一種發光二極管及其制作方法
【專利摘要】本發明提供一種發光二極管及其制作方法。所述發光二極管的制作方法，先在襯底一表面制備發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、量子阱層、P型半導體層；然后在N型半導體層上制備N電極，在P型半導體層上依次制備透明導電層和P電極，接著在所述透明導電層上制備第一反射鏡層，在襯底另一表面制備第二反射鏡層。?本發明采用的雙向反射鏡技術，使發光結構層發出的光有效地激發位于第一反射鏡層表面的熒光粉，繼而通過第一反射鏡層對熒光粉受激發后所產生的光高效反射，提高發光結構層發出的光和熒光粉受激發后所產生的光的復合幾率，從而提高整個芯片的亮度。
【專利說明】一種發光二極管及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種發光二極管及其制作方法，特別是涉及一種具有雙向反射鏡的發光二極管及其制作方法。
【背景技術】
[0002]發光二極管(LED)具有綠色環保、壽命超長、高效節能、抗惡劣環境、結構簡單、體積小、重量輕、響應快、工作電壓低及安全性好的特點，因此被譽為繼白熾燈、日光燈和節能燈之后的第四代照明電源。20世紀90年代中期，日本日亞化學公司經過不懈努力，突破了制造藍光發光二極管的關鍵技術，并由此開發出以熒光粉覆蓋藍光LED產生白光光源的技術。但是半導體照明仍有許多問題需要解決，其中最核心的就是發光效率和生產成本。
[0003]如圖1顯示的是傳統的發光二極管的結構。在襯底IA上依次生長N型半導體層21A、量子阱層22A、P型半導體層23A ;透明導電層3A形成于P型半導體層23A上；P電極4A制作在透明導電層3A上；暴露的N型半導體層21A上設有N電極5A。最終的芯片經過封裝等工藝后可以是正裝結構、倒裝結構、垂直結構等。傳統的發光二極管發光效率低下，為了提高發光二極管的亮度，現有技術中已經提出了幾種提高LED發光效率的方法，包括:I)采用諸如倒金字塔等的結構改變芯片的幾何外形，減少光在芯片內部的傳播路程，降低光的吸收損耗；2)采用諸如諧振腔或光子晶體等結構控制和改變自發輻射；3)采用表面粗化方法，使光在粗化的半導體和空氣界面發生漫反射，增加其投射的機會；4)利用倒轉焊技術等技術手段。其中，現有粗化技術大多是僅針對N型半導體或P型半導體表面或邊偵U，以及通過背面蒸鍍金屬或者復合結構反射鏡層來提高芯片的發光效率，但是單純利用單向反射鏡來提高發光效率仍然有限。
[0004]因此，如何突破現有技術進一步提高芯片的發光效率仍然是本領域技術人員亟待解決的技術課題。

【發明內容】

[0005]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種具有雙向反射鏡的發光二極管及其制作方法，用于提高熒光粉的激發效率，改善芯片的整體亮度。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本發明采用如下技術方案:
[0007]—種發光二極管，依次包括襯底、設置在所述襯底一表面的發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、位于N型半導體層上的量子阱層、及位于量子阱層上的P型半導體層，在所述N型半導體層上設有N電極，在P型半導體層上設有透明導電層和P電極，所述發光二極管至少還包括:設置在透明導電層的第一反射鏡層，該第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高透過率、對熒光粉受激發后所產生的光具有高反射率，其中，所述熒光粉由發光結構層所發出來的光來激發；設置在所述襯底的另一表面上的第二反射鏡層，該第二反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高反射率。
[0008]優選地，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的透過率大于90%、對所述突光粉受激發后所產生光的反射率大于90%。
[0009]優選地，所述發光結構層所發出的光包括波長范圍為42(T480nm的可見光，所述突光粉受激發后所產生的光包括波長范圍為50(T800nm的可見光。
[0010]優選地,所述第一反射鏡層包括分布布拉格反射鏡。
[0011]優選地，所述第二反射鏡層對于所述發光結構層所發出的光反射率大于98%。
[0012]優選地，所述第二反射鏡層包括分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。
[0013]優選地，分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡的厚度為0.3^3 μ m。
[0014]本發明還提供一種發光二極管的制作方法，其至少包括步驟:
[0015]I)提供一襯底，在所述襯底的一表面上制備形成發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、位于N型半導體層上的量子阱層、及位于量子阱層上的P型半導體層；
[0016]2)通過刻蝕技術在N型半導體層上制備N電極，在P型半導體層上制備透明導電層和P電極；
[0017]3)在所述透明導電層上制備第一反射鏡層，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高透過率、對熒光粉受激發后所產生的光具有高反射率；
[0018]4)研磨拋光所述襯底的另一表面，然后在所述襯底另一表面上制備第二反射鏡層，所述第二反射鏡層對發光結構層所發出的光具有高反射率。
[0019]優選地，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的透過率大于90%、對所述突光粉受激發后所產生的光的反射率大于90%。
`[0020]優選地，所述發光結構層所發出的光包括波長范圍為42(T480nm的可見光，所述突光粉發出受激發后所產生的光包括波長范圍為50(T800nm的可見光。
[0021]優選地，所述第一反射鏡層包括分布布拉格反射鏡。
[0022]優選地，所述第二反射鏡層對于所述發光結構層所發出的光反射率大于98%。
[0023]優選地，所述第二反射鏡層包括分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。
[0024]優選地，所述分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡的厚度為0.3^3 μ m。
[0025]作為本發明的優選方案之一，采用電子束蒸鍍、濺射或離子輔助鍍膜工藝來制備分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。
[0026]如上所述，本發明的發光二極管及其制作方法，具有以下有益效果:采用雙向反射鏡技術，在芯片的表面和背面均鍍有反射鏡。一方面，在芯片表面鍍的反射鏡(第一反射鏡層)能使發光結構層所發出的光，尤其是42(T480nm波長范圍內的藍光透過率大于90%，同時能使突光粉層受激發后所產生的光，尤其是50(T800nm波長范圍內的黃光反射率大于90% ;另一方面在芯片背面鍍的反射鏡(第二反射鏡層)能使發光結構層所發出的光，尤其是42(T480nm波長范圍內的藍光反射率高達98%以上。這樣，芯片發出的藍光在背面反射鏡的反射下有效地到達芯片表面對熒光粉進行激發，產生黃光。然后通過表面反射鏡對黃光的高效反射，減少了黃光入射芯片后的損失，更多的在芯片中與芯片發出的藍光進行復合產生白光。因此，本發明提供的技術方案，通過雙向反射鏡來提高熒光粉的激發效率，提高了芯片整體的亮度。
【專利附圖】

【附圖說明】[0027]圖1顯示為傳統發光二極管的剖面示意圖。
[0028]圖2顯示為本發明發光二極管的剖面示意圖。
[0029]元件標號說明
【權利要求】
1.一種發光二極管，依次包括襯底、及設置在所述襯底一表面的發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、位于N型半導體層上的量子阱層、及位于量子阱層上的P型半導體層，在所述N型半導體層上設有N電極，在P型半導體層上依次設有透明導電層和P電極，其特征在于:所述發光二極管至少還包括: 設置在所述透明導電層表面的第一反射鏡層，該第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高透過率、對熒光粉受激發后所產生的光具有高反射率，其中，所述熒光粉由發光結構層所發出來的光來激發； 設置在所述襯底另一表面上的第二反射鏡層，該第二反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高反射率。
2.根據權利要求1所述的發光二極管，其特征在于:所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的透過率大于90%、對所述突光粉受激發后所產生的光的反射率大于90%。
3.根據權利要求1所述的發光二極管，其特征在于:所述發光結構層所發出的光包括波長范圍為42(T480nm的可見光，所述熒光粉受激發后所產生的發出的光包括波長范圍為50(T800nm的可見光。
4.根據權利要求1至3任一項所述的發光二極管，其特征在于:所述第一反射鏡層包括分布布拉格反射鏡。
5.根據權利要求1至3任一項所述的發光二極管，其特征在于:所述第二反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的反射率大于98%。
6.根據權利要求5所述的發光二極管，其特征在于:所述第二反射鏡層包括分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。
7.根據權利要求6所述的發光二極管,其特征在于:分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡的厚度為0.3^3 μ m0
8.根據權利要求4所述的發光二極管，其特征在于:分布布拉格反射鏡的厚度為0.3~3 μ m。
9.一種發光二極管的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括步驟: a)提供一襯底，在所述襯底一表面上制備形成發光結構層，所述發光結構層至少包括N型半導體層、位于N型半導體層上的量子阱層、及位于量子阱層上的P型半導體層； b)通過刻蝕技術在N型半導體層上制備N電極，在P型半導體層上制備透明導電層和P電極； c)在所述透明導電層上制備第一反射鏡層，所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光具有高透過率、對熒光粉受激發所發出的光具有高反射率，其中，所述熒光粉由發光結構層所發出來的光來激發； d)研磨拋光所述襯底的另一表面，然后在所述襯底的另一表面上制備第二反射鏡層，所述第二反射鏡層對發光結構層所發出的光具有高反射率。
10.根據權利要求9所述的發光二極管的制作方法，其特征在于:所述第一反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的透過率大于90%、對所述突光粉層激發后所產生的的光的反射率大于90%。
11.根據權利要求9所述的發光二極管，其特征在于:所述發光結構層所發出的光包括波長范圍為42(T480nm的可見光，所述熒光粉受激發后所產生的光包括波長范圍為50(T800nm的可見光。
12.根據權利要求9至11任一項所述的發光二極管，其特征在于:所述第一反射鏡層包括分布布拉格反射鏡。
13.根據權利要求9至11任一項所述的發光二極管，其特征在于:所述第二反射鏡層對所述發光結構層所發出的光的反射率大于98%。
14.根據權利要求13所述的發光二極管，其特征在于:所述第二反射鏡層包括分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。
15.根據權利要求14所述的發光二極管,其特征在于:分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡的厚度為0.3^3 μ m0
16.根據權利要求12所述的發光二極管，其特征在于:分布布拉格反射鏡的厚度為0.3~3 μ m。
17.根據權利要求14所述的發光二極管的制作方法，其特征在于:采用電子束蒸鍍、濺射或離子輔助鍍膜來制備分布布拉格反射鏡或全方位反射鏡。
【文檔編號】H01L33/00GK103700749SQ201210367130
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年9月28日 優先權日:2012年9月28日
【發明者】張楠, 郝茂盛 申請人:上海藍光科技有限公司