一種諧振腔發(fā)光二極管及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種諧振腔發(fā)光二極管及其制造方法，屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域。所述諧振腔發(fā)光二極管包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的下分布式布拉格反射鏡DBR、N型層、有源層、P型層、透明導(dǎo)電層、鈍化層、下DBR，所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置有P型電極，所述N型層上設(shè)置有N型電極，所述下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，所述圖形單元和所述上DBR均采用氧化物材料。本發(fā)明通過下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，圖形單元和上DBR均采用氧化物材料，不會由于高摻雜濃度的Al影響RCLED的外延質(zhì)量，可以在保證外延質(zhì)量的情況下提高下DBR的反射率，而且實(shí)現(xiàn)成本低。
【專利說明】
一種諧振腔發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種諧振腔發(fā)光二極管及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，發(fā)光二極管(Light Emitting D1de，簡稱LED)作為新一代綠色光源，廣泛應(yīng)用于照明、背光、顯示、指示等領(lǐng)域。諧振腔發(fā)光二極管(Resonant Cavity LightEmitting D1de，簡稱RCLED)是一種輻射區(qū)在光學(xué)腔中的LED。光學(xué)腔的諧振波長與有源區(qū)的發(fā)光波長接近或諧振，因此光學(xué)腔也稱為諧振腔，來自諧振腔內(nèi)部的發(fā)光區(qū)的自發(fā)輻射特性由于諧振腔效應(yīng)而得到增強(qiáng)。
[0003]RCLED的基本結(jié)構(gòu)包括上反射鏡和下反射鏡，夾在上反射鏡和下反射鏡中間的有源層，以及傳導(dǎo)電極。其中，下反射鏡通常采用交替層疊的AlGaN層和GaN層，或者交替層疊的InAlGaN層和GaN層。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]對于從上面出光的RCLED，上反射鏡的反射率要小于下反射鏡?，F(xiàn)有的下反射鏡主要通過提高Al在GaN中的摻雜濃度達(dá)到下反射鏡高反射率的要求，但高摻雜濃度的Al會影響RCLED的外延質(zhì)量，造成RCLED晶格失配，出現(xiàn)大量位錯和缺陷，極大影響RCLED的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)無法兼容高反射率和外延質(zhì)量的問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種諧振腔發(fā)光二極管及其制造方法。所述技術(shù)方案如下:
[0007]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種諧振腔發(fā)光二極管，所述諧振腔發(fā)光二極管包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的下分布式布拉格反射鏡DBR、N型層、有源層、P型層、透明導(dǎo)電層、鈍化層、下DBR，所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置有P型電極，所述N型層上設(shè)置有N型電極，所述下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，所述圖形單元和所述上DBR均采用氧化物材料。
[0008]可選地，所述圖形單元為相互平行的上底面和下底面、以及連接所述上底面和所述下底面的側(cè)面圍成的多面體，所述上底面的面積小于所述下底面的面積，所述下底面與所述襯底相接觸。
[0009]優(yōu)選地，所述上底面與所述下底面之間的距離為Ιμπι?3μπι，所述下底面中兩點(diǎn)之間的最大距離為2μηι?8μηι，所述側(cè)面與所述下底面之間的最大夾角為30°?60°。
[0010]可選地，所述圖形單元包括交替層疊的高下折射層和低下折射層，所述高下折射層采用的材料包括Ti02、Hf02、Ta205、Zr02和Nb2O3的至少一種，所述低下折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0和MgF2的至少一種。
[0011]優(yōu)選地，所述高下折射層和所述低下折射層的層數(shù)之和為10層?72層。
[0012]可選地，所述上DBR包括交替層疊的高上折射層和低上折射層，所述高上折射層采用的材料包括Ti02、Ti305、Hf02、Zr02和Nb2O3的至少一種，所述低上折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0 和 MgF2 的至少一種。
[0013]優(yōu)選地，所述高上折射層和所述低上折射層的層數(shù)之和為10層?72層。
[0014]可選地，所述上DBR和所述下DBR之間的距離D滿足如下公式:
[0015]D=(l/2)*k*Ei(X/m);
[0016]其中汰為奇數(shù)，Li為對i取所有值時的λ/m求和，i取不同值代表所述上DBR和所述下DBR之間的不同層，λ為所述諧振腔發(fā)光二極管產(chǎn)生光的中心波長，m為所述上DBR和所述下DBR之間各層的折射率。
[0017]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種諧振腔發(fā)光二極管的制造方法，所述制造方法包括:
[0018]在襯底上形成下分布式布拉格反射鏡DBR，所述下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，所述圖形單元采用氧化物材料；
[0019]在所述下DBR上依次生長N型層、有源層、P型層；
[0020]在所述P型層上開設(shè)從所述P型層延伸至所述N型層的凹槽；
[0021]在所述P型層上形成透明導(dǎo)電層；
[0022]在所述透明導(dǎo)電層、所述N型層上形成鈍化層；
[0023]在所述鈍化層上形成上DBR，所述上DBR采用氧化物材料；
[0024]對所述上DBR、所述鈍化層、所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，并在所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置P型電極，在所述N型層上設(shè)置N型電極。
[0025]可選地，所述對所述上DBR、所述鈍化層、所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，并在所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置P型電極，在所述N型層上設(shè)置N型電極，包括:
[0026]在所述上DBR上涂覆一層光刻膠；
[0027]對所述光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，形成設(shè)定圖形的所述光刻膠；
[0028]在設(shè)定圖形的所述光刻膠的保護(hù)下，對所述上DBR、所述鈍化層、所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，形成從所述上DBR延伸到所述透明導(dǎo)電層的凹槽、從所述上DBR延伸到所述P型層的凹槽、從所述上DBR延伸到所述N型層的凹槽；
[0029]在所述光刻膠、所述透明層、所述P型層、所述N型層上形成電極；
[0030]剝離設(shè)定圖形的所述光刻膠，形成所述P型電極和所述N型電極。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0032]通過下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，圖形單元和上DBR均采用氧化物材料，不會由于高摻雜濃度的Al影響RCLED的外延質(zhì)量，可以在保證外延質(zhì)量的情況下提高下DBR的反射率，而且實(shí)現(xiàn)成本低。
【附圖說明】
[0033]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2是本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種諧振腔發(fā)光二極管的制造方法的流程圖；
[0036]圖3a_圖3g是本發(fā)明實(shí)施例二提供的諧振腔發(fā)光二極管制造過程中的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0038]實(shí)施例一
[0039]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種一種諧振腔發(fā)光二極管，參見圖1，該諧振腔發(fā)光二極管包括襯底1、以及依次層疊在襯底I上的下分布式布拉格反射鏡(Distributed BraggReflector，簡稱DBR)2、N型層3、有源層4、P型層5、透明導(dǎo)電層6、鈍化層7、下DBR 8，P型層5和透明導(dǎo)電層6上設(shè)置有P型電極9，N型層3上設(shè)置有N型電極10。
[0040]在本實(shí)施例中，下DBR8包括呈陣列排列的若干圖形單元，圖形單元和上DBR均采用氧化物材料。
[0041]可選地，圖形單元可以為相互平行的上底面和下底面、以及連接上底面和下底面的側(cè)面圍成的多面體，上底面的面積小于下底面的面積，下底面與襯底相接觸。
[0042]優(yōu)選地，上底面與下底面之間的距離可以為Ιμπι?3μπι，下底面中兩點(diǎn)之間的最大距離可以為2μι?8μπι，側(cè)面與下底面之間的最大夾角可以為30°?60°。
[0043]更優(yōu)選地，上底面與下底面之間的距離可以為1.5μπι?2μπι，下底面中兩點(diǎn)之間的最大距離可以為2μηι?3.5μηι。
[0044]可選地，圖形單元可以包括交替層疊的高下折射層和低下折射層，高下折射層采用的材料包括T12、Ti2O5、Hf O2、Ta2O5、ZrO2和Nb2O3的至少一種，低下折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0和MgF2的至少一種，穩(wěn)定性好，吸收系數(shù)低。
[0045]優(yōu)選地，高下折射層采用的材料可以為Ti2O5,低下折射層采用的材料可以為S12,實(shí)現(xiàn)工藝成熟。
[0046]優(yōu)選地，高下折射層和低下折射層的層數(shù)之和可以為10層?72層，不需要較多層數(shù)即可實(shí)現(xiàn)較高的反射率，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)成本低。
[0047]可選地，上DBR2可以包括交替層疊的高上折射層和低上折射層，高上折射層采用的材料包括Ti02、Ti305、Hf02、Ta205、Zr02和Nb2O3的至少一種，低上折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0和MgF2的至少一種，穩(wěn)定性好，吸收系數(shù)低。
[0048]優(yōu)選地，高上折射層和低上折射層的層數(shù)之和可以為10層?72層，不需要較多層數(shù)即可實(shí)現(xiàn)較高的反射率，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)成本低。
[0049]可選地，上DBR和下DBR之間的距離D可以滿足如下公式:
[0050]D=(l/2)*k*Ei(X/m);
[0051 ] 其中，k為奇數(shù)，Li為對i取所有值時的λ/m求和，i取不同值代表上DBR和下DBR之間的不同層，λ為諧振腔發(fā)光二極管產(chǎn)生光的中心波長，m為上DBR和下DBR之間各層的折射率。
[0052]容易知道，形成諧振腔的條件在于形成駐波，駐波要求反射波與出射波相消，即反射波與反射波的相位差為I由于波長/折射率為光在介質(zhì)中的等效波長，k為奇數(shù)，因此上DBR和下DBR之間的距離等于1/2波長、3/2波長、5/2波長等，可以滿足諧振腔的條件(反射波與反射波的相位差為π)。
[0053]具體地，N型層3為N型GaN層，有源層4包括交替層疊的InGaN層和GaN層，P型層5為P型GaN層。
[0054]可選地，襯底I可以為002面藍(lán)寶石襯底、SiC襯底或者Si襯底。
[0055]可選地，透明導(dǎo)電層6采用的材料可以包括氧化銦錫(ITO)、摻雜氟的氧化錫(FTO)、石墨稀、以及氧化鋅(ZnO)中的至少一種。
[0056]優(yōu)選地，透明導(dǎo)電層6采用的材料可以為ΙΤ0，使用最為普遍。
[0057 ] 可選地，鈍化層7的厚度可以為I Onm?500nm。
[0058]優(yōu)選地，鈍化層7的厚度可以為80nm。
[0059]可選地，鈍化層7采用的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氟化鎂中的至少一種，對發(fā)光二極管進(jìn)行保護(hù)，避免反向漏電等問題，提高發(fā)光二極管的可靠性。
[0060]優(yōu)選地，鈍化層7采用的材料可以為氧化硅，以便使用腐蝕溶液開孔形成電極。
[0061]可選地，P型電極9采用的材料可以包括金、銀、鋁、鎳、鉑、鈦中的至少一種。
[0062]優(yōu)選地，P型電極9可以為依次層疊的鉻層、鋁層、鉻層、鈦層、鉻層，以適用接觸、反光、導(dǎo)電等作用。
[0063]可選地，N型電極10采用的材料可以包括金、銀、鋁、鉻、鎳、鉑、鈦中的至少一種。
[0064]本發(fā)明實(shí)施例通過下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，圖形單元和上DBR均采用氧化物材料，不會由于高摻雜濃度的Al影響RCLED的外延質(zhì)量，可以在保證外延質(zhì)量的情況下提高下DBR的反射率，而且實(shí)現(xiàn)成本低。
[0065]實(shí)施例二
[0066]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種諧振腔發(fā)光二極管的制造方法，參見圖2，該制造方法包括:
[0067]步驟201:在襯底上形成下DBR。
[0068]圖3a為執(zhí)行步驟201后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR0
[0069]在本實(shí)施例中，下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，圖形單元采用氧化物材料。
[0070]可選地，襯底可以為002面藍(lán)寶石襯底、SiC襯底或者Si襯底。
[0071]可選地，圖形單元可以為相互平行的上底面和下底面、以及連接上底面和下底面的側(cè)面圍成的多面體，上底面的面積小于下底面的面積，下底面與襯底相接觸。
[0072]優(yōu)選地，上底面與下底面之間的距離可以為Ιμπι?3μπι，下底面中兩點(diǎn)之間的最大距離可以為2μι?8μπι，側(cè)面與下底面之間的最大夾角可以為30°?60°。
[0073]更優(yōu)選地，上底面與下底面之間的距離可以為1.5μπι?2μπι，下底面中兩點(diǎn)之間的最大距離可以為2μηι?3.5μηι。
[0074]可選地，圖形單元可以包括交替層疊的高下折射層和低下折射層，高下折射層采用的材料包括T12、Ti2O5、Hf O2、Ta2O5、ZrO2和Nb2O3的至少一種，低下折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0和MgF2的至少一種，穩(wěn)定性好，吸收系數(shù)低。
[0075]優(yōu)選地，高下折射層采用的材料可以為Ti2O5,低下折射層采用的材料可以為S12,實(shí)現(xiàn)工藝成熟。
[0076]優(yōu)選地，高下折射層和低下折射層的層數(shù)之和可以為10層?72層，不需要較多層數(shù)即可實(shí)現(xiàn)較高的反射率，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)成本低。
[0077]具體地，該步驟201可以包括:
[0078]在襯底上沉積氧化物材料；
[0079]采用光刻工藝對氧化物材料進(jìn)行刻蝕，得到呈陣列排列的若干圖形單元。
[0080]步驟202:在下DBR上依次生長N型層、有源層、P型層。
[0081]圖3b為執(zhí)行步驟202后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR，3為N型層，4為有源層，5為P型層。
[0082]具體地，N型層為N型GaN層，有源層包括交替層疊的InGaN層和GaN層，P型層為P型
GaN層。
[0083]具體地，該步驟202可以包括:
[0084]采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉淀(Metal-organic Chemical VaporD印osit1n，簡稱M0CVD)技術(shù)在下DBR上依次生長N型層、有源層、P型層。
[0085]可選地，該步驟201可以包括:
[0086]在下DBR上形成緩沖層；
[0087]在緩沖層上依次生長N型層、有源層、P型層。
[0088]可以理解地，先形成一層緩沖層，有利于N型層、有源層、P型層的生長，提高晶體質(zhì)量。
[0089]步驟203:在P型層上開設(shè)從P型層延伸至N型層的凹槽。
[0090]圖3c為執(zhí)行步驟203后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR，3為N型層，4為有源層，5為P型層，100為凹槽。
[0091]具體地，該步驟203可以包括:
[0092]采用光刻工藝在P型層上開設(shè)從P型層延伸至N型層的凹槽。
[0093]更具體地，采用光刻工藝在P型層上開設(shè)從P型層延伸至N型層的凹槽，可以包括:
[0094]在P型層上形成一層光刻膠；
[0095]對光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，形成設(shè)定圖形的光刻膠；
[0096]在光刻膠的保護(hù)下，采用感應(yīng)親合等離子體刻蝕(Inductive Coupled Plasma，簡稱ICP)技術(shù)在P型層上開設(shè)從P型層延伸至N型層的凹槽；
[0097]剝離光刻膠。
[0098]其中，凹槽的深度大于P型層和有源層的厚度之和，且凹槽的深度小于P型層、有源層和N型層的厚度之和。
[0099]步驟204:在P型層上形成透明導(dǎo)電層。
[0100]圖3d為執(zhí)行步驟204后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR，3為N型層，4為有源層，5為P型層，6為透明導(dǎo)電層，100為凹槽。
[0101]可選地，透明導(dǎo)電層采用的材料可以包括氧化銦錫(ΙΤ0)、摻雜氟的氧化錫(FT0)、石墨稀、以及氧化鋅(ZnO)中的至少一種。
[0102]優(yōu)選地，透明導(dǎo)電層采用的材料可以為ΙΤ0，使用最為普遍。
[0103]具體地，該步驟204可以包括:
[0104]采用物理氣相相沉積(Physical Vapor Deposit1n，簡稱PVD)在P型層和N型層上沉積透明導(dǎo)電層；
[0105]采用光刻工藝去除N型層上的透明導(dǎo)電層，留下P型層上的透明導(dǎo)電層。
[0106]更具體地，采用光刻工藝去除N型層上的透明導(dǎo)電層，留下P型層上的透明導(dǎo)電層，可以包括:
[0107]在透明導(dǎo)電層上形成一層光刻膠；
[0108]對光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，形成設(shè)定圖形的光刻膠；
[0109]在設(shè)定圖形的光刻膠的保護(hù)下，對透明導(dǎo)電層進(jìn)行腐蝕清洗，留下P型層上的透明導(dǎo)電層；
[0110]剝離光刻膠。
[0111]步驟205:在透明導(dǎo)電層、N型層上形成鈍化層。
[0112]圖3e為執(zhí)行步驟205后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR，3為N型層，4為有源層，5為P型層，6為透明導(dǎo)電層，7為鈍化層，100為凹槽。
[0? ?] 可選地，鈍化層的厚度可以為1nm?500nm。
[0114]優(yōu)選地，鈍化層的厚度可以為80nmo
[0115]可選地，鈍化層采用的材料可以包括氧化硅、氮化硅、氧化鋁、氟化鎂中的至少一種，對發(fā)光二極管進(jìn)行保護(hù)，避免反向漏電等問題，提高發(fā)光二極管的可靠性。
[0116]優(yōu)選地，鈍化層采用的材料可以為氧化硅，以便使用腐蝕溶液開孔形成電極。
[0117]具體地，該步驟205可以包括:
[0118]米用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(Plasma Enhanced Chemical VaporDepos it 1n，簡稱PECVD)技術(shù)在透明導(dǎo)電層、N型層上形成鈍化層。
[0119]步驟206:在鈍化層上形成上DBR。
[0120]圖3f為執(zhí)行步驟206后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR，3為N型層，4為有源層，5為P型層，6為透明導(dǎo)電層，7為鈍化層，8為上DBR，100為凹槽。
[0121]在本實(shí)施例中，上DBR采用氧化物材料。
[0122]可選地，上DBR可以包括交替層疊的高上折射層和低上折射層，高上折射層采用的材料包括Ti02、Ti305、Hf02、Ta205、Zr02和Nb2O3的至少一種，低上折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0和MgF2的至少一種，穩(wěn)定性好，吸收系數(shù)低。
[0123]優(yōu)選地，高上折射層和低上折射層的層數(shù)之和可以為10層?72層，不需要較多層數(shù)即可實(shí)現(xiàn)較高的反射率，生產(chǎn)效率高，實(shí)現(xiàn)成本低。
[0124]具體地，該不好走206可以包括:
[0125]采用電子束蒸發(fā)或者原子層沉積技術(shù)在鈍化層上形成上DBR。
[0126]步驟207:對上DBR、鈍化層、透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，并在P型層和透明導(dǎo)電層上設(shè)置P型電極，在N型層上設(shè)置N型電極。
[0127]圖3g為執(zhí)行步驟207后的諧振腔發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，I為襯底，2為下DBR，3為N型層，4為有源層，5為P型層，6為透明導(dǎo)電層，7為鈍化層，8為上DBR，9為P型電極，10為N型電極，100為凹槽。
[0128]可選地，P型電極采用的材料可以包括金、銀、鋁、鎳、鉑、鈦中的至少一種。
[0129]優(yōu)選地，P型電極可以為依次層疊的鉻層、鋁層、鉻層、鈦層、鉻層，以適用接觸、反光、導(dǎo)電等作用。
[0130]可選地，N型電極采用的材料可以包括金、銀、鋁、鉻、鎳、鉑、鈦中的至少一種。
[0131]具體地，該步驟207可以包括:
[0132]在上DBR上涂覆一層光刻膠；
[0133]對光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，形成設(shè)定圖形的光刻膠；
[0134]在設(shè)定圖形的光刻膠的保護(hù)下，采用ICP技術(shù)對上DBR、鈍化層、透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，形成從上DBR延伸到透明導(dǎo)電層的凹槽、從上DBR延伸到P型層的凹槽、從上DBR延伸到N型層的凹槽；
[0135]在光刻膠、透明層、P型層、N型層上形成電極；
[0136]剝離設(shè)定圖形的光刻膠，形成P型電極和N型電極。
[0137]可選地，在光刻膠、透明層、P型層、N型層上形成電極，可以包括:
[0138]采用蒸發(fā)技術(shù)在光刻膠、透明層、P型層、N型層上形成電極。
[0139]容易知道，采用蒸發(fā)技術(shù)形成電極，速率較快。
[0140]可選地，在光刻膠、透明層、P型層、N型層上形成電極，可以包括:
[0141]采用濺射技術(shù)在光刻膠、透明層、P型層、N型層上形成電極。
[0142]可選地，上DBR和下DBR之間的距離D可以滿足如下公式:
[0143]D=(l/2)*k*Ei(X/m);
[0144]其中，k為奇數(shù)，Li為對i取所有值時的λ/m求和，i取不同值代表上DBR和下DBR之間的不同層，λ為諧振腔發(fā)光二極管產(chǎn)生光的中心波長，m為上DBR和下DBR之間各層的折射率。
[0145]容易知道，形成諧振腔的條件在于形成駐波，駐波要求反射波與出射波相消，即反射波與反射波的相位差為I由于波長/折射率為光在介質(zhì)中的等效波長，k為奇數(shù)，因此上DBR和下DBR之間的距離等于1/2波長、3/2波長、5/2波長等，可以滿足諧振腔的條件(反射波與反射波的相位差為π)。
[0146]本發(fā)明實(shí)施例通過下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，圖形單元和上DBR均采用氧化物材料，不會由于高摻雜濃度的Al影響RCLED的外延質(zhì)量，可以在保證外延質(zhì)量的情況下提高下DBR的反射率，而且實(shí)現(xiàn)成本低。
[0147]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種諧振腔發(fā)光二極管，所述諧振腔發(fā)光二極管包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的下分布式布拉格反射鏡DBR、N型層、有源層、P型層、透明導(dǎo)電層、鈍化層、下DBR，所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置有P型電極，所述N型層上設(shè)置有N型電極，其特征在于，所述下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，所述圖形單元和所述上DBR均采用氧化物材料。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述圖形單元為相互平行的上底面和下底面、以及連接所述上底面和所述下底面的側(cè)面圍成的多面體，所述上底面的面積小于所述下底面的面積，所述下底面與所述襯底相接觸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述上底面與所述下底面之間的距離為Iym?3μπι，所述下底面中兩點(diǎn)之間的最大距離為2μπι?8μπι，所述側(cè)面與所述下底面之間的最大夾角為30°?60°。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述圖形單元包括交替層疊的高下折射層和低下折射層，所述高下折射層采用的材料包括1'；102、1^02、13205、ZrO2和Nb2O3的至少一種，所述低下折射層采用的材料包括Si02、Al203、Mg0和MgF2的至少一種。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述高下折射層和所述低下折射層的層數(shù)之和為10層?72層。6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述上DBR包括交替層疊的高上折射層和低上折射層，所述高上折射層采用的材料包括打02、11305、!1?)2、2抑2和Nb2O3的至少一種，所述低上折射層采用的材料包括S12、Al203、Mg0和MgF2的至少一種。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述高上折射層和所述低上折射層的層數(shù)之和為10層?72層。8.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的諧振腔發(fā)光二極管，其特征在于，所述上DBR和所述下DBR之間的距離D滿足如下公式: D = (l/2)*k*Ei(X/m)； 其中，k為奇數(shù)，Li為對i取所有值時的λ/m求和，i取不同值代表所述上DBR和所述下DBR之間的不同層，λ為所述諧振腔發(fā)光二極管產(chǎn)生光的中心波長，m為所述上DBR和所述下DBR之間各層的折射率。9.一種諧振腔發(fā)光二極管的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括: 在襯底上形成下分布式布拉格反射鏡DBR，所述下DBR包括呈陣列排列的若干圖形單元，所述圖形單元采用氧化物材料； 在所述下DBR上依次生長N型層、有源層、P型層； 在所述P型層上開設(shè)從所述P型層延伸至所述N型層的凹槽； 在所述P型層上形成透明導(dǎo)電層； 在所述透明導(dǎo)電層、所述N型層上形成鈍化層； 在所述鈍化層上形成上DBR，所述上DBR采用氧化物材料； 對所述上DBR、所述鈍化層、所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，并在所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置P型電極，在所述N型層上設(shè)置N型電極。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述對所述上DBR、所述鈍化層、所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，并在所述P型層和所述透明導(dǎo)電層上設(shè)置P型電極，在所述N型層上設(shè)置N型電極，包括: 在所述上DBR上涂覆一層光刻膠； 對所述光刻膠進(jìn)行曝光和顯影，形成設(shè)定圖形的所述光刻膠； 在設(shè)定圖形的所述光刻膠的保護(hù)下，對所述上DBR、所述鈍化層、所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕，形成從所述上DBR延伸到所述透明導(dǎo)電層的凹槽、從所述上DBR延伸到所述P型層的凹槽、從所述上DBR延伸到所述N型層的凹槽； 在所述光刻膠、所述透明層、所述P型層、所述N型層上形成電極； 剝離設(shè)定圖形的所述光刻膠，形成所述P型電極和所述N型電極。
【文檔編號】H01L33/00GK105957928SQ201610374751
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】韓濤, 謝鵬, 尹靈峰, 吳志浩, 王江波
【申請人】華燦光電股份有限公司