发光二极管及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发光元件，特别涉及一种发光二极管及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 发光二极管因具有生产成本低、结构简单、低能耗低污染、体积小及容易安装等优 势被大量用于照明光源及显示技术中。
[0003] -般的发光二极管包括蓝宝石基板、以及依次成长在蓝宝石基板上的N型半导体 层、发光活性层和P型半导体层，以及设置在P型半导体层和N型半导体层上的P电极和N 电极。在发光二极管的制造过程中，通常先在蓝宝石基板上形成多个实心的球状凸起，然后 再基板上依次形成其他结构。然而，此种凸起的形成往往导致其顶端应力集中，如此导致晶 格缺陷的形成，并且这些缺陷将延伸到蓝宝石基板上的其他结构，从而使整个发光二极管 存在较大的晶格缺陷。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，有必要提供一种品质优良且出光效率高的发光二极管及其制造方法。
[0005] -种发光二极管，包括基板和成长在基板上的半导体结构，所述基板包括基体和 形成在基体上的缓冲层，所述的基体包括相对设置的第一表面和第二表面，所述基体的第 一表面上形成有微结构，所述微结构为连续弯折的金属片体，所述微结构包括多个相连接 的阻挡结构，每一阻挡结构之间形成凹槽，所述缓冲层形成在所述凹槽内并覆盖每一阻挡 结构，所述阻挡结构的折射率小于缓冲层的折射率。
[0006] -种发光二极管的制造方法，包括如下步骤： 提供一基体，所述基体包括相对的第一表面和第二表面，使用黄光微影技术或者溅射 法在基体的上表面形成多个凸起的光致抗阻剂； 使用原子沉积机台在光致抗阻剂及基体的第一表面上镀一层氮化铝（A1N); 加热氮化铝（A1N)，使氮化铝（A1N)结晶； 第二次加热氮化铝（A1N)，将光致抗阻剂从氮化铝（A1N)内脱离，进而形成内部为空心 腔体的微结构； 在微结构的外表面形成缓冲层，从而得到磊晶基板； 在磊晶基板上依次成长半导体结构。
[0007]在本发明所述的发光二极管，微结构有效的降低了基体与和缓冲层以及半导体结 构之间因应力而产生的晶格缺陷，使得发光二极管品质优良。自发光活性层出射的光线经 过N型半导体层、缓冲层到达基板时，因缓冲层、微结构以及空腔的折射率依次减小，使得 到达微结构上的大部光线被全反射后朝向远离基板的方向散射出去，从而有效的阻止了光 线自基板的下表面方向出射，提高了发光二极管的出光效率。
【附图说明】
[0008] 图1为本发明发光二极管的剖视图。
[0009] 图2为本发明发光二极管磊晶基板剖视图。
[0010] 图3-8为本发明发光二极管制造流程图。
[0011] 图9图3中所述基板的俯视图。
[0012] 图10为另一实施例中基板的俯视图。
[0013] 主要元件符号说明
如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0014] 如图1所示本发明所述发光二极管结构，包括基板100和成长在在基板100上的 半导体结构200。
[0015] 所述基板100包括基体10以及设置在基体10上的缓冲层20。
[0016] 请同时参考图2,所述基体10可采用蓝宝石、含矽材料以及氮化镓材料中的一种， 优选的，本发明采用蓝宝石作为基体10的材料，以利用蓝宝石材料的机械强度高，易于加 工处理的特点。所述基体10包括相对的第一表面101和第二表面102,所述第一表面101 上形成有微结构11。
[0017] 微结构11由厚度均匀的金属片体连续弯折形成，其包括多个阻挡结构110和连接 多个阻挡结构的连接部120。每一阻挡结构110包括一水平的顶壁111和自水平顶壁111 相对两侧向下、向外倾斜延伸的两侧壁112。所述阻挡结构110的尺寸自所述第一表面101 朝向远离第一表面101的方向逐渐减小。相邻二阻挡结构110的二侧壁112的底端与连接 部120的相对两端连接，相互连接的侧壁112及连接部120围成一凹槽130。每一顶壁111 为一水平的板体。
[0018] 在本实施例中，所述微结构11由氮化铝（A1N)材料支撑。这些阻挡结构110的 顶端的顶壁111平行共面及底端的连接部120分别共面，且每一阻挡结构110的厚度在 80nm_180nm之间，优选的，每一阻挡结构110的厚度为120nm。所述微结构11完全遮盖第 一表面101，从而使形成半导体结构200侧向生长，并且其顶端的顶壁111为平行共面的板 体，减小了顶端的应力，阻止了晶种生长过程中形成缺陷并延伸至半导体结构，从而提高磊 晶的品质。
[0019] 更进一步的，阻挡结构110用于将照射至其上的光线进行反射，以提高出光效率。
[0020] 所述缓冲层20填充于所述凹槽130中且覆盖所述微结构11。所述缓冲层20材料 为不掺杂的氮化镓（GaN)，主要用于降低N型半导体层30的晶格缺陷。所述缓冲层20的折 射率大于所述微结构11的折射率。
[0021] 所述的半导体结构200包括依次自下而上形成在磊晶基板100上的N型半导体层 30、发光活性层40以及P型半导体层50。可以理解的，在本发明所述发光二极管的磊晶结 构中，为了提高电流传输效率，可在P型半导体层50上设置欧姆接触层。
[0022] 所述P型半导体层50和N型半导体层30上分别设置有P电极51和N电极31。 所述N电极31的形成过程包括先蚀刻部分发光活性层40和P型半导体层50以露出部分 N型半导体层30,再将所述N电极31设置在露出的N型半导体层的表面上。
[0023]P型半导体层50提供电洞，主要为P型氮化镓（GaN)材料，N型半导体层30提供 电子，主要为掺杂的氮化镓（GaN)材料，如AlGaN。发光活性层40产生光，其材质为氮化镓 基材料，如InGaN、GaN等，还使电子及电洞局限在一起，增加发光强度。
[0024] 本发明所述的发光二极管，微结构11可使晶种侧向生长，进而阻止了晶种生长过 程中形成缺陷并使缺陷自基体10向上延伸至缓冲层20和半导体结构200,有效的降低了 基体10与和缓冲层20以及半导体结构200之间因应力而产生的晶格缺陷密度，使得发光 二极