专利名称：新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的制作方法
技术领域：
木发明揭示新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管(LED)及生长技术和工艺，属于半导体光电子技术领域。
背景技术：
氮化镓基LED的结构包括两类横向结构和垂直结构。以蓝宝石为生长衬底的横向结构的大功率氮化镓基LED的主要问题包括散热效率低、电流拥塞和电流密度低。为解决横向结构的大功率氮化镓基LED的上述问题，两种垂直结构的氮化镓基LED被提出。制造第一种垂直结构的氮化镓基LED需要剥离衬底，但是，剥离衬底的工艺复杂，生产成本高，良品率低。为了解决剥离衬底的问题，第二种垂直结构的氮化镓基LED被提出。制造第二种垂直结构的氮化镓基LED不需要剥离衬底[中国专利申请号200510000296.3]，但是散热效率低(图1a)。另一方面，一种散热效率较高的横向结构的大功率氮化镓基LED被提出，该氮化镓基LED具有光学出光槽，因此，产生的热量减少，但是，仍然具有横向结构的氮化镓基LED的其它不足。
因此，需要新型垂直结构的氮化镓基LED，避免上面提到的剥离衬底和散热问题。
发明内容
本发明揭示的新型垂直结构的氮化镓基LED具有如下结构，中间媒介层(包括金属层)层叠在生长衬底和氮化镓基外延层之间，氮化镓基外延层包括第一类型限制层、活化层和第二类型限制层，电流扩散层层叠在氮化镓基外延层上，图形化的第二电极层叠在电流扩散层上，在预定位置，第一电极层叠在经蚀刻后暴露的金属层上，在另外的预定位置，具有经蚀刻后形成的光学出光槽，形成本发明的新型垂直结构的氮化镓基LED。
本发明的目的和能达到的各项效果如下。
(1)本发明揭示新型垂直结构的氮化镓基LED，所述的新型垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极层叠在氮化镓基外延层的一侧，第一电极层叠在中间媒介层中的金属层上，该金属层层叠在氮化镓基外延层的另一侧，因此，具有垂直结构的氮化镓基LED的全部优点，例如，电阻降低，工作电压降低，电流所产生的热量减少，电流分布均匀，充分利用发光层的材料，等。
(2)本发明揭示的新型垂直结构的氮化镓基LED具有光学出光槽，因此，提高出光效率，减少由于光的吸收所产生的热量。本发明的新型垂直结构的氮化镓基LED可用于大功率LED。
(3)本发明揭示的新型垂直结构的氮化镓基LED的第一电极和第二电极层叠在生长衬底的同一侧，因此，不需要在氮化镓基外延层上键合支持衬底，也不需要剥离生长衬底。
(4)本发明揭示新型垂直结构的氮化镓基LED的低成本的批量生产的工艺方法，主要工艺步骤如下在生长衬底上，层叠中间媒介层(包括金属层)；生长氮化镓基外延层(包括第一类型限制层、活化层和第二类型限制层)；电流扩散层层叠在氮化镓基外延层上；图形化的第二电极层叠在电流扩散层上；在预定区域蚀刻氮化镓基外延层直到中间媒介层中的金属层暴露，在暴露的金属层上层叠第一电极；在另外的预定区域蚀刻氮化镓基外延层直到活化层的侧面暴露，形成光学出光槽。
本发明和它的特征及效益将在下面的详细描述中更好的展示。
图1a展示在先的一种垂直结构的氮化镓基LED的截面图。
图1b展示图1a的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极的一个实施实例。
图2展示生产本发明的新型垂直结构的氮化镓基LED的工艺流程的一个具体实施实例。
图3展示本发明的新型垂直结构的氮化镓基LED的一个具体实施实例的截面图。
图4展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第一个具体实施实例的顶视图。
图5a展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第二个具体实施实例的顶视图。
图5b展示图5a的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的截面图。
图5c展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第三个具体实施实例的顶视图。
图6a展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第四个具体实施实例的顶视图。
图6b展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第五个具体实施实例的顶视图。
图6c展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第六个具体实施实例的顶视图。
图7a展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第七个具体实施实例的顶视图。
图7b展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第八个具体实施实例的顶视图。
图8a展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第九个具体实施实例的顶视图。
图8b展示本发明的具有图形化的第二电极和光学出光槽的新型垂直结构的氮化镓基LED的第十个具体实施实例的顶视图。
具体实施实例和发明的详细描述虽然本发明的具体化实施实例将会在下面被描述，但下列各项描述只是说明本发明的原理，而不是局限本发明于下列各项描述。
注意，下列各项应用于本发明的所有具体实施实例(1)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的光学出光槽提高出光效率，产生较少的热量。
(2)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的中间媒介层的结构包括，但不限于，(a)金属层；该金属层具有如下功能第一，第一电极层叠在该金属层上，因此，电流分布均匀，电流拥塞改善，电流密度增大，充分利用发光层的材料；第二，该金属层选用高反射率的金属，因此，光取出效率高。
(b)金属层层叠在中间媒介层中，在金属层与后继生长的氮化镓基外延层之间的中间媒介层是导电的(图2的工艺流程202的第三个具体实施实例)。
(3)本发明中的氮化镓基外延层的材料系统是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，由元素镓，铝，硼，铟，磷，氮所组成的二元系，三元系，四元系，或五元系，例如，氮化镓，氮化铝，硼镓氮(BGaN)，铝镓氮(AlGaN)，铟镓氮(InGaN)，铝镓铟氮(AlInGaN)，镓氮磷(GaNP)，铟镓氮磷(InGaNP)，铝镓氮磷(AlGaNP)，铝镓铟氮磷(AlGaInNP)，等。
(4)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的生长衬底的材料包括，但不限于，蓝宝石，硅晶片，碳化硅，氧化镁，氧化锌。
(5)本发明的生长衬底的一面可以具有由蚀刻形成的纹理结构。蚀刻方法包括湿法和干法。
(6)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的中间媒介层的结构为单层结构或多层结构，每一层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于(A)外延层外延层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，元素氮，磷，硼，硅，碳，铝，镓的二元系，三元系，和四元系，例如氮化铝，氮化镓，磷化硼，6H-碳化硅，3C-碳化硅，硼铝氮，硼镓氮，铝镓氮，及它们的组合；(B)金属层，金属层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，钛，铪，钪，鋯，钒，铬，金，钨；(C)上述材料(A)和(B)的组合。
(7)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的中间媒介层中的外延层具有成份缓变结构(compositionally graded layer)，即，在该层的不同深度，每种成份之间的比例不同。例如，中间媒介层中的外延层与生长衬底接触的表面层的各种成份之间的比例使得中间媒介层与生长衬底之间的由于晶格常数的不同引起的缺陷最小。
(8)本发明中，氮化镓基外延层和中间媒介层中的外延层的生长方法包括，但不限于，两步生长法。在镓元素按化学计量少于氮元素的条件下，生长氮化镓基外延层和中间媒介层中的外延层；然后，在镓元素按化学计量多于氮元素的条件下，继续生长氮化镓基外延层和中间媒介层中的外延层。
(9)本发明的新型垂直结构的氮化镓基LED的活化层(active layer)的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，但不限于，体，量子阱，量子点，量子线；其中，所述的量子阱结构包括单量子阱结构和多量子阱结构。
(10)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的第一和第二类型限制层包括n-类型限制层和p-类型限制层。
(11)本发明的垂直结构的氮化镓基LED的第二电极的优化图形和第一电极的组合，使得电流分布均匀，电流拥塞改善，电流密度增大。
图1a展示在先的垂直结构的氮化镓基LED。中间媒介层102、氮化镓基外延层103(包括第一类型限制层103a，活化层103b，第二类型限制层103c)、电流扩散层104和图形化的第二电极105依次层叠在生长衬底101上。第一电极106层叠在中间媒介层102中的金属层上。
图1b展示图1a的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极和第一电极。图形化的第二电极包括，打线盘111、腿113和腿114，其中，腿114包括至少一条腿，腿114垂直于腿113，打线盘111、腿113和腿114互相电联接。第一电极112与图形化的第二电极互相电绝缘。
图2展示生产本发明的垂直结构的氮化镓基LED的工艺流程的具体实施实例。
工艺流程201生长衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，蓝宝石，硅晶片，碳化硅，氧化镁，氧化锌等。在生长衬底上外延生长氮化镓基外延层的问题在于晶格常数和热胀系数的不同，引入中间媒介层将晶格常数和热胀系数的不同所造成的缺陷降低到最小。在生长衬底的一面上蚀刻纹理结构，纹理结构使中间媒介层和生长衬底之间的热涨系数的不同所造成的应力局部化并互相抵消一部分，因而，减少缺陷密度，提高外延层的质量。
工艺流程202层叠中间媒介层在生长衬底有纹理结构的一面上。
第一个具体实施实例钛/氮化铝/蓝宝石生长衬底。使用氨气和三甲基铝(trimethylaluminum，TMA)，在1000-1250摄氏度，生长厚度为10-300纳米的有平滑表面的氮化铝。在氮化铝层上层叠钛。在这个实施实例中，中间媒介层具有双层结构，金属钛层叠在氮化铝外延层上。
第二个具体实施实例成份缓变结构钛/氮化铝/硼铝氮(BxAl1-xN)/蓝宝石生长衬底。在蓝宝石生长衬底上生长硼铝氮蓝宝石生长衬底放在金属有机物化学气相淀积炉中，在大气压下，温度为1050-1150摄氏度，使用三甲基铝(TMA)，三乙基硼(TEB)，和氨气，在蓝宝石生长衬底上生长硼铝氮。硼铝氮具有成份缓变结构在该层的不同深度，硼和铝的成份不同，即不同的“x”的值。在与蓝宝石生长衬底接触的硼铝氮层，选择“x”的值，使得硼铝氮层和蓝宝石生长衬底之间的晶格常数的不同最小。然后“x”的值逐步减低直到0，即从硼铝氮(BxAl1-xN)过渡成氮化铝。“x”的值可以连续变化，也可以不连续变化。在氮化铝层上层叠钛。
第三个具体实施实例成份缓变结构导电氮化镓/钛/氮化铝/硼铝氮(BxAl1-xN)/蓝宝石生长衬底。采用上述第二个具体实施实例中的方法，层叠钛/氮化铝/硼铝氮(BxAl1-xN)在蓝宝石生长衬底上。然后，层叠导电氮化镓(例如n-类型导电氮化镓)层在钛上。
在上述的具体实施实例中，钛可以由下述材料替换，这类材料包括，但不限于，金，铪，钪，鋯，钒，铬。
工艺流程203层叠氮化镓基外延层。一个具体实施实例氮化镓基外延层包括，第一类型限制层、活化层和第二类型限制层。利用MOCVD方法，在中间媒介层上依次外延生长第一类型限制层、活化层和第二类型限制层。其中，第一类型限制层可以是n-类型限制层，也可以是p-类型限制层。活化层的结构包括，但不限于，量子阱结构和体(bulk active layer)结构。其中，发光层的材料包括，但不限于，元素氮，硼，铝，镓，砷，磷，铟的二元系，三元系，四元系，和五元系，例如氮化镓，铟镓氮，铝镓氮，铝铟镓氮，铝镓氮磷，铟镓氮磷(InGaNP)和铝铟镓氮磷(AlInGaNP)；其中铟镓氮，铟镓氮磷，和铝铟镓氮磷已经被应用于白光LED。
工艺流程204在氮化镓基外延层上层叠电流扩散层。电流扩散层的材料包括，但不限于，ITO。
工艺流程205在电流扩散层上层叠具有优化图形的第二电极。图4至图8展示第二电极的优化图形的一些具体实施实例。
工艺流程206在预定区域，蚀刻电流扩散层和氮化镓基外延层，直到中间媒介层中的金属层暴露，第一电极将层叠在该暴露的金属层上。在另外预定的区域，蚀刻电流扩散层和氮化镓基外延层，直到活化层303b的侧面暴露，形成光学出光槽，光学出光槽的底部可以是金属层，也可以是第一类型限制层303a，也可以是金属层上面的导电的中间媒介层。蚀刻的方法可以采用标准的蚀刻氮化镓基外延层的方法。
选择第二电极和光学出光槽的数量、图形和位置，使得电流分部均匀，光取出效率提高。图4至图8展示一些具体实施实例工艺流程207在预定区域，层叠第一电极在暴露的中间媒介层中的金属层上。层叠的方法可以采用标准的层叠电极的方法。整个金属层作为第一电极，电流均匀的分布在金属层上。
工艺流程204到工艺流程207的操作可以按照不同的顺序进行，例如，按照如下的顺序进行(1)工艺流程204--工艺流程206--工艺流程207--工艺流程205；(2)工艺流程204--工艺流程206--工艺流程205--工艺流程207；(3)工艺流程204--工艺流程206--工艺流程207/工艺流程205，即，工艺流程207和205合并一次完成。
图3展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的一个具体实施实例的截面图。中间媒介层302(包括金属层)层叠在生长衬底301上，氮化镓基外延层303层叠在中间媒介层302上。氮化镓基外延层303包括，第一类型限制层303a、活化层303b和第二类型限制层303c。电流扩散层304层叠在氮化镓基外延层303上。具有优化图形的第二电极305层叠在电流扩散层304上。第一电极306层叠在中间媒介层302的暴露的金属层上。第一电极306的位置也可以在LED芯片的中心，如图4和图8b所示。光学出光槽307的底部是暴露的金属层，光学出光槽307的底部也可以是第一类型限制层303a。光学出光槽307的底部只要低得使活化层303b的侧面暴露即可。活化层303b的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，元素氮，硼，铝，镓，砷，磷，铟的二元系，三元系，四元系，和五元系，例如氮化镓，铟镓氮，铝镓氮，铝铟镓氮，铟镓氮磷(InGaNP)，铝镓氮磷，和铝铟镓氮磷(AlInGaNP)。
本发明的垂直结构的氮化镓基LED具有如下优点(1)中间媒介层中的金属层302整个作为第一电极，第一电极和第二电极分别层叠在氮化镓基外延层303的两侧，第二电极具有优化的图形，因此具有与传统的垂直结构的LED相同的优点，即，电流分布均匀，电流拥塞改善，电流密度增大，充分利用发光层的材料。(2)选用高反射率的金属，整个中间媒介层中的金属层作为反射层，因此，光取出效率提高。(3)没有剥离生长衬底和晶片键合的工艺过程，因此不存在剥离工艺影响发光层质量的问题。
图4展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第一个具体实施实例的顶视图。氮化镓基LED401具有图形化的第二电极、第一电极406和光学出光槽403。图形化的第二电极包括环402、打线盘407和格404。图中，第一电极406位于中心，但是，第一电极406可以在任何位置。环402的形状不限于矩形，也可以是圆形或其它任何封闭的图形。图4中，格404包括两个格，可以包括多个格。打线盘407至少是一个，图4中有两个打线盘407。环402、打线盘407和格404互相电联接。保护层405把第一电极406与电流扩散层绝缘。
图5a展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第二个具体实施实例的顶视图。两条光学出光槽503把氮化镓基LED的表面分为互相连通的三部分。氮化镓基LED501具有图形化的第二电极、第一电极506和光学出光槽503。图形化的第二电极包括环502、打线盘507和格504。图中，第一电极506位于氮化镓基LED501的一角，但是，第一电极506可以在任何位置。环502的形状不限于矩形，也可以是圆形或其它任何封闭的图形。格504包括至少一个格，也可以包括多于一个格。打线盘507至少是一个，也可以有多于一个打线盘。环502、打线盘507和格504互相电联接。保护层505把第一电极506与电流扩散层绝缘。光学出光槽503有两条。
图5b展示图5a的实施实例的沿AA’的截面图。中间媒介层中的金属层513层叠在氮化镓基外延层512和生长衬底514之间，电流扩散层511层叠在氮化镓基外延层512上，第二电极的环502和格504分别层叠在电流扩散层511上。
图5c展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第三个具体实施实例的顶视图。两条光学出光槽523把氮化镓基LED的表面分为互相连通的三部分。氮化镓基LED521具有图形化的第二电极、第一电极526和光学出光槽523。图形化的第二电极包括叉522、腿524和打线盘527，其中叉522、腿524和打线盘527是电联接的。保护层525把第一电极526与电流扩散层绝缘。第一电极526可以多于一个。图中，腿524具有三个腿，但是，腿524可以具有其他数目的腿。打线盘527可以有多于一个的打线盘。
图6a展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第四个具体实施实例的顶视图。三个光学出光槽603把氮化镓基LED的表面分为互相连通的四部分。氮化镓基LED601具有图形化的第二电极、第一电极606和光学出光槽603。图形化的第二电极包括叉602、腿604和打线盘607，其中叉602、腿604和打线盘607是电联接的。第四个具体实施实例与第三个具体实施实例的不同在于，它有三个光学出光槽603和四个腿604。
图6b展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第五个具体实施实例的顶视图。两个光学出光槽613互相交叉，把氮化镓基LED的表面分为互相连通的四部分。氮化镓基LED611具有图形化的第二电极、第一电极616和光学出光槽613。图形化的第二电极包括环612、腿614和打线盘617，其中，环612、腿614和打线盘617是电联接的。每个部分中至少有一个腿614，每个腿614互不相交。保护层615把第一电极616与电流扩散层绝缘。打线盘617可以多于一个。第一电极616可以多于一个。
图6c展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第六个具体实施实例的顶视图。氮化镓基LED621具有图形化的第二电极、第一电极626和光学出光槽623。两个光学出光槽623互相交叉，把氮化镓基LED的表面分为互相连通的四部分。图形化的第二电极包括环622、腿624和打线盘627，其中，环622、腿624和打线盘627是电联接的。每个部分中至少有一个腿624，多个腿624互相交叉。保护层625把第一电极626与电流扩散层绝缘。打线盘627有两个，第一电极626有两个。
图7a展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第七个具体实施实例的顶视图。氮化镓基LED701具有图形化的第二电极、第一电极706和光学出光槽703。三个光学出光槽703互相交叉，把氮化镓基LED的表面分为互相连通的六部分。每个部分中至少有一个腿704。每个部分中的多个腿704互相交叉。图形化的第二电极包括环702、腿704和打线盘707，其中，环702、腿704和打线盘707是电联接的。保护层705把第一电极706与电流扩散层绝缘。打线盘707有两个。
图7b展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第八个具体实施实例的顶视图。氮化镓基LED711具有图形化的第二电极、第一电极716和光学出光槽713。三个光学出光槽713互相交叉，把氮化镓基LED的表面分为互相连通的六部分。每个部分中至少有一个腿714。每个部分中的多个腿714互相不交叉。图形化的第二电极包括环712、腿714和打线盘717，其中，环712、腿714和打线盘717是电联接的。保护层715把第一电极716与电流扩散层绝缘。打线盘717有两个。
图8a展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第九个具体实施实例的顶视图。氮化镓基LED901具有图形化的第二电极、第一电极806和光学出光槽803。三个光学出光槽803互相交叉，另外三个光学出光槽803互相交叉，把氮化镓基LED的表面分为互相连通的九部分。每个部分中至少有一个腿804。每个部分中的多个腿804互相交叉。图形化的第二电极包括环802、腿804和打线盘807，其中，环802、腿804和打线盘807是电联接的。保护层805把第一电极806与电流扩散层绝缘。打线盘807有两个。第一电极806在一角，但也可以在其它位置。
图8b展示本发明的垂直结构的氮化镓基LED的图形化的第二电极、光学出光槽和第一电极的第十个具体实施实例的顶视图。氮化镓基LED811具有图形化的第二电极、第一电极816和光学出光槽813。三个光学出光槽813互相交叉，另外三个光学出光槽813互相交叉，把氮化镓基LED的表面分为互相连通的九部分。每个部分中至少有一个腿814。每个部分中的多个腿814互相不交叉。图形化的第二电极包括环812、腿814和打线盘817，其中，环812、腿814和打线盘817是电联接的。保护层815把第一电极816与电流扩散层绝缘。打线盘817有两个。第一电极816在中心，但也可以在其它位置。
上面的具体的描述并不限制本发明的范围，而只是提供一些本发明的具体化的例证。因此本发明的涵盖范围应该由权力要求和它们的合法等同物决定，而不是由上述具体化的详细描述和具体实施实例决定。
权利要求
1.一种新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其组成部分包括，但不限于-生长衬底；-中间媒介层；其中，所述的中间媒介层层叠在生长衬底上；其中，所述的中间媒介层包括金属层；-氮化镓基外延层；其中，所述的氮化镓基外延层层叠在所述的中间媒介层上；其中，所述的氮化镓基外延层包括，但不限于，第一类型限制层，活化层，第二类型限制层；-电流扩散层；其中，所述的电流扩散层层叠于所述的氮化镓基外延层上；其中，所述的氮化镓基外延层和电流扩散层的预定部分被蚀刻，所述的金属层的相应部分暴露；-第一电极；其中，所述的第一电极层叠在所述的金属层的暴露的部分上；-第二电极；其中，所述的第二电极层叠在所述的电流扩散层上；-光学出光槽；所述的氮化镓基外延层的另外的预定部分被蚀刻，使的氮化镓基外延层中的活化层的侧面暴露，形成光学出光槽。
2.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的生长衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于蓝宝石，硅晶片，碳化硅，氧化镁，氧化锌。
3.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的生长衬底的表面具有纹理结构。
4.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的中间媒介层的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，但不限于，单层结构和多层结构；所述的中间媒介层的每一层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于(A)外延层，所述的外延层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，元素氮，磷，硼，硅，碳，铝，镓的二元系、三元系和四元系，例如氮化铝、氮化镓、磷化硼、6H-碳化硅、3C-碳化硅、硼铝氮、硼镓氮、铝镓氮，及它们的组合；(B)金属层，所述的金属层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，钛，铪，钪，鋯，钒，铬，金，钨；(C)上述材料(A)和(B)的组合。
5.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的活化层的结构是从一组结构中选出，该组结构包括，但不限于，体、量子阱、量子点、量子线结构；其中，所述的量子阱结构包括单量子阱结构和多量子阱结构；其中，所述的活化层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，元素氮，铝，镓，磷，铟的二元系，三元系，四元系，和五元系，例如氮化镓、铟镓氮、铝镓氮、铝铟镓氮、铝镓氮磷、镓氮磷(GaNP)、铟镓氮磷(InGaNP)和铝铟镓氮磷(AlInGaNP)。
6.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的第二电极具有优化图形。
7.权利要求6的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的图形化的第二电极包括，但不限于，打线盘，环，格，腿，叉。
8.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的光学出光槽包括至少一条槽；其中，所述的光学出光槽的槽的数量和位置与所述的第二电极的图形相配合，使得电流分布均匀和出光效率提高。
9.权利要求1的新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管，其特征在于，其中，所述的光学出光槽的底部在所述的中间媒介层中的金属层上。
10.一种生产新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的方法，其特征在于，所述的生产方法包括，但不限于，下述工艺步骤-提供一个生长衬底；-层叠中间媒介层于所述的生长衬底上；-层叠氮化镓基外延层于所述的中间媒介层上；-层叠电流扩散层于所述的氮化镓基外延层上；-层叠第二电极于所述的电流扩散层上；-蚀刻所述的氮化镓基外延层的预定部分，直到所述的金属层暴露；-层叠第一电极于所述的金属层的暴露部分上；-蚀刻所述的氮化镓基外延层和电流扩散层的另外的预定部分，直到所述的氮化镓基外延层的活化层的侧面暴露，形成光学出光槽。
全文摘要
新型垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的结构如下，中间媒介层层叠在生长衬底上，该中间媒介层包括金属层，氮化镓基外延层(包括活化层)层叠在中间媒介层上，电流扩散层层叠在氮化镓基外延层上，具有优化图形的第二电极层叠在电流扩散层上，在预定区域蚀刻氮化镓基外延层直到金属层暴露，第一电极层叠在暴露的金属层上，在另外的预定区域蚀刻氮化镓基外延层直到活化层的侧面暴露，形成光学出光槽。因此，新型垂直结构的氮化镓基LED不但具有垂直结构的氮化镓基半导体发光二极管的优点，例如，电流分布均匀，电流拥塞改善，电流密度增大，电阻降低，电压降低，而且产生较少热量，光取出效率提高，不需要剥离生长衬底及晶片键合等工艺步骤。
文档编号H01L33/00GK1870311SQ200610089338
公开日2006年11月29日 申请日期2006年6月21日 优先权日2006年6月21日
发明者彭晖, 彭一芳 申请人:金芃, 彭晖