專利名稱：發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)的發(fā)光效率，主要和發(fā)光二極管內(nèi)部量子效率(Internal Quantum Efficiency)以及外部量子效率(ExternalQuantum Efficiency)有關(guān)。前者取決于發(fā)光二極管發(fā)光層里電子空穴結(jié)合進(jìn)而釋放出光子的機(jī)率。 后者則和光子成功脫離發(fā)光二極管的機(jī)率有關(guān)。請參閱圖1，現(xiàn)有技術(shù)提供的一種發(fā)光二極管50包括一基板51、一緩沖層52、一 N 型半導(dǎo)體層53、一發(fā)光層54、一 P型半導(dǎo)體層55、一透明導(dǎo)電層56、一 N型電極57、一 P型電極58及一反射層59。所述基板51具有一第一表面51a及一與所述第一表面相對的第二表面51b，該第一表面51a及第二表面51b均為光滑平面。所述緩沖層52、N型半導(dǎo)體層 53、發(fā)光層54、P型半導(dǎo)體層55及透明導(dǎo)電層56依次形成在所述基板51的第一表面51a 上。所述N型電極57和P型電極58分別形成在N型半導(dǎo)體層53和透明導(dǎo)電層56上。所述反射層59形成于所述基板51的第二表面51b上。該反射層59可將發(fā)光層54產(chǎn)生之光線反射到透明導(dǎo)電層56的方向，從而從透明導(dǎo)電層56表面射出，增加發(fā)光二極管50的發(fā)光效率。然而，對于某些在透明導(dǎo)電層56被全反射回來的光線，由于所述基板51的第二表面51b為光滑平面，這些光線在第二表面51b被反射回透明導(dǎo)電層56后仍會在透明導(dǎo)電層 56被全反射回來。最終，這些光線大部分會被發(fā)光二極管50中各層吸收，而無法達(dá)到增加發(fā)光效率的目的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種發(fā)光效率較高的發(fā)光二極管及其制造方法。一種發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟提供一基板，該基板具有一第一表面及一與所述第一表面相對的第二表面；在所述基板的第一表面上形成至少一個發(fā)光結(jié)構(gòu)； 研磨基板的第二表面，使得該基板的第二表面被磨成不規(guī)則粗糙面；及在所述研磨后的基板的第二表面上形成反射層。一種發(fā)光二極管，其包括基板、發(fā)光結(jié)構(gòu)及反射層。該基板具有一第一表面及一與所述第一表面相對的第二表面。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成于所述基板的第一表面上。所述基板的第二表面為一不規(guī)則粗糙面，所述反射層形成于該基板的第二表面上。本發(fā)明實(shí)施方式提供的發(fā)光二極管中，由于基板的第二表面為不規(guī)則粗糙面，能夠?qū)φ丈涞狡渖系墓饩€進(jìn)行散射，從而可提高整個發(fā)光二極管的出光效率。在本發(fā)明實(shí)施方式提供的發(fā)光二極管制造方法中，由于基板被研磨表面研磨后只需得到一粗糙面，無需進(jìn)一步磨平，從而可縮短研磨時間，降低發(fā)光二極管制造成本。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)提供的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種發(fā)光二極管的制造方法流程圖。圖4是圖3的發(fā)光二極管的制造方法各步驟示意圖。主要元件符號說明發(fā)光二極管 10，50 基板11，21，51緩沖層12，52發(fā)光結(jié)構(gòu) 13反射層14，59隔離層I5N型半導(dǎo)體層 53P型半導(dǎo)體層 55N型電極57P型電極58第一表面111，211，51a第二表面112，212，51b第一半導(dǎo)體層 131發(fā)光層132，54第二半導(dǎo)體層 133透明導(dǎo)電層 134，56第一電極135第二電極13具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。請參閱圖2，本發(fā)明實(shí)施方式提供的一種發(fā)光二極管10包括基板11、緩沖層12、 發(fā)光結(jié)構(gòu)13及反射層14。所述基板11具有一第一表面111及一與所述第一表面111相對的第二表面112。 所述第二表面112為一不規(guī)則粗糙面，其表面粗糙度(Ra)大于100A (angstrom)。所述基板11厚度可介于50-200微米之間。所述基板11可選自藍(lán)寶石、硒化鋅、氧化鋅、碳化硅、 玻璃、磷化鎵、磷砷化鎵、硫化鋅或硒硫化鋅等。本實(shí)施方式中，基板11的厚度為100微米。所述緩沖層12形成于所述基板11的第一表面111上，其作用在于提高后續(xù)生長出來的發(fā)光層14的磊晶品質(zhì)。在其他實(shí)施方式中，發(fā)光二極管10也可不包括該緩沖層12。本實(shí)施方式中，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)13包括第一半導(dǎo)體層131、發(fā)光層132、第二半導(dǎo)體層133、透明導(dǎo)電層134、第一電極135及第二電極136。可以理解，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)13的結(jié)構(gòu)應(yīng)不限于本實(shí)施方式，只要其能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)光即可。所述第一半導(dǎo)體層131、發(fā)光層132、第二半導(dǎo)體層133依次形成于所述緩沖層12 上。該第一半導(dǎo)體層131和第二半導(dǎo)體層133為不同摻雜型半導(dǎo)體層。本實(shí)施方式中，該第一半導(dǎo)體層131可摻雜Si形成N型氮化物層。第二半導(dǎo)體層133可摻雜Mg形成P型氮化物層。發(fā)光層132為單異質(zhì)結(jié)構(gòu)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子井層或是多重量子井層結(jié)構(gòu)。該氮化物為氮化鋁銦鎵(AlxInyGai_x_yN)，其中O彡χ彡1，0彡y彡l，x+y彡1。所述第一電極135和第二電極136分別與所述第一半導(dǎo)體層131和第二半導(dǎo)體層 133電性耦合。該第一電極135和第二電極136均可采用金屬材料制成。所述透明 導(dǎo)電層134形成于所述第二半導(dǎo)體層133與第二電極136之間。所述透明導(dǎo)電層134可為一透明導(dǎo)電氧化物層，其材料可為氧化銦、氧化錫、氧化銦鉬、氧化鋅、氧化銦鋅、氧化鎂鋅、氧化銦錫或鎳/金等。在其他實(shí)施方式中，發(fā)光二極管10也可不包括該透明導(dǎo)電層134。所述反射層14形成于所述基板11的第二表面112上。由于所述基板11的第二表面112為一不規(guī)則粗糙面，從而可增加基板11與反射層14的結(jié)合面積及結(jié)合力，使該反射層14不易于從基板11上脫落。該反射層14的厚度不限，其材料可選自銀、鋁、鎳、鈦、金、 鉬中的一種或幾種的合金。所述發(fā)光二極管10還可包括一隔離層15。該隔離層15包覆所述發(fā)光結(jié)構(gòu)13，僅露出第一電極135和第二電極136的上表面。該隔離層15的材料可為二氧化硅。本發(fā)明實(shí)施方式提供的發(fā)光二極管10中，由于基板11的第二表面112為不規(guī)則粗糙面，能夠?qū)φ丈涞狡渖系墓饩€進(jìn)行散射，從而可提高整個發(fā)光二極管10的出光效率。請參閱圖3及圖4，本發(fā)明實(shí)施方式還提供了一種發(fā)光二極管的制造方法。該發(fā)光二極管的制造方法包括以下步驟步驟一，提供一基板21。該基板21具有一第一表面211及一與所述第一表面211 相對的第二表面212。該基板21的厚度一般應(yīng)大于350微米，本實(shí)施方式中，該基板的厚度為430微米。該基板21可選自藍(lán)寶石、硒化鋅、氧化鋅、碳化硅、玻璃、磷化鎵、磷砷化鎵、硫化鋅或硒硫化鋅等。步驟二，在基板21的第一表面211上形成至少一個發(fā)光結(jié)構(gòu)13。圖4中的基板 21的第一表面211上形成有兩個發(fā)光結(jié)構(gòu)13，可以理解，基板21的第一表面211上形成的發(fā)光結(jié)構(gòu)13的數(shù)量并不限于圖4所示，所述基板21的第一表面211上形成的發(fā)光結(jié)構(gòu)13 的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際情況，如基板21大小等，進(jìn)行設(shè)置。在其他實(shí)施方式中，在基板21上形成發(fā)光結(jié)構(gòu)13前，可在基板21所述第一表面211上先形成如圖2所示的緩沖層12以提高后續(xù)磊晶的品質(zhì)。所述發(fā)光結(jié)構(gòu)13的具體結(jié)構(gòu)在之前已做說明，故不再贅述。步驟三，形成隔離層15以包覆所述發(fā)光結(jié)構(gòu)13。該步驟可根據(jù)實(shí)際需要確定是否保留，若發(fā)光二極管不包括隔離層15，則無需該步驟三。優(yōu)選地，所述發(fā)光二極管的制造方法包括步驟三，以避免在后續(xù)制程中發(fā)光結(jié)構(gòu)13表面被污染。步驟四，研磨基板21的第二表面212，磨薄該基板21并使得該基板21的第二表面 212被磨成不規(guī)則粗糙面。所述不規(guī)則粗糙面的表面粗糙度(Ra)大于100A。所述研磨后的基板21的厚度可介于50-200微米之間。本實(shí)施方式中，研磨后的基板21的厚度為100 微米。步驟五，在所述研磨后的基板21的第二表面212上形成反射層14。所述反射層 14可通過蒸鍍、濺鍍或電鍍等方法形成到所述研磨后的第二表面212上。步驟六，切割所述基板21，得到多個發(fā)光二極管?？梢岳斫?，若在步驟二中，基板21的第一表面211上僅形成有一個發(fā)光結(jié)構(gòu)13，則所述發(fā)光二極管的制造方法可不包括步驟六。本發(fā)明實(shí)施方式提供的發(fā)光二極管制造方法中，由于基板21被磨薄，從而可減少基板21對發(fā)光二極管發(fā)出的光線的吸收率，另外，由于基板21被研磨表面研磨后只需得到一粗糙面，無需進(jìn)一步磨平，從而可縮短研磨時間，降低發(fā)光二極管制造成本。

可以理解的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思做出其它各種像應(yīng)的改變與變形，而所有這些改變與變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟提供一基板，該基板具有一第一表面及一與所述第一表面相對的第二表面； 在所述基板的第一表面上形成至少一個發(fā)光結(jié)構(gòu)；研磨基板的第二表面，使得該基板的第二表面被磨成不規(guī)則粗糙面；及在所述研磨后的基板的第二表面上形成反射層。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述研磨后的基板的厚度介于80-200微米之間。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述不規(guī)則粗糙面的表面粗糙度(Ra)大于100A。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述基板的第一表面上形成有多個發(fā)光結(jié)構(gòu)，在形成反射層后，該發(fā)光二極管的制造方法還包括步驟切割所述基板，得到多個發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于在研磨所述基板的第二表面前，該發(fā)光二極管的制造方法還包括步驟形成隔離層以包覆所述發(fā)光結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于所述反射層的材料為銀、 鋁、鎳、鈦、金、鉬中的一種或幾種的合金。
7.一種發(fā)光二極管，其包括基板、發(fā)光結(jié)構(gòu)及反射層，該基板具有一第一表面及一與所述第一表面相對的第二表面，所述發(fā)光結(jié)構(gòu)形成于所述基板的第一表面上，其特征在于所述基板的第二表面為一不規(guī)則粗糙面，所述反射層形成于該基板的第二表面上。
8.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述基板的厚度介于50-200微米之間。
9.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述基板的第二表面的表面粗糙度 (Ra)大于 100A。
10.如權(quán)利要求7所述的發(fā)光二極管，其特征在于所述反射層的材料為銀、鋁、鎳、鈦、 金、鉬中的一種或幾種的合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管的制造方法，包括以下步驟提供一基板，該基板具有一第一表面及一與所述第一表面相對的第二表面；在所述基板的第一表面上形成至少一個發(fā)光結(jié)構(gòu)；研磨基板的第二表面，使得該基板的第二表面被磨成不規(guī)則粗糙面；及在所述研磨后的基板的第二表面上形成反射層。本發(fā)明還涉及一種發(fā)光二極管。
文檔編號H01L33/22GK102255023SQ201010176300
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者沈佳輝, 洪梓健 申請人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創(chuàng)能源科技股份有限公司