Led结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体光电芯片制造技术领域，特别涉及一种LED结构。
【背景技术】
[0002]自从20世纪90年代初商业化以来，经过二十几年的发展，GaN基LED已被广泛应用于户内外显示屏、投影显示用照明光源、背光源、景观亮化照明、广告、交通指示等领域，并被誉为二十一世纪最有竞争力的新一代固体光源。近年来，在政府各种政策的激励和推动下，各种为提高LED发光亮度的技术应运而生，例如图形化衬底技术、侧壁粗化技术、DBR技术、优化电极结构、在衬底或透明导电膜上制作二维光子晶体等。其中图形化衬底技术最具成效，在2010年到2012年间，前后出现的锥状结构的干法图形化衬底和金字塔形状的湿法图形化衬底完全取代了表面平坦的蓝宝石衬底成为LED芯片的主流衬底，使LED的晶体结构和发光亮度都得到了革命性的提高。
[0003]半导体发光器件所发射的光的波长取决于所用的半导体材料的价带电子和导带电子之间的能量差的带隙，GaN材料具有较宽的能带带隙(从0.SeV到6.2eV)，所以GaN基LED可通过在GaN外延有源层生长过程中掺入不同浓度的In、Al等元素来调节GaN基LED所发射的光的波长，实现GaN基LED的能量谱连续可调，所以在单色性、色纯度、色饱和度等方面，GaN基LED可与激光相媲美。
[0004]然而与激光相比，现有的LED所发射的光的发散角远大于激光的发散角，即，激光在方向性上远好于LED，为了适应LED在不同领域的应用，有必要设计一种能出射平行光的(即发光方向性好的)发光二极管(LED)，使其替代激光，而在相应领域更好地发挥作用。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种LED结构，以解决现有的LED方向性较差的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种LED结构，所述LED结构包括:
[0007]第一衬底，所述第一衬底包括第一表面和第二表面，其中，所述第一表面和/或第二表面上具有多个凸形结构，每个表面上的多个凸形结构组成凸面聚光体阵列；
[0008]所述第一表面上形成有N型层、有源层、P型层及N区台面结构；
[0009]电流阻挡层，所述电流阻挡层覆盖部分P型层以及N区台面结构的侧壁，以在所述P型层上形成了有效电极区阵列；
[0010]电极层，所述电极层覆盖所述电流阻挡层及有效电极区阵列，以在有源层中形成了准点光源阵列，每个准点光源与对应的一凸面聚光体的焦点重合；
[0011]多个半球形支撑结构，所述多个半球形支撑结构露出部分电极层，每个半球形支撑结构覆盖一准点光源，每个半球形支撑结构的球心与对应的一准点光源重合；
[0012]反射层，所述反射层覆盖多个半球形支撑结构及露出的部分电极层；
[0013]槽口结构，所述槽口结构位于所述N区台面结构中；
[0014]位于所述反射层上的P电极，位于所述槽口结构中的N电极；
[0015]第二衬底，所述第二衬底包括P极区以及与所述P极区绝缘分离的N极区；其中，所述P电极与所述P极区键合在一起，所述N电极与所述N极区键合在一起。
[0016]可选的，在所述的LED结构，当第一表面和第二表面中只有一个表面上具有多个凸形结构时，所述每个凸面聚光体的焦点与对应的一准点光源重合。
[0017]可选的，在所述的LED结构中，当第一表面和第二表面上均具有多个凸形结构时，所述第二表面上的多个凸形结构与所述第一表面上的多个凸形结构组成双凸面聚光体阵列，每个双凸面聚光体的焦点与对应的一准点光源重合。
[0018]可选的，在所述的LED结构中，在所述第一表面及N型层之间还形成有缓冲层。
[0019]可选的，在所述的LED结构中，所述P型层、有源层及N型层形成“凸”字形结构。
[0020]可选的，在所述的LED结构中，所述电流阻挡层的材料为二氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的一种或多种组合。
[0021]可选的，在所述的LED结构中，所述电极层为透明导电层。
[0022]可选的，在所述的LED结构中，所述电极层的材料为镍金合金和铟锡氧化物中的一种或多种组合。
[0023]可选的，在所述的LED结构中，所述支撑材料层的材料为二氧化硅、氮化硅及氮氧化硅中的一种或多种组合。
[0024]可选的，在所述的LED结构中，所述反射层的材料为银。
[0025]可选的，在所述的LED结构中，还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层覆盖多个半球形支撑结构及露出的部分电极层。
[0026]可选的，在所述的LED结构中，所述欧姆接触层的材料为镍。
[0027]可选的，在所述的LED结构中，所述P电极及N电极均包括:欧姆接触层、位于所述欧姆接触层上的防扩散层及位于所述防扩散层上的电极功能层。
[0028]可选的，在所述的LED结构中，所述欧姆接触层的材料为镍和铬中的至少一种；所述防扩散层的材料为钛、铂和镍中的至少一种；所述电极功能层的材料为铝、金和铜中的至少一种。
[0029]可选的，在所述的LED结构中，所述P电极与所述P极区之间形成有种晶层，所述N电极与所述N极区之间形成有种晶层。
[0030]在本实用新型提供的LED结构中，通过位于半球形支撑结构上的反射层以及凸面聚光体阵列的共同作用，能够出射平行光，从而使得LED具有较好的方向性，能够在某些领域替代激光更好地发挥作用。进一步的，通过第一衬底上的多个凸形结构能够提高LED的晶体质量和发光效率。
【附图说明】
[0031]图1是本实用新型实施例的LED结构制作方法的流程示意图；
[0032]图2是本实用新型实施例的LED结构制作方法中第一衬底的剖面示意图；
[0033]图3是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成N型层、有源层及P型层后的剖面示意图；
[0034]图4a是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成N区台面结构后的剖面示意图；
[0035]图4b是图4a所示的器件结构的俯视图；
[0036]图5a是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成绝缘材料层后的剖面示意图；
[0037]图5b是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成电流阻挡层后的剖面示意图；
[0038]图5c是图5b所示的器件结构的俯视示意图；
[0039]图6是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成电极层后的剖面示意图；
[0040]图7a是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成支撑材料层后的剖面示意图；
[0041]图7b是本实用新型实施例的LED结构制作方法中对支撑材料层执行抛光工艺后的剖面示意图；
[0042]图7c是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成图形化光刻胶阵列后的剖面示意图；
[0043]图7d是本实用新型实施例的LED结构制作方法中对图形化光刻胶阵列执行烘烤工艺后的尚J面不意图；
[0044]图7e是本实用新型实施例的LED结构制作方法中对图形化光刻胶以及支撑材料层执行同比刻蚀工艺后的剖面示意图；
[0045]图8是本实用新型实施例的LED结构制作方法中形成反射层后的剖面示意图；
[0046]图9是本实用新型