發光二極管及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電子發光器件，具體地，涉及一種發光二極管和該發光二極管的制造方法。
【背景技術】
[0002]發光二極管具有體積小，工作電壓低，工作電流小，響應速度快，壽命長等優點而廣泛應用于顯示器件領域。
[0003]有機薄膜發光二極管器件和無機薄膜發光二極管器件是用于平板顯示器和區域照明等的一種可靠技術。
[0004]通常，薄膜發光二極管是郎伯型的，其在各個方向上均等的發射光，使得發光層發出的部分光線直接從薄膜發光二極管中射出，部分光線發射到薄膜晶體管內二被反射出至薄膜晶體管外部或者被薄膜晶體管吸收，還有部分光線被橫向發射并最終被器件中的各個高光學折射率層吸收。總體上，薄膜發光二極管中多達80%的光會因此被損耗。
[0005]如何提高發光二極管的發光效率成為本領域亟待解決的技術問題。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種發光二極管和該發光二極管的制造方法，所述發光二極管具有較高的發光效率。
[0007]為了實現上述目的，作為本發明的一個方面，提供一種發光二極管，所述發光二極管包括形成在襯底上的發光層，所述發光層包括層疊設置的η型摻雜層、量子阱有源層和P型摻雜層，其中，所述P型摻雜層包括基體部和設置在所述基體部上的聚光結構，所述聚光結構能夠對所述發光層發出的光線進行匯聚。
[0008]優選地，所述聚光結構包括間隔地設置在所述基體部上的多個凸脊，所述凸脊在沿平行于所述發光層的發光方向的截面的寬度逐漸減小。
[0009]優選地，所述凸脊在沿平行于所述發光層的發光方向的截面的形狀為梯形、三角形、拱形、半圓形中的任意一種。
[0010]優選地，所述凸脊與所述基體部為一體形成。
[0011]優選地，所述襯底由透明材料制成，所述發光二極管的背向發光方向的底面和/或側面上設置有反射層，所述反射層的反光面朝向所述發光層。
[0012]優選地，所述反射層由銀和/或鎳制成。
[0013]優選地，所述發光二極管還包括形成在所述發光層和所述襯底之間的緩沖層。
[0014]優選地，所述發光層的表面形成有透明的保護層。
[0015]優選地，制成所述保護層的材料包括二氧化硅或聚四氟乙烯。
[0016]優選地，所述發光二極管包括電極，所述電極包括設置在所述P型摻雜層表面的P型電極盤、設置在所述η型摻雜層上的η型電極盤、與所述P型電極盤電連接的P型透明電極和與所述η型電極盤電連接的η型透明電極，所述P型透明電極和所述η型透明電極不接觸，所述P型電極盤和所述η型電極盤均位于所述發光層的外圍，且分別位于所述發光層的不同側。
[0017]優選地，所述P型透明電極和所述η型透明電極均選自梳狀電極、樹形電極、環繞形電極和漩渦形電極中的任意一種。
[0018]優選地，所述P型電極盤包括與所述P型摻雜層接觸的P型歐姆接觸電極盤和與所述P型歐姆接觸電極盤接觸的P型金屬電極盤，所述η型電極盤包括與所述η型摻雜層接觸的η型歐姆接觸電極盤和與所述η型歐姆接觸電極盤接觸的η型金屬電極盤，所述P型透明電極包括設置在所述發光層表面的P型歐姆接觸電極和設置在所述P型歐姆接觸電極上方的P型透明導電電極，所述η型透明電極包括設置在所述發光層表面的η型歐姆接觸電極和設置在所述η型歐姆接觸電極上方的η型透明導電電極。
[0019]優選地，所述量子阱有源層包括量子皇層和量子阱層，所述量子皇層層疊在所述η型摻雜層上方，所述量子阱層層疊在所述量子皇層上方。
[0020]優選地，所述P型摻雜層的材料為P型摻雜的氮化鎵，所述η型摻雜層的材料為η型摻雜的氮化鎵，所述量子阱有源層包括材料為GaN的量子皇層和材料為InGaN的量子阱層。
[0021]優選地，所述發光層還包括設置在所述量子阱有源層和所述P型摻雜層之間的非故意摻雜的η型摻雜層。
[0022]作為本發明的另一個方面，提供一種發光二極管的制造方法，其中，所述制造方法包括在襯底的一側形成發光層的步驟，該步驟包括:
[0023]形成η型摻雜層；
[0024]在η型摻雜層上形成有源材料層；
[0025]在有源材料層上形成P型摻雜材料層；
[0026]在所述P型摻雜材料層上形成掩膜圖形，所述掩膜圖形包括間隔設置的掩膜圖形條;
[0027]對所述P型摻雜材料層進行刻蝕，以形成凸脊，所述凸脊的頂面形狀對應于所述掩膜圖形條的形狀，所述凸脊之間的間隔對應于所述掩膜圖形條之間的間隔，且所述凸脊在沿平行于所述發光層的發光方向的截面的寬度逐漸減小。
[0028]優選地，所述凸脊在沿平行于所述發光層的發光方向的截面的形狀為梯形、三角形、拱形、半圓形中的任意一種。
[0029]優選地，在所述P型摻雜材料層上形成掩膜圖形的步驟包括:
[0030]在所述P型摻雜材料層上形成掩膜材料層；
[0031 ] 在所述掩膜材料層上形成光刻膠層；
[0032]利用所述光刻膠層形成光刻膠圖形，所述光刻膠圖形的形狀與所述掩膜圖形的形狀一致；
[0033]對形成有所述光刻膠圖形的所述掩膜材料層進行刻蝕，以形成所述掩膜圖形。
[0034]優選地，利用刻蝕液對所述P型摻雜材料層進行刻蝕。
[0035]優選地，所述P型摻雜材料層為P摻雜的氮化鎵，所述刻蝕液包括鹽酸、磷酸、氫氟酸、氫氧化鉀溶液、王水、過硫酸鉀溶液、四硼酸鈉溶液、過氧化氫、草酸、氟化銨緩沖液、氫碘酸、碘化鉀溶液中的任意一種。
[0036]優選地，利用干刻法對所述P型摻雜材料層進行刻蝕。
[0037]優選地，所述P型摻雜材料層為P摻雜的氮化鎵，刻蝕氣體為BCljP /或Cl 2。
[0038]優選地，所述制造方法還包括:
[0039]在所述發光層的表面形成透明的保護層。
[0040]優選地，形成所述保護層的材料包括二氧化硅或聚四氟乙烯。
[0041]優選地，所述制造方法包括在襯底的一側一體形成發光層的步驟之前進行的:
[0042]在所述襯底上形成緩沖層。
[0043]優選地，所述襯底由透明材料制成，所述制造方法還包括:
[0044]在所述發光二極管的底面及側面上形成反射層，所述反射層的反光面朝向所述發光層。
[0045]優選地，在襯底的一側形成發光層的步驟還包括:
[0046]對形成有所述凸脊的P型摻雜材料層和所述有源材料層進行刻蝕，以獲得所述P型摻雜層和所述量子阱有源層，以使得所述發光層包括貫穿所述P型摻雜層和所述量子阱層的缺口部，所述缺口部暴露所述η型摻雜層的一部分的上表面，且所述缺口部位于所述發光層的外圍；
[0047]所述制造方法還包括:
[0048]形成電極，所述電極包括位于所述P型摻雜層上的P型電極盤、位于所述η型摻雜層上由所述缺口部暴露的部分上的η型電極盤、與所述P型電極盤電連接的P型透明電極和與所述η型電極盤電連接的η型透明電極，所述P型透明電極和所述η型透明電極不接觸；其中，
[0049]所述P型電極盤、所述η型電極盤、所述P型透明電極和所述η型透明電極共同形成為所述發光二極管的電極，所述P型電極盤位于所述發光層的外圍，且所述P型電極盤與所述η型電極盤分別位于所述發光層的不同側；
[0050]所述P型電極盤包括與所述發光層接觸的P型歐姆接觸電極盤和設置在所述P型歐姆接觸電極盤上方的P型金屬電極盤，所述η型電極盤包括與所述η型摻雜層接觸的η型歐姆接觸電極盤和設置在所述η型歐姆接觸電極盤上方的η型金屬電極盤，所述P型透明電極包括設置在所述發光層表面的P型歐姆接觸電極和設置在所述P型歐姆接觸電極上方的P型透明導電電極，所述η型透明電極包括設置在所述發光層表面的η型歐姆接觸電極和設置在所述η型歐姆接觸電極上方的η型透明導電電極。
[0051 ] 優選地，形成電極的步驟包括:
[0052]在所述發光層的表面形成對應于所述P型電極盤和所述η型電極盤的金屬圖形；
[0053]在所述發光層的表面形成對應于所述P型透明電極和所述η型透明電極的透明電極圖形；
[0054]在氮氣氛圍下對所述金屬圖形和所述透明電極圖形進行退火，以形成包括所述P型歐姆接觸電極盤和所述P型金屬電極盤的P型電極盤、包括所述η型歐姆接觸電極盤和所述η型金屬電極盤的η型電極盤、包括所述P型歐姆接觸電極和所述P型透明導電電極的P型透明電極和包括所述η型歐姆接觸電極和所述η型透明導