专利名称：侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种氮化镓基发光二极管，特别是侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓
基高亮度发光二极管。
技术背景发光二极管(英文为Light Emitting Diode，简称LED)是利用半导体的P-N结 电致发光原理制成的一种半导体发光器件；目前，商用的蓝绿光LED都是基于GaN的III-V 族化合物半导体材料，由于GaN基LED外延片的P-GaN层空穴浓度小，且P型层厚度要小于 0. 3 μ m，绝大部分光线从P型层透射出；而P型层对光有吸收作用，导致LED芯片外量子效 率不高，大大降低了 LED的发光效率；虽然采用氧化铟锡层作为电流扩展层的透射率较高， 但导致LED电压要高一些，其使用寿命也因此受到影响，并且在外加电压下，由于电流扩散 不均勻，一些区域电流密度很大，影响LED寿命。总之，在外部量子效率方面，现有的GaN基 LED还是显得不足，一方面与电流非均勻分布有关，另一方面则是与当光发射至电极会被电 极本身所吸收有关。为此，改善LED发光效率的研究较为活跃，主要技术有采用图形衬底技 术、表面粗化、倒装芯片、分布电流阻隔层、分布布拉格反射层、光子晶体技术等。其中采用 表面粗化提高LED发光效率，主要原理是将满足全反射定律的光线改变方向，继而在另一 表面反射回原表面时不被全反射而透射出界面，并能起防反射作用。文献报道有研究者在氮化物基发光二极管采用蚀刻的方式，使P型电极接触 与垂直侧边形成一个22°夹角的切侧壁，用于增加光的全反射机率。这样可使LED发光 组件的发光亮度更为集中，进而提高亮度(参见文献C C Kao, H C Kuo, H W Huang, et al.Light-Output Enhancement in a Nitride-BasedLight-Emitting Diode With 22 Undercut Sidewalls [J]. IEEE PhotonicsTechnology Letters, 2005,17(1) :19_21)；但由 于蚀刻局限于P型电极接触、发光区和部分N型电极接触，使得N型电极接触的蚀刻深度有 限，因而氮化物基发光二极管的发光效率的提升也受到一定限制
实用新型内容
为提高LED的发光效率，本实用新型旨在提供一种侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓 基高亮度发光二极管，可有效地减少光线在发光二极管内部的全反射，增加侧面出光，提高 外部量子效率。本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基 高亮度发光二极管，在蓝宝石衬底上外延生长一由N型电极接触层、发光区层、P型电极接 触层层叠构成的外延层；在外延层上形成一导电层，在导电层上连接一 P电极；在N型电极 接触上连接一 N电极；其特征在于外延层侧面上设有锯齿状孔洞。本实用新型的外延层侧面为倾斜面，可减少外延层中光线折射或反射的次数所造 成的光衰减，以增加出射光线进而提高发光效率；外延层侧面蚀刻形成的锯齿状孔洞呈周 期性排列，周期性排列的锯齿状孔洞，不仅可以减少光线在外延层内部的全反射，还可以增加侧面出光，提高外部量子效率；本实用新型的锯齿状孔洞位于外延层中的N型电极接触 层的侧面。本实用新型的有益效果是在外延层中的N型电极接触层蚀刻设置有周期性排 列的锯齿状孔洞，不仅可以减少光线在发光二极管内部的全反射，还可以增加侧面出光，提 高出光率。
图1是本实用新型的结构剖视图。图中1.蓝宝石衬底；2.外延层；3. N型电极接触层；4.发光区层；5. P型电极接 触层；6.导电层；7. P电极；8. N电极；9.锯齿状孔洞。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1所示的侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管，在蓝宝石衬底 1上外延生长一由N型电极接触层3、发光区层4、P型电极接触层5层叠构成的外延层2， 外延层2侧面为倾斜面；在外延层2上形成一透明导电层6，透明导电层6为氧化铟锡层， 即ITO导电膜；在透明导电层6上连接一 P电极7 ；在N型电极接触3上连接一 N电极8 ； 在外延层2中的N型电极接触层3的侧面上蚀刻有周期性排列锯齿状孔洞9。以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，本技术领域的 普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神要义及范围的情况下，所作出各种等同变换或 变化的技术方案应属于本实用新型的保护范畴，由各项权利要求限定。
权利要求侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管，在蓝宝石衬底上外延生长一由N型电极接触层、发光区层、P型电极接触层层叠构成的外延层；在外延层上形成一透明导电层，在导电层上连接一P电极；在N型电极接触上连接一N电极；其特征在于外延层侧面上设有锯齿状孔洞。
2.如权利要求1所述的侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管，其特征在 于所述的外延层侧面为倾斜面。
3.如权利要求1所述的侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管，其特征在 于所述的外延层侧面蚀刻形成的锯齿状孔洞呈周期性排列。
4.如权利要求1或3所述的侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管，其特 征在于所述的锯齿状孔洞位于外延层中的N型电极接触层的侧面。
专利摘要本实用新型公开的一种侧面具有锯齿状孔洞的氮化镓基高亮度发光二极管，在蓝宝石衬底上外延生长一由N型电极接触层、发光区层、P型电极接触层层叠构成的外延层；在外延层上形成一透明导电层，在导电层上连接一P电极；在N型电极接触上连接一N电极；外延层侧面上设有锯齿状孔洞。在外延层中的N型电极接触层蚀刻设置有周期性排列的锯齿状孔洞，不仅可以减少光线在发光二极管内部的全反射，还可以增加侧面出光，提高出光率。
文档编号H01L33/20GK201773861SQ20102014816
公开日2011年3月23日 申请日期2010年3月26日 优先权日2010年3月26日
发明者林科闯, 林素慧, 郑建森 申请人:厦门市三安光电科技有限公司