发光二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子发光器件，具体地，涉及一种发光二极管和该发光二极管的制造方法。
【背景技术】
[0002]发光二极管具有体积小，工作电压低，工作电流小，响应速度快，寿命长等优点而广泛应用于显示器件领域。
[0003]有机薄膜发光二极管器件和无机薄膜发光二极管器件是用于平板显示器和区域照明等的一种可靠技术。
[0004]通常，薄膜发光二极管是郎伯型的，其在各个方向上均等的发射光，使得发光层发出的部分光线直接从薄膜发光二极管中射出，部分光线发射到薄膜晶体管内二被反射出至薄膜晶体管外部或者被薄膜晶体管吸收，还有部分光线被横向发射并最终被器件中的各个高光学折射率层吸收。总体上，薄膜发光二极管中多达80%的光会因此被损耗。
[0005]如何提高发光二极管的发光效率成为本领域亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种发光二极管和该发光二极管的制造方法，所述发光二极管具有较高的发光效率。
[0007]为了实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供一种发光二极管，所述发光二极管包括形成在衬底上的发光层，所述发光层包括层叠设置的η型掺杂层、量子阱有源层和P型掺杂层，其中，所述P型掺杂层包括基体部和设置在所述基体部上的聚光结构，所述聚光结构能够对所述发光层发出的光线进行汇聚。
[0008]优选地，所述聚光结构包括间隔地设置在所述基体部上的多个凸脊，所述凸脊在沿平行于所述发光层的发光方向的截面的宽度逐渐减小。
[0009]优选地，所述凸脊在沿平行于所述发光层的发光方向的截面的形状为梯形、三角形、拱形、半圆形中的任意一种。
[0010]优选地，所述凸脊与所述基体部为一体形成。
[0011]优选地，所述衬底由透明材料制成，所述发光二极管的背向发光方向的底面和/或侧面上设置有反射层，所述反射层的反光面朝向所述发光层。
[0012]优选地，所述反射层由银和/或镍制成。
[0013]优选地，所述发光二极管还包括形成在所述发光层和所述衬底之间的缓冲层。
[0014]优选地，所述发光层的表面形成有透明的保护层。
[0015]优选地，制成所述保护层的材料包括二氧化硅或聚四氟乙烯。
[0016]优选地，所述发光二极管包括电极，所述电极包括设置在所述P型掺杂层表面的P型电极盘、设置在所述η型掺杂层上的η型电极盘、与所述P型电极盘电连接的P型透明电极和与所述η型电极盘电连接的η型透明电极，所述P型透明电极和所述η型透明电极不接触，所述P型电极盘和所述η型电极盘均位于所述发光层的外围，且分别位于所述发光层的不同侧。
[0017]优选地，所述P型透明电极和所述η型透明电极均选自梳状电极、树形电极、环绕形电极和漩涡形电极中的任意一种。
[0018]优选地，所述P型电极盘包括与所述P型掺杂层接触的P型欧姆接触电极盘和与所述P型欧姆接触电极盘接触的P型金属电极盘，所述η型电极盘包括与所述η型掺杂层接触的η型欧姆接触电极盘和与所述η型欧姆接触电极盘接触的η型金属电极盘，所述P型透明电极包括设置在所述发光层表面的P型欧姆接触电极和设置在所述P型欧姆接触电极上方的P型透明导电电极，所述η型透明电极包括设置在所述发光层表面的η型欧姆接触电极和设置在所述η型欧姆接触电极上方的η型透明导电电极。
[0019]优选地，所述量子阱有源层包括量子皇层和量子阱层，所述量子皇层层叠在所述η型掺杂层上方，所述量子阱层层叠在所述量子皇层上方。
[0020]优选地，所述P型掺杂层的材料为P型掺杂的氮化镓，所述η型掺杂层的材料为η型掺杂的氮化镓，所述量子阱有源层包括材料为GaN的量子皇层和材料为InGaN的量子阱层。
[0021]优选地，所述发光层还包括设置在所述量子阱有源层和所述P型掺杂层之间的非故意掺杂的η型掺杂层。
[0022]作为本发明的另一个方面，提供一种发光二极管的制造方法，其中，所述制造方法包括在衬底的一侧形成发光层的步骤，该步骤包括:
[0023]形成η型掺杂层；
[0024]在η型掺杂层上形成有源材料层；
[0025]在有源材料层上形成P型掺杂材料层；
[0026]在所述P型掺杂材料层上形成掩膜图形，所述掩膜图形包括间隔设置的掩膜图形条;
[0027]对所述P型掺杂材料层进行刻蚀，以形成凸脊，所述凸脊的顶面形状对应于所述掩膜图形条的形状，所述凸脊之间的间隔对应于所述掩膜图形条之间的间隔，且所述凸脊在沿平行于所述发光层的发光方向的截面的宽度逐渐减小。
[0028]优选地，所述凸脊在沿平行于所述发光层的发光方向的截面的形状为梯形、三角形、拱形、半圆形中的任意一种。
[0029]优选地，在所述P型掺杂材料层上形成掩膜图形的步骤包括:
[0030]在所述P型掺杂材料层上形成掩膜材料层；
[0031 ] 在所述掩膜材料层上形成光刻胶层；
[0032]利用所述光刻胶层形成光刻胶图形，所述光刻胶图形的形状与所述掩膜图形的形状一致；
[0033]对形成有所述光刻胶图形的所述掩膜材料层进行刻蚀，以形成所述掩膜图形。
[0034]优选地，利用刻蚀液对所述P型掺杂材料层进行刻蚀。
[0035]优选地，所述P型掺杂材料层为P掺杂的氮化镓，所述刻蚀液包括盐酸、磷酸、氢氟酸、氢氧化钾溶液、王水、过硫酸钾溶液、四硼酸钠溶液、过氧化氢、草酸、氟化铵缓冲液、氢碘酸、碘化钾溶液中的任意一种。
[0036]优选地，利用干刻法对所述P型掺杂材料层进行刻蚀。
[0037]优选地，所述P型掺杂材料层为P掺杂的氮化镓，刻蚀气体为BCljP /或Cl 2。
[0038]优选地，所述制造方法还包括:
[0039]在所述发光层的表面形成透明的保护层。
[0040]优选地，形成所述保护层的材料包括二氧化硅或聚四氟乙烯。
[0041]优选地，所述制造方法包括在衬底的一侧一体形成发光层的步骤之前进行的:
[0042]在所述衬底上形成缓冲层。
[0043]优选地，所述衬底由透明材料制成，所述制造方法还包括:
[0044]在所述发光二极管的底面及侧面上形成反射层，所述反射层的反光面朝向所述发光层。
[0045]优选地，在衬底的一侧形成发光层的步骤还包括:
[0046]对形成有所述凸脊的P型掺杂材料层和所述有源材料层进行刻蚀，以获得所述P型掺杂层和所述量子阱有源层，以使得所述发光层包括贯穿所述P型掺杂层和所述量子阱层的缺口部，所述缺口部暴露所述η型掺杂层的一部分的上表面，且所述缺口部位于所述发光层的外围；
[0047]所述制造方法还包括:
[0048]形成电极，所述电极包括位于所述P型掺杂层上的P型电极盘、位于所述η型掺杂层上由所述缺口部暴露的部分上的η型电极盘、与所述P型电极盘电连接的P型透明电极和与所述η型电极盘电连接的η型透明电极，所述P型透明电极和所述η型透明电极不接触；其中，
[0049]所述P型电极盘、所述η型电极盘、所述P型透明电极和所述η型透明电极共同形成为所述发光二极管的电极，所述P型电极盘位于所述发光层的外围，且所述P型电极盘与所述η型电极盘分别位于所述发光层的不同侧；
[0050]所述P型电极盘包括与所述发光层接触的P型欧姆接触电极盘和设置在所述P型欧姆接触电极盘上方的P型金属电极盘，所述η型电极盘包括与所述η型掺杂层接触的η型欧姆接触电极盘和设置在所述η型欧姆接触电极盘上方的η型金属电极盘，所述P型透明电极包括设置在所述发光层表面的P型欧姆接触电极和设置在所述P型欧姆接触电极上方的P型透明导电电极，所述η型透明电极包括设置在所述发光层表面的η型欧姆接触电极和设置在所述η型欧姆接触电极上方的η型透明导电电极。
[0051 ] 优选地，形成电极的步骤包括:
[0052]在所述发光层的表面形成对应于所述P型电极盘和所述η型电极盘的金属图形；
[0053]在所述发光层的表面形成对应于所述P型透明电极和所述η型透明电极的透明电极图形；
[0054]在氮气氛围下对所述金属图形和所述透明电极图形进行退火，以形成包括所述P型欧姆接触电极盘和所述P型金属电极盘的P型电极盘、包括所述η型欧姆接触电极盘和所述η型金属电极盘的η型电极盘、包括所述P型欧姆接触电极和所述P型透明导电电极的P型透明电极和包括所述η型欧姆接触电极和所述η型透明导