一种发光二极管的制作方法

本发明涉及半导体光电，更具体地说，涉及的是一种发光二极管。

背景技术：

1、 发光二极管(light emitting diode，简称led)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，led已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对led的亮度、发光效率提出了更高的要求。

2、目前，制约led器件的发光效率主要有两方面因素：内量子效率和外量子效率。内量子效率是指将注入的电能转化为光能的效率，目前技术已能达到70~80%，对于外延生长好的芯片其内量子效率甚至能达到90%。外量子效率是指将光能量从芯片中提取出来的效率，目前只有40~50%，仍然存在提升空间。改善led发光效率的研究较为活跃，主要技术有采用表面（界面）粗化技术、引入dbr反射层结构、透明衬底技术、衬底剥离技术、倒装芯片技术以及异形芯片技术。

3、 在光学镀膜中，dbr反射层结构根据若干对两种或两种以上的半导体或介质材料交错堆叠生长，来获得对某一光学波段的高反射率。根据斯涅尔定律（snell's law），入射光从高折射率材料进入低折射率材料时，若入射角大于临界角将发生全反射。现有的dbr反射层全结构中，dbr反射层不同材料层间的界面皆为同一平整面，因此，如图1所示，当从活性层发出的光线的入射角大于临界角时，将发生全反射，而部分发生第一次全反射的光由高折射率材料进入低折射率材料时，再次发生2次或2次以上次数全发射而导致吸收并衰减，从而影响反射效率。

技术实现思路

1、为了解决以上的问题，本发明通过对dbr反射层中材料层对的材料层间的界面进行粗化，可减少膜层间的2次或2次以上次数的全反射，增加一次全反射的出光效率。

2、为实现上述目的，本发明提供一种发光二极管，其至少包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧面，包括依次堆叠的第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；dbr反射层，设置在所述半导体外延叠层的第二表面之上，包括由a种不同折射率的材料层交替堆叠而成的m组材料层对，其中2≤a≤6；其特征在于：所述dbr反射层的m组材料层对中有n组材料层对，所述n组材料层对中a种材料层间的界面的粗糙度大于其余（m-n）组材料层对中a种材料层间的界面的粗糙度，其中m＞n≥1。

3、优选的，所述m值范围为2~50；更优选的，所述m值范围为10~50。

4、优选的，所述a种材料层的材料为sio2、sionx、sinx、al2o3、mgf2、tio、tio2、ti3o5、ti2o3、ta2o5、zro2或者前述的任意组合之一或者前述的混合材料。

5、优选的，所述n值的范围为1~45；更优选的，所述n值的范围为5~45。

6、优选的，所述n组材料层对连续堆叠。

7、在一些实施例中，自半导体外延叠层的第二表面始有连续的n组材料层对，所述n组材料层对中a种材料层间的粗糙度大于其余（m-n）组材料层对中a种材料层间的粗糙度。

8、在一些实施例中，在dbr反射层的中间区域，存在连续的n组材料层对，所述n组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度大于其他（m-n）组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度。

9、在一些实施例中，，在dbr反射层的末端区域，存在连续的n组材料层对，所述n组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度大于其他（m-n）组材料层对中a种材料层间的粗糙度。

10、作为本发明另外一种实施方式，所述n组材料层对也可以不连续堆叠。

11、在一些实施例中，所述发光二极管还包括一衬底，其位于所述dbr反射层与所述半导体外延叠层之间。

12、优选的，所述衬底具有相对的第一表面和第二表面，dbr反射层沉积在所述衬底的第二表面之上，所述n组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度ra1是所述衬底的第二表面的粗糙度ra2的1.0~3倍，如此设计可以改善dbr反射层的材料层间、dbr反射层和衬底间的附着力，改善切割背崩、推力脱落的现象，提升产品良率。

13、优选的，所述衬底的第二表面的粗糙度为1.0nm~3.0mm。

14、优选的，所述n组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度为1.0~9nm。

15、优选的，所述dbr反射层具有临近所述半导体外延叠层的第二表面的第一层，第一层的光学厚度高于dbr反射层的其它层。

16、作为本发明的一种实施方式，a=2，所述dbr反射层由第一材料层和第二材料层交替堆叠而成，第一材料层具有第一折射率n1，第二材料层具有第二折射率n2，其中n1＜n2。

17、作为本发明的另外一种实施方式，a=3，所述dbr反射层由第一材料层、第二材料层和第三材料层交替堆叠而成，第一材料层具有第一折射率n1，第二材料层具有第二折射率n2，第三材料层具有第三折射率n3，其中n1＜n2＜n3。

18、作为本发明的另外一种实施方式，所述发光二极管还包含一透明衬底，所述透明衬底位于半导体外延叠层的第一表面之上。

19、本发明还提出一种发光二极管，其至少包括：衬底，所述衬底具备第一表面和与第一表面相对的第二表面；半导体外延叠层，包括在衬底的第一表面依次堆叠的第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；dbr反射层，沉积在所述衬底的第二表面，包括由a种不同折射率的材料层交替堆叠而成的m组材料层对，其中2≤a≤6；其特征在于：所述dbr反射层的m组材料层对中有n组材料层对，所述n组材料层对的a种材料层间界面的粗糙度ra1为所述衬底的第二表面的粗糙度ra2的1.0~3倍，其中m≥n≥1。

20、优选的，所述衬底第二表面的粗糙度ra2为1~3nm。

21、优选的，所述n组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度ra1为1.0~9nm。

22、更优选的，所述n组材料层对中a种材料层间界面的粗糙度ra1为1.5~5.0nm。

23、优选的，所述m值范围为2~50。

24、优选的，所述n值的范围为1~45。

25、本发明还提出一种发光二极管，其至少包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧面，包括依次堆叠的第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；dbr反射层，沉积在所述半导体叠层的第二表面，包括由a种不同折射率的材料层交替堆叠而成的m组材料层对，其中2≤a≤6；其特征在于：所述dbr反射层自远离半导体外延叠层的第二表面方向包含从低折射率材料到高折射率材料的界面an，其中1≤n≤a-1；所述dbr反射层的m组材料层对中有n组材料层对的界面an的粗糙度raan为1.0~20nm，其中m≥n≥1，且m>1。

26、优选的，所述dbr反射层自远离半导体外延叠层的第二表面方向还包含从高折射率材料到低折射率材料的界面b，所述dbr反射层的n组材料层对中界面an的粗糙度raan大于界面b的粗糙度rab。

27、更优选的，所述n组材料层对的界面an的粗糙度raan为1.5~10nm。

28、优选的，所述m值范围为2~50。

29、优选的，所述n值的范围为1~45。

30、本发明还提出一种发光二极管，其至少包括：半导体外延叠层，具有相对的第一表面、第二表面及连接该第一表面和第二表面的侧面，包括依次堆叠的第一导电型半导体层、活性层和第二导电型半导体层；dbr反射层，沉积在所述半导体叠层的第二表面，包含由a种不同折射率的材料层交替堆叠而成的m组材料层对，其中2≤a≤6；其特征在于：所dbr反射层的m组材料层对自远离半导体外延叠层的第二表面方向a种材料层间界面的粗糙度是逐渐减小的。

31、本发明还提出一种发光二极管封装体，包括安装基板和安装在所述安装基板上的至少一个发光二极管，其特征在于，所述发光二极管至少一个或多个或全部为前述的发光二极管。

32、本发明还提出一种发光二极管模组，包括安装基板和安装在所述安装基板上的多行和多列发光二极管，其特征在于，所述发光二极管至少一个或多个或全部为前述的发光二极管。

33、本发明还提出一种发光装置，其特征在于，包括多个前述的发光二极管模组拼接在一起。

34、如上所述，本发明设计的发光二极管，包括如下有益效果：

35、1）通过对dbr反射层中a种材料层间的界面进行粗化，可减少膜层间的2次或2次以上次数的全反射，增加一次反射出光，提升发光效率；

36、2）通过对dbr反射层中a种材料层间的界面进行粗化，可改善dbr反射层的材料层间的附着力，或者衬底和dbr反射层间的附着力，可改善切割背崩、推力剥落的现象，提升产品良率；

37、3）通过对dbr反射层中a种材料层间的的界面进行粗化，可提升发光二极管与固晶胶的附着性，提升封装良率。

38、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

39、虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本发明，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本发明限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本发明的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。