专利名称：一种发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管，特别是涉及一种发光二极管衬底的表面形状。
背景技术：
发光二极管的衬底一般包括A1203、SiC、Si，利用图形化衬底可有效提高LED的发光效率，一方面可有效降低LED材料的位错密度，避免裂纹产生，提高外延材料晶体质量，降低外延缺陷和均匀性，进而提高LED内量子发光效率，另一方面，阵列的图形结构增加了光的散射，改变了 LED的光学线路，进而提升光提取效率。传统的蓝宝石衬底图形形状集中在圆锥、半球、立方体等单一周期图形，周期范围大约在几百纳米到几微米。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有两种或两种以上周期的图形衬底用于提高出光率的发光二极管。本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种发光二极管，包括衬底，所述衬底的上表面由至少两个形状相同的曲面依次连接组成；所述每个曲面的上表面设有多个凸部，所述各凸部之间的距离相等。本发明的有益效果是:首先，本发明刻蚀的图形，在周期曲面的基础上具有凸部，得到的曲面面积更大，因此增大了发光面积；其次，而且由于平面容易发生全反射，曲面比平面更容易发生反射，反射面更多，比平面更容易反射，因此增加了出光角度。基于发光面积的增大和发光角度的增加，提高了发光二极管的出光率。在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。进一步，所述每个曲面的截面长度大于等于100微米小于等于1000微米。采用上述进一步方案的有益效果是照此尺寸实施，出光效果较好。进一步，所述每个凸部的截面长度大于等于100纳米小于等于10微米。采用上述进一步方案的有益效果是照此尺寸实施，出光效果较好。进一步，所述曲面的截面形状为正弦曲线。采用上述进一步方案的有益效果是形状规整，曲面更多。进一步，所述凸部的形状为圆锥、圆台、圆柱或棱柱中的一种。采用上述进一步方案的有益效果是均可实施，简单方便。
图1为现有技术的衬底图形剖面示意图；图2为本发明的衬底图形剖面示意图。附图中，各标号所代表的部件列表如下:1、P电极，2、保护层，3、电流扩展层，4、P型GaN，5、电子阻挡层，6、有源层，7、N电极，8、N型GaN，9、非掺杂GaN，10、缓冲层，11、衬底，12、布拉格反射层，13、金属层，14、曲面，15、凸部；16、现有技术的衬底图形。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。如图1所示，一般的发光二极管可包括从上到下依次连接的:P电极1、保护层2、电流扩展层3、P型GaM、电子阻挡层5、有源层6、N电极7、N型GaN8、非掺杂GaN9、缓冲层10、衬底11、布拉格反射层12、金属层13。现有技术主要是在衬底11的上表面上刻蚀出单一周期的图形16，如图1所示的情况。本发明主要是将衬底11上刻蚀的单一周期的图形改进为“大周期曲面里套小周期图形”，来进一步提高出光率。这也就是权利要求1中所表达的图形的含义，这里对权利要求1中描述的形状详细解释如下:权利要求1提到:所述衬底的上表面由至少两个形状相同的曲面依次连接组成；所述每个曲面14的上表面设有多个凸部15，所述各凸部15之间的距离相等。如图2所示，这里的“形状相同的曲面”表示的意思是周期曲面，也就是说每个循环周期的曲面形状都是相同的，因此权利要求1中所要表达的是这样一种形状，衬底11的上表面包括多个曲面14，每个曲面14形状相同且依次连接，因为是多个曲面14共同形成了衬底的上表面，因此这里的意思是衬底上表面是由若干个小曲面按周期规律排列的“周期曲面”，这里提到的“依次连接”的意思是指，假设衬底的上表面向某一个方向延伸，例如附图1、2中从左到右的方向，那么各个周期曲面就沿这个延伸方向即从左到右依次首尾连接，例如，每个曲面14的截面形状为正弦，那么第一根正弦的尾部与第二根正弦的首部相连接，第二根正弦的尾部与第三根正弦的首部相连接，以此类推，最终形成类似海平面海浪一层一层的周期排列的形状，即连接而成的周期曲面类似于海面上一层连一层的周期排列的波浪形状，每一层海浪就是一个形状周期，即前文所述的周期曲面。这个周期曲面可以是正弦曲面，还可以是其他形状的曲面，例如是一列三角波、或是一列锯齿波等等；然后，在每个周期曲面，例如在每个周期的波浪形状上，或者在一列锯齿波的每个锯齿上等间隔设置有多个凸部15，凸部15可以是类似长城垛口处的矩形的凸部，所述各个凸部的形状优选都是圆锥、或都是圆台、或都是圆柱、或都是棱柱，这样的出光效果更好。当然，也可以有的凸部是圆锥、有的凸部是圆台、有的凸部是圆柱、还有的凸部是棱柱，这样结合起来设置，但出光效果可能稍稍差一些。用这种在大周期曲面14上设置小周期凸部15的方法最终得到的图形类似于某一段万里长城的侧视图，长城各个垛口处的矩形突起形成了所述一个个等间隔的凸部，该段长城沿山坡蜿蜒形成了一段周期曲面，然后将这种长城蜿蜒的形状复制得到多段周期曲面，再将复制出来的多段周期曲面一个个从头到尾依次连接起来，得到衬底的上表面。其中长城垛口处的每一个突起即为本发明每个周期曲面上的凸部15。至于“所述各凸部15之间的距离相等”，所指的意思是，所述各凸部15在所述曲面14上等间隔排列。如图2中的截面所示，衬底11的上表面的截面为大约两个半周期的正弦曲线，曲线上的若干锯齿即为凸部15。
作为一种优选的实施例，具体尺寸可以这样实施:每个“周期曲面”沿延伸方向例如附图中的由左到右，长度为lOOum-lOOOum ;每个周期曲面上每个凸部的周期长度为IOOnm - 10um，其中突起部分和非突起部分各占一半长度。上述形状可以由刻蚀或滚压来得到。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种发光二极管，包括衬底，其特征在于:所述衬底的上表面由至少两个形状相同的曲面依次连接组成；所述每个曲面的上表面设有多个凸部，所述各凸部之间的距离相等。
2.根据权利要求1所述一种发光二极管，其特征在于:所述每个曲面的截面长度大于等于100微米小于等于1000微米。
3.根据权利要求1所述一种发光二极管，其特征在于:所述每个凸部的截面长度大于等于100纳米小于等于10微米。
4.根据权利要求1所述一种发光二极管，其特征在于:所述曲面的截面形状为正弦曲线。
5.根据权利要求1所述一种发光二极管，其特征在于:所述凸部的形状为圆锥、圆台、圆柱或棱柱中的一种。
全文摘要
本发明涉及一种发光二极管，包括衬底，所述衬底的上表面由至少两个形状相同的曲面依次连接组成；所述每个曲面的上表面设有多个凸部，所述所述各凸部之间的距离相等。本发明的有益效果是得到更大的曲面面积，也就增大了发光面积和增加了出光角度，提高了出光率。
文档编号H01L33/20GK103117345SQ20131003735
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日
发明者易贤, 王汉华, 杨新民, 靳彩霞, 董志江 申请人:武汉迪源光电科技有限公司