[发明专利]一种发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发光二极管及其制作方法，特别是涉及一种具有双向反射镜的发光二极管及其制作方法。

背景技术

发光二极管（LED）具有绿色环保、寿命超长、高效节能、抗恶劣环境、结构简单、体积小、重量轻、响应快、工作电压低及安全性好的特点，因此被誉为继白炽灯、日光灯和节能灯之后的第四代照明电源。20世纪90年代中期，日本日亚化学公司经过不懈努力，突破了制造蓝光发光二极管的关键技术，并由此开发出以荧光粉覆盖蓝光LED产生白光光源的技术。但是半导体照明仍有许多问题需要解决，其中最核心的就是发光效率和生产成本。

如图1显示的是传统的发光二极管的结构。在衬底1A上依次生长N型半导体层21A、量子阱层22A、P型半导体层23A；透明导电层3A形成于P型半导体层23A上；P电极4A制作在透明导电层3A上；暴露的N型半导体层21A上设有N电极5A。最终的芯片经过封装等工艺后可以是正装结构、倒装结构、垂直结构等。传统的发光二极管发光效率低下，为了提高发光二极管的亮度，现有技术中已经提出了几种提高LED发光效率的方法，包括：1) 采用诸如倒金字塔等的结构改变芯片的几何外形，减少光在芯片内部的传播路程，降低光的吸收损耗；2)采用诸如谐振腔或光子晶体等结构控制和改变自发辐射；3) 采用表面粗化方法，使光在粗化的半导体和空气界面发生漫反射，增加其投射的机会；4) 利用倒转焊技术等技术手段。其中，现有粗化技术大多是仅针对N 型半导体或P 型半导体表面或边侧，以及通过背面蒸镀金属或者复合结构反射镜层来提高芯片的发光效率，但是单纯利用单向反射镜来提高发光效率仍然有限。

因此，如何突破现有技术进一步提高芯片的发光效率仍然是本领域技术人员亟待解决的技术课题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有双向反射镜的发光二极管及其制作方法，用于提高荧光粉的激发效率，改善芯片的整体亮度。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用如下技术方案：

一种发光二极管，依次包括衬底、设置在所述衬底一表面的发光结构层，所述发光结构层至少包括N型半导体层、位于N型半导体层上的量子阱层、及位于量子阱层上的P型半导体层，在所述N型半导体层上设有N电极，在P型半导体层上设有透明导电层和P电极，所述发光二极管至少还包括：设置在透明导电层的第一反射镜层，该第一反射镜层对所述发光结构层所发出的光具有高透过率、对荧光粉受激发后所产生的光具有高反射率，其中，所述荧光粉由发光结构层所发出来的光来激发；设置在所述衬底的另一表面上的第二反射镜层，该第二反射镜层对所述发光结构层所发出的光具有高反射率。

优选地，所述第一反射镜层对所述发光结构层所发出的光的透过率大于90%、对所述荧光粉受激发后所产生光的反射率大于90%。

优选地，所述发光结构层所发出的光包括波长范围为420~480nm的可见光，所述荧光粉受激发后所产生的光包括波长范围为500~800nm的可见光。

优选地，所述第一反射镜层包括分布布拉格反射镜。

优选地，所述第二反射镜层对于所述发光结构层所发出的光反射率大于98%。

优选地，所述第二反射镜层包括分布布拉格反射镜或全方位反射镜。

优选地，分布布拉格反射镜或全方位反射镜的厚度为0.3~3μm。

本发明还提供一种发光二极管的制作方法，其至少包括步骤：

1）提供一衬底，在所述衬底的一表面上制备形成发光结构层，所述发光结构层至少包括N型半导体层、位于N型半导体层上的量子阱层、及位于量子阱层上的P型半导体层；

2）通过刻蚀技术在N型半导体层上制备N电极，在P型半导体层上制备透明导电层和P电极；

3）在所述透明导电层上制备第一反射镜层，所述第一反射镜层对所述发光结构层所发出的光具有高透过率、对荧光粉受激发后所产生的光具有高反射率；

4）研磨抛光所述衬底的另一表面，然后在所述衬底另一表面上制备第二反射镜层，所述第二反射镜层对发光结构层所发出的光具有高反射率。

优选地，所述第一反射镜层对所述发光结构层所发出的光的透过率大于90%、对所述荧光粉受激发后所产生的光的反射率大于90%。

优选地，所述发光结构层所发出的光包括波长范围为420~480nm的可见光，所述荧光粉发出受激发后所产生的光包括波长范围为500~800nm的可见光。

优选地，所述第一反射镜层包括分布布拉格反射镜。