專利名稱：側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化鎵基發(fā)光二極管，特別是一種側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化 鎵基發(fā)光二極管及其制備方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(英文為Light Emitting Diode，簡稱LED)具有無污染、亮度高、功耗 低、壽命長、工作電壓低、易小型化等優(yōu)點(diǎn)。隨著功率型GaN基LED的效率不斷提升，用GaN 基LED半導(dǎo)體燈替代現(xiàn)有的照明光源將成為勢不可擋的趨勢；然而半導(dǎo)體照明要進(jìn)入千家 萬戶，仍有許多問題需要解決，其中最核心的問題就是發(fā)光效率和生產(chǎn)成本?，F(xiàn)有改善LED發(fā)光效率的方法主要有采用圖形基板、透明基板、分布布拉格反射 鏡(英文為Distributed Bragg Reflector，簡稱DBR)結(jié)構(gòu)、表面微結(jié)構(gòu)、倒裝芯片、芯片鍵 合、激光剝離技術(shù)等。傳統(tǒng)的氮化鎵基發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在基板11上依次生長 N-GaN層12、量子阱層13及P-GaN層14 ；透明導(dǎo)電層15，形成于P_GaN層14上。該透明導(dǎo) 電層15頂面設(shè)有P電極16，暴露的P-GaN層14上設(shè)有N電極17。當(dāng)光從量子阱層13發(fā) 出時，該結(jié)構(gòu)容易使得側(cè)壁出光無法有效取出，即不向上出光，影響了發(fā)光二極管的出光效 率。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述發(fā)光二極管的所存在的出光效率問題，本發(fā)明旨在提供一種側(cè)壁具有 分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管及其制備方法。本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵 基發(fā)光二極管，包括一藍(lán)寶石基板，在藍(lán)寶石基板上依次層疊生長N-GaN層、多量子阱層和 P-GaN層，在P-GaN層上形成透明導(dǎo)電層，在透明導(dǎo)電層上形成一 P電極，在N_GaN層的暴露 面上形成一 N電極；分布布拉格反射鏡，形成于藍(lán)寶石基板、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN
層的側(cè)壁。制備上述側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的方法，其工藝步驟 如下1)在藍(lán)寶石基板上依次生長N-GaN層、多量子阱層和P_GaN層；2)在P-GaN層上形成透明導(dǎo)電層；3)通過光罩、蝕刻，將透明導(dǎo)電層所在的部分臺面蝕刻至暴露出N-GaN層；4)在透明導(dǎo)電層上形成P電極；5)在暴露的N-GaN層上形成N電極；6)在藍(lán)寶石基板、N-GaN層、多量子阱層和P_GaN層的側(cè)壁上形成分布布拉格反射 鏡；7)將藍(lán)寶石基板減薄、拋光并切割成獨(dú)立的發(fā)光二極管芯粒。
本發(fā)明中，所述的透明導(dǎo)電層選自幾0、2110、111摻雜211041摻雜2110、6￡1摻雜2110 或前述的任意組合之一；分布布拉格反射鏡由交替的高折射率和低折射率材料層組成；分 布布拉格反射鏡的高折射率層材料選自TiO、Ti02、Ti305、Ti203、Ta205、Zr02或前述的任意組 合之一；分布布拉格反射鏡的低折射率層材料選自Si02、SiNx、A1203或前述的任意組合之
o本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在LED芯片的側(cè)壁設(shè)置具有優(yōu)異 反射性的分布布拉格反射鏡，當(dāng)光到達(dá)藍(lán)寶石基板側(cè)面時可有效增加出光或取光，可有效 提高發(fā)光二極管的外部量子效率。


圖1是傳統(tǒng)的氮化鎵基發(fā)光二極管的示意圖。圖2為本發(fā)明側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2中21.藍(lán)寶石基板；22.N-GaN層；23.多量子阱層；24. P_GaN層；25.透明導(dǎo) 電層；26. P電極；27. N電極；28.分布布拉格反射鏡。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖2所示的一種側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的制備方 法，其工藝步驟為在藍(lán)寶石基板21上依次生長N-GaN層22、多量子阱層23和P-GaN層24 ；形成IT0 透明導(dǎo)電層25于P-GaN層24上；通過光罩、蝕刻作業(yè)，將IT0透明導(dǎo)電層25所在的部分臺面蝕刻至暴露出N-GaN 層22 ；形成P電極26于IT0透明導(dǎo)電層25上；形成N電極27于暴露的N-GaN層22上；形成分布布拉格反射鏡28于藍(lán)寶石基板21、N_GaN層22、多量子阱層23和P_GaN 層24的側(cè)壁；分布布拉格反射鏡28由交替的高折射率Ti305材料層和低折射率Si02材料 層組成；將藍(lán)寶石基板21減薄、拋光并切割成獨(dú)立的LED芯粒。如圖2所示，依上述工藝制備的側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極 管，其結(jié)構(gòu)是包括一藍(lán)寶石基板21，在藍(lán)寶石基板21上依次層疊生長N-GaN層22、多量子 阱層23和P-GaN層24，在P_GaN層24上形成IT0透明導(dǎo)電層25，在IT0透明導(dǎo)電層25上 形成一 P電極26，在N-GaN層22的暴露面上形成一 N電極27 ；分布布拉格反射鏡28，形成 于藍(lán)寶石基板21、N-GaN層22、多量子阱層23和P_GaN層24的側(cè)壁。以上實(shí)施例僅供說明本發(fā)明之用，而非對本發(fā)明的限制，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化；因此，所有等 同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本發(fā)明的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管，包括一藍(lán)寶石基板，在藍(lán)寶石基板上依次層疊生長N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層，在P-GaN層上形成透明導(dǎo)電層，在透明導(dǎo)電層上形成一P電極，在N-GaN層的暴露面上形成一N電極；分布布拉格反射鏡，形成于藍(lán)寶石基板、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層的側(cè)壁。
2.側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的制備方法，其工藝步驟如下1)在藍(lán)寶石基板上依次生長N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層；2)在P-GaN層上形成透明導(dǎo)電層；3)通過光罩、蝕刻，將透明導(dǎo)電層所在的部分臺面蝕刻至暴露出N-GaN層；4)在透明導(dǎo)電層上形成P電極；5)在暴露的N-GaN層上形成N電極；6)在藍(lán)寶石基板、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層的側(cè)壁上形成分布布拉格反射鏡；7)將藍(lán)寶石基板減薄、拋光并切割成獨(dú)立的發(fā)光二極管芯粒。
3.如權(quán)利要求2所述的側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的制備方 法，其特征在于透明導(dǎo)電層選自幾0、2110、111摻雜2110^1摻雜2110、6￡1摻雜2110或前述的任意組合之一。
4.如權(quán)利要求2所述的側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的制備方 法，其特征在于分布布拉格反射鏡由交替的高折射率和低折射率材料層組成。
5.如權(quán)利要求2或4所述的側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的制備 方法，其特征在于分布布拉格反射鏡的高折射率層材料選自Ti0、Ti02、Ti305、Ti203、Ta205、 Zr02或前述的任意組合之一。
6.如權(quán)利要求2或4所述的側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管的制備 方法，其特征在于分布布拉格反射鏡的低折射率層材料選自Si02、SiNx、A1A或前述的任 思組合之"‘o
全文摘要
本發(fā)明公開的一種側(cè)壁具有分布布拉格反射鏡的氮化鎵基發(fā)光二極管及其制備方法，在藍(lán)寶石基板上依次生長N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層；在P-GaN層上形成透明導(dǎo)電層；通過光罩、蝕刻，將透明導(dǎo)電層所在的部分臺面蝕刻至暴露出N-GaN層；在透明導(dǎo)電層上形成P電極；在暴露的N-GaN層上形成N電極；在藍(lán)寶石基板、N-GaN層、多量子阱層和P-GaN層的側(cè)壁上形成分布布拉格反射鏡；將藍(lán)寶石基板減薄、拋光并切割成獨(dú)立的發(fā)光二極管芯粒；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在LED芯片的側(cè)壁設(shè)置具有優(yōu)異反射性的分布布拉格反射鏡，當(dāng)光到達(dá)藍(lán)寶石基板側(cè)面時可有效增加出光或取光，可有效提高發(fā)光二極管的外部量子效率。
文檔編號H01L33/46GK101872823SQ20101020085
公開日2010年10月27日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者劉傳桂, 彭康偉, 林科闖, 林素慧 申請人:廈門市三安光電科技有限公司