发光二极管及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请涉及发光二极管芯片制造技术，更具体地，涉及一种发光二极管及其制作 方法。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（Light-Emitting Diode，简称LED)是一种将电能转化为光能的半导 体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光。LED作为一种高效、 环保、绿色新型固态照明光源，具有低电压、低功耗、体积小、重量轻、寿命长、高可靠性等优 点，正在被迅速广泛地得到应用。如交通信号灯、汽车内外灯、城市景观照明、手机背光源、 户外全彩显示屏等。尤其是在照明领域，大功率芯片是未来LED发展的趋势。
[0003] 图1为传统III族氮化物LED的剖面结构示意图。如图1所示，III族氮化物LED包 括衬底1，在所述衬底1上外延生长缓冲层2,在所述缓冲层2上外延生长的η型氮化物半 导体层3,在所述η型氮化物半导体层3上外延生长的有源层4,在所述有源层4上外延生 长的Ρ型氮化物半导体层5,在所述ρ型氮化物半导体5上分别沉积电流阻挡层6、透明导 电层7及Ρ型电极8,在通过蚀刻ρ型氮化物半导体层5和有源层4,而暴露η型氮化物半 导体层3上形成Ν型电极9,最后沉积钝化层10。
[0004] 图2为图1所示的传统III族氮化物LED的二维发光图。图3为图1所示的传统III 族氮化物LED的三维发光图。如图3所示，显示了不同的颜色表示的发光强弱情况，从上往 下颜色表示发光由强到弱，白-红-黄-绿-青-蓝-紫。由此可看出图2中，A区和B区 的发光最强，而C区发光较弱，发光最强的地方也是器件温度最高的地方。
[0005] 因此现有大功率高阶的LED芯片技术会存在亮度低、电压高及/或光型聚集导致 的寿命短的缺陷，需要一种新的LED及其制作方法以解决上述问题。
【发明内容】
[0006] 有鉴于此，本申请提供一种LED芯片及其制作方法，以解决上述问题。
[0007] 本发明公开的一种发光二极管，其特征在于，包括：
[0008] 衬底；
[0009] 缓冲层，位于所述衬底之上；
[0010] N型GaN层，位于所述缓冲层之上；
[0011] 有源层，位于所述N型GaN层之上；
[0012] P型GaN层，位于所述有源层之上；
[0013] 电流阻挡层，位于所述P型GaN层之上；
[0014] 透明导电层，位于所述电流阻挡层之上；
[0015] P型电极和N型电极；
[0016] 钝化层，用以覆盖所述发光二极管除所述P型电极和所述N型电极的其他部分；以 及
[0017] 复合式孔洞，所述复合式孔洞是所述钝化层覆盖第一孔洞和第二孔洞所形成；其 中，所述第一孔洞开孔于所述透明导电层之中，用于露出所述P型GaN层；所述第二孔洞开 孔于所述P型GaN层、所述有源层、所述N型GaN层之中。
[0018] 优选地，其中，所述第二孔洞在所述第一孔洞中垂直开孔。
[0019] 优选地，其中，所述第一孔洞为方形、圆形或花瓣形，所述第二孔洞在所述第一孔 洞的基础上相应地为方形、圆形或花瓣形。
[0020] 优选地，其中，所述透明导电层为扩大的透明导电层。
[0021] 优选地，其中，对所述透明导电层的所述扩大的部分不进行有源区的刻蚀。
[0022] 本发明还公开了一种发光二极管制作方法，所述发光二极管包括衬底，位于所述 衬底之上的缓冲层，位于所述缓冲层之上的N型GaN层，位于所述N型GaN层之上的有源层 以及位于所述有源层之上的P型GaN层，其特征在于，所述方法包括：
[0023] 沉积电流阻挡层于所述P型GaN层之上；
[0024] 蒸镀透明导电层于所述电流阻挡层之上；
[0025] 在所述透明导电层中开出第一孔洞及切割道区域，用于露出所述P型GaN层；
[0026] 在所述第一孔洞的基础上开出第二孔洞、N型电极区域，用于露出N型GaN层；
[0027] 制作P型电极和N型电极；以及
[0028] 沉积钝化层，用以覆盖所述发光二极管除所述P型电极和所述N型电极的其他部 分；
[0029] 其中，在所述第一孔洞和所述第二孔洞上沉积所述钝化层之后形成复合式孔洞。
[0030] 优选地，其中，在所述第一孔洞中垂直开孔所述第二孔洞。
[0031] 优选地，其中，所述第一孔洞为方形、圆形或花瓣形，所述第二孔洞在所述第一孔 洞的基础上相应地为方形、圆形或花瓣形。
[0032] 优选地，其中，扩大所述透明导电层。
[0033] 优选地，其中，对所述透明导电层的所述扩大的部分不进行有源区的刻蚀。
[0034] 本发明提出的LED及其制作方法与现有的LED及其制作方法相比，具有以下优 占·
[0035] 1)在光型聚集区制作复合式开孔技术，一方面将光移至其他暗区，另一方面使光 更容易提取，此方式制作的LED器件亮度高；
[0036] 2)取消传统的切割道被刻蚀工艺还原切割道，扩大ΙΤ0与有源区面积，减小电流 密度，降低电压，提高亮度。
[0037] 3)LED器件的光型达到均匀，LED芯片上产生的温度也均匀，提高产品的可靠性， 同时提高亮度，降低电压。
[0038] 当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【附图说明】
[0039] 此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0040] 图1为传统III族氮化物LED的剖面结构示意图；
[0041] 图2为图1所示的传统III族氮化物LED的二维发光图；
[0042] 图3为图1所示的传统III族氮化物LED的三维发光图；
[0043] 图4为依据本发明一实施例的LED制作方法的流程示意图；
[0044] 图5为利用图4的LED制作方法生产出的LED的剖面结构示意图；
[0045] 图6为是复合式孔洞技术制作的LED芯片的发光图示意图；
[0046] 图7为依据本发明另一实施例的LED制作方法的流程示意图；
[0047] 图8为利用图7的LED制作方法生产出的LED的剖面结构示意图；
[0048] 图9为是复合式孔洞和还原切割道技术制作的LED芯片的发光图示意图。
【具体实施方式】
[0049] 如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员 应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以 名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在 通篇说明书及权利要求当中所提及的"包含"为一开放式用语，故应解释成"包含但不限定 于"。"大致"是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述 技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述 描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围 当视所附权利要求所界定者为准。
[0050] 图4为依据本发明一实施例的LED制作方法的流程示意图。在本发明的一实施例 中，对LED外延片做处理。其中LED外延片可以为市场上售卖的LED外延片，其结构如图1 所示，包括衬底1，形成于衬底1顶面上的缓冲层2,形成于缓冲层2顶面上的N型GaN层3， 形成于N型GaN层3顶面上的有源层4,形成于有源层4顶面上的P型GaN层5。具体制作 方式如下述步骤。
[0051] 步骤401，清洗外延片。
[0052] 其中该外延片是在PSS蓝宝石衬底上生长的具有GaN基的外延片。
[0053] 步骤402，沉积电流阻挡层。
[0054] 在本发明的一实施例中，可采用等离子体增强化学气相沉积方法（PECVD)沉积电 流阻挡层。并进一步通过黄光光刻、湿法蚀刻等方法制作电流阻挡层图案。其中，腐蚀溶液 为Β0Ε，温度60~65°C，腐蚀时间为1~2分钟。
[0055] 步骤403,蒸镀透明导电层。
[0056] 在本发明的一实施例中，可采用电子束蒸发法蒸镀透明