3和图4可以看出，在磁场的作用下，根据霍尔效应，P型层的空穴和N型层的电子在洛伦兹力的作用下均向外延层周边的前侧偏转，均匀分布在外延层周边的前侧，扩展了外延层周边的前侧的电流，因此不需要在外延层周边的前侧上设置条形区段，如图2所示。图2中实线表示外延层上设置的接点和条形区段(P型电极和N型电极)，虚线表示去掉的条形区段。从图2可以看出，本发明实施例提供的发光二极管的条形区段减少了，P型电极采用的吸光材料减少了，P型电极对发光层发出的光的吸收减少了，LED的发光效率提高了。
[0049]本发明实施例通过设置具有磁性的基板，在LED内形成一个磁场，当LED通电时，根据霍尔效应，P型层的空穴和N型层的电子均受到洛伦兹力而朝向外延层周边的一侧偏转，使得P型层的空穴和N型层的电子在洛伦兹力的作用下均匀分布在外延层周边的一侧，分散了外延层中的电流，促进了电流的扩展，LED芯片更容易发光，而且，P型电极和N型电极不需要为了扩展电流而设置条形区段，减少了电极采用的吸光材料的使用，进而减少了 P型电极和N型电极对发光层发出的光的吸收，结合LED芯片电极设计，提高了 LED的发光效率。
[0050]实施例二
[0051]本发明实施例提供了一种发光二极管的制造方法，应用于制造实施例一提供的一种发光二极管，参见图5，该制造方法包括:
[0052]步骤201:在具有磁性的基板上依次生长N型层、发光层、P型层，形成外延层。
[0053]图6a为步骤201执行之后的LED的结构示意图。其中，I表示具有磁性的基板，2表不N型层，3表不发光层，4表不P型层。
[0054]在本实施例一种实现方式中，该制造方法还可以包括:
[0055]采用粘合胶键合磁性基板和蓝宝石衬底，形成具有磁性的基板。
[0056]具体地，粘合胶可以采用硅胶或环氧树脂制成。
[0057]具体地，粘合胶的厚度可以为10-200微米。
[0058]在本实施例另一种实现方式中，该制造方法还可以包括:
[0059]采用磁控溅射技术在磁性基板上生长AlN薄膜，形成具有磁性的基板。
[0060]具体地，AlN薄膜的厚度可以为l-1000nm。
[0061]具体地，AlN薄膜的的生长温度可以为300-1200°C。
[0062]可选地，磁性基板可以采用钐钴磁体、钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的一种或多种制成。
[0063]可选地，磁性基板的厚度可以为100-500 μπι。
[0064]步骤202:在外延层上开设从P型层延伸到N型层的凹槽。
[0065]图6b为步骤202执行之后的LED的结构示意图。其中，I表示具有磁性的基板，2表不N型层，3表不发光层，4表不P型层。
[0066]步骤203:在P型层上设置P型电极，在N型层上设置N型电极。
[0067]图6c为步骤203执行之后的LED的结构示意图。其中，I表示具有磁性的基板，2表示N型层，3表示发光层，4表示P型层，5表示P型电极，6表示N型电极。
[0068]可选地，P型电极可以采用Au、Al、Cu、Ag、Fe、T1、Cr、Pt中的一种或多种制成，N型电极可以采用Au、Al、Cu、Ag、Fe、T1、Cr、Pt中的一种或多种制成。
[0069]可选地，P型电极可以包括接点和与该接点电连接的条形区段，条形区段自该接点向外延伸。
[0070]优选地，条形区段、接点、以及载流子由于磁性基板产生的磁场在LED通电后偏转的区域三者形成近似U型的弧线。
[0071]本发明实施例通过设置具有磁性的基板，在LED内形成一个磁场，当LED通电时，根据霍尔效应，P型层的空穴和N型层的电子均受到洛伦兹力而朝向外延层周边的一侧偏转，使得P型层的空穴和N型层的电子在洛伦兹力的作用下均匀分布在外延层周边的一侧，分散了外延层中的电流，促进了电流的扩展，LED芯片更容易发光，而且，P型电极和N型电极不需要为了扩展电流而设置条形区段，减少了电极采用的吸光材料的使用，进而减少了 P型电极和N型电极对发光层发出的光的吸收，结合LED芯片电极设计，提高了 LED的发光效率。
[0072]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种发光二极管LED，其特征在于，所述LED包括具有磁性的基板和在所述基板上形成的外延层，所述基板产生的磁场方向与所述LED各层的形成方向平行，所述外延层包括依次层叠在所述基板上的N型层、发光层、P型层，所述外延层上开设有从所述P型层延伸到所述N型层的凹槽，所述P型层上设有P型电极，所述N型层上设有N型电极。
2.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述基板包括采用粘合胶键合的磁性基板和蓝宝石衬底，或者，所述基板包括磁性基板和采用磁控溅射技术生长在所述磁性基板上的AlN薄膜。
3.根据权利要求2所述的LED，其特征在于，磁性基板采用钐钴磁体、钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的一种或多种制成。
4.根据权利要求2或3所述的LED，其特征在于，所述磁性基板的厚度为100-500μ m。
5.根据权利要求1所述的LED，其特征在于，所述P型电极包括接点和与所述接点电连接的条形区段，所述条形区段自所述接点向外延伸。
6.一种发光二极管LED的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括: 在具有磁性的基板上依次生长N型层、发光层、P型层，形成外延层； 在所述外延层上开设从所述P型层延伸到所述N型层的凹槽； 在所述P型层上设置P型电极，在所述N型层上设置N型电极； 其中，所述基板产生的磁场方向与所述LED各层的形成方向平行。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括: 采用粘合胶键合磁性基板和蓝宝石衬底，形成具有磁性的基板；或者， 采用磁控溅射技术在磁性基板上生长AlN薄膜，形成具有磁性的基板。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述磁性基板采用钐钴磁体、钕铁硼磁铁、铁氧体磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁中的一种或多种制成。
9.根据权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述磁性基板的厚度为100-500 μmD
10.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述P型电极包括接点和与所述接点电连接的条形区段，所述条形区段自所述接点向外延伸。
【专利摘要】本发明公开了一种发光二极管LED及其制造方法，属于半导体技术领域。所述LED包括改为：具有磁性的基板和在所述基板上形成的外延层，所述外延层包括依次层叠在所述基板上的N型层、发光层、P型层，所述外延层上开设有从所述P型层延伸到所述N型层的凹槽，所述P型层上设有P型电极，所述N型层上设有N型电极。本发明通过设置具有磁性的基板，在LED内形成一个磁场，当LED通电时，根据霍尔效应，P型层的空穴和N型层的电子均受到洛伦兹力而朝向外延层周边的一侧偏转，使得P型层的空穴和N型层的电子在洛伦兹力的作用下均匀分布在外延层周边的一侧，分散了外延层中的电流，结合LED芯片电极设计，提高了LED的发光效率。
【IPC分类】H01L33-00, H01L33-48
【公开号】CN104617207
【申请号】CN201510047650
【发明人】尹灵峰, 谢鹏, 韩涛, 王江波, 刘榕
【申请人】华灿光电股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年1月30日