專利名稱：改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光二極管技術(shù)，用于改善發(fā)光二極管的出光率。
背景技術(shù)：
商業(yè)上用藍寶石PSS (Patterned Sappire Substrates圖形化藍寶石襯底)襯底 的外延取得了巨大的成功?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常PSS襯底的主要制作方法簡述如下在藍寶石襯底上制作圖形化的掩膜，通常采用二氧化硅或者金屬掩膜；然后刻蝕藍寶石；去掉掩膜，得到圖形化的藍寶石襯底。如圖1所示，在藍寶石襯底1上最終會得到呈現(xiàn)鋸齒狀的表面2。其中鋸齒狀的表 面設(shè)計是為了讓更多的光反射，從而改善出光率。這樣的制作方法需要去掉二氧化硅掩膜。出光率越高，芯片的光效越高。因此，改善出光率一直是不斷提高光效的一種重要 途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)， 該結(jié)構(gòu)用于改善芯片的出光率，提高光效。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題是提供一種改善出光率的發(fā)光二極管的制造 方法，該方法用于改善芯片的出光率，提高光效。為了解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)， 包括圖形化的襯底和在圖形化襯底上生長的發(fā)光材料，其中圖形化襯底上包括圖形凸起， 在所述凸起上沉積有折射率比襯底的折射率小的透明材料層。優(yōu)選地所述襯底為藍寶石襯底。優(yōu)選地所述比襯底的折射率小的透明材料層為二氧化硅材料。優(yōu)選地所述發(fā)光材料為氮化鎵基發(fā)光材料。優(yōu)選地所述凸起為圓臺凸起。也可以是或三角形或其他圖形的凸起。為了解決所述的第二個技術(shù)問題，本發(fā)明一種改善出光率的發(fā)光二極管的制造方 法，包括在襯底上制作掩膜，掩膜為折射率比襯底的折射率小的透明材料層；掩膜可以通 過光刻膠制作；刻蝕掩膜，制作圖形化掩膜；刻蝕襯底，制作圖形化襯底，在襯底上形成凸起；可以是干法刻蝕如ICP等也可以 是濕法；保留所述掩膜，在襯底上生長發(fā)光材料。本發(fā)明的有益效果如下相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明選擇了折射率比襯底小的透明掩膜，例如襯底選擇藍寶石，掩膜選擇二氧化硅。且最后并不去掉掩膜，在生長發(fā)光層的時候，掩膜存在于襯底與發(fā)光材 料之間。經(jīng)過測試，這種保留掩膜的結(jié)構(gòu)可以大大提高出光率，使同等芯片的光效更高，提 高出光率在20%以上。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中采用藍寶石襯底的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a 3c是本發(fā)明的制造過程示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的一種改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)以及制造方法。實施例，參看圖2所示。在藍寶石襯底1上形成有圓臺狀的凸起4圖形。在凸起4上有二氧化硅掩膜7。 掩膜7上沉積有氮化鎵基外延層6。參看圖3，本例的制造方法如下如圖3a所示，先在藍寶石襯底1上通過光刻膠制作二氧化硅掩膜7。二氧化硅的 為折射率為1. 45，藍寶石的折射率為1. 765，掩膜的折射率比襯底的折射率小。如圖3b所示，然后干法或濕法刻蝕掩膜7，制作圖形化掩膜，在襯底1上形成臺柱 狀掩膜。如圖3c所示，然后刻蝕襯底1，制作圖形化襯底，在襯底1上形成復(fù)合凸起5，復(fù)合 凸起5由掩膜7和被掩膜保護的藍寶石凸起5組成，形成圓臺形。保留掩膜7，在襯底1上生長氮化鎵基外延層6，或者先生長氮化鋁緩沖層再生長 外延層6，最后結(jié)構(gòu)如圖2所示。本例是針對藍光芯片舉例。襯底表面的構(gòu)圖粗化，可以顯著提高光的反射，進而提高出光率。本發(fā)明在構(gòu)圖凸 起的情況下，增加了一個折射層，該層來源于掩膜，按照常規(guī)技術(shù)，該層是需要被腐蝕剝離 的，但是本發(fā)明保留了該層。因此在腐蝕后的襯底上形成的凸起沒有像現(xiàn)有技術(shù)中那樣呈 現(xiàn)三角的尖狀，而是呈現(xiàn)圓臺狀。由于二氧化硅的折射率比藍寶石的低，因此其能夠反射 更多的光線，在藍寶石襯底的表面形成了雙層反射面，這樣加強了芯片的出光率，提高了光 效。經(jīng)過測試，這種保留掩膜的結(jié)構(gòu)可以大大提高出光率，使同等芯片的光效更高，提高出 光率在20%以上。本發(fā)明除了適用藍光LED以外，按照本發(fā)明技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)，可以制造具有更 高出光率的諸如紅光、綠光LED。
權(quán)利要求
一種改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，包括圖形化的襯底和在圖形化襯底上生長的發(fā)光材料，其中圖形化襯底上包括圖形凸起，其特征在于在所述凸起上沉積有折射率比襯底的折射率小的透明材料層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特在于所述襯底為藍寶 石襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述比襯底的 折射率小的透明材料層為二氧化硅材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述發(fā)光材料 為氮化鎵基發(fā)光材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凸起為圓 臺凸起。
6.一種改善出光率的發(fā)光二極管的制造方法，包括在襯底上制作掩膜，掩膜為折射率比襯底的折射率小的透明材料層；刻蝕掩膜，制作圖形化掩膜；刻蝕襯底，制作圖形化襯底，在襯底上形成凸起；保留所述掩膜，在襯底上生長發(fā)光材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改善出光率的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述襯 底為藍寶石襯底，或者所述掩膜為二氧化硅掩膜，或者所述發(fā)光材料為氮化鎵基發(fā)光材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改善出光率的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述凸 起為圓臺形凸起。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改善出光率的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)以及方法，用于改善芯片的出光率，提高光效。本發(fā)明提出的結(jié)構(gòu)包括圖形化的襯底和在圖形化襯底上生長的發(fā)光材料，其中圖形化襯底上包括圖形凸起，在所述凸起上沉積有折射率比襯底的折射率小的透明材料層。本發(fā)明選擇了折射率比襯底小的透明掩膜，例如襯底選擇藍寶石，掩膜選擇二氧化硅。且最后并不去掉掩膜，在生長發(fā)光層的時候，掩膜存在于襯底與發(fā)光材料之間。經(jīng)過測試，這種保留掩膜的結(jié)構(gòu)可以大大提高出光率，使同等芯片的光效更高，提高出光率在20％以上。
文檔編號H01L33/44GK101853911SQ20101013709
公開日2010年10月6日 申請日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者湯英文, 王小蘭, 程海英, 鄭暢達 申請人:晶能光電(江西)有限公司