一種具有電流阻擋層的發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】一種具有電流阻擋層的發(fā)光二極管，涉及發(fā)光二極管的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。通過外延生長，于外延結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置一層非歐姆接觸的氮化鋁外延層充當(dāng)電流阻擋層，改變P型電極底下的電流垂直走向，增加ITO的電流擴展效果，降低了工作電壓，有效提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率。采用氮化鋁直接形成外延結(jié)構(gòu)之上充當(dāng)電流阻擋層，替代傳統(tǒng)的后期芯片工藝形成氮化硅、二氧化硅等非導(dǎo)電的材料充當(dāng)電流阻擋層，減少了芯片制作工序及成本。采用氮化鋁與外延發(fā)光結(jié)構(gòu)一體成型的外延結(jié)構(gòu)，P型電極形成于氮化鋁外延材料之上，有效地解決了P型電極形成于二氧化硅等電流阻擋層材料之上容易導(dǎo)致電極打線開裂的問題。
【專利說明】
一種具有電流阻擋層的發(fā)光二極管
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實用新型涉及發(fā)光二極管的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]增強發(fā)光二極管的電流擴展效果作為提高LED外量子效率的一個重要途徑及方向。
[0003]目前傳統(tǒng)的辦法是通過芯片制作方法，在P型電極下面設(shè)置一層非歐姆接觸層充當(dāng)電流阻擋層(Current Blocking Layer)。然而采用傳統(tǒng)的制作方法會造成P電極可靠性變差，后期封裝過程易出現(xiàn)電極打線開裂。另外，傳統(tǒng)的后期芯片工藝形成氮化硅、二氧化硅等非導(dǎo)電的材料充當(dāng)電流阻擋層，還增加了芯片制作工序及成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型目的是為達到有效增強發(fā)光二極管P型電流擴展效果，且不會降低電極可靠性，提出一種具有電流阻擋層的發(fā)光二極管。
[0005]本實用新型在襯底同一側(cè)依次設(shè)置緩沖層、非故意摻雜層、第一型導(dǎo)電層、有源層、第二型導(dǎo)電層、歐姆接觸層，其特征在于在歐姆接觸層上設(shè)置氮化鋁電流阻擋層和ITO導(dǎo)電層;在第一型導(dǎo)電層上設(shè)置第一電極;在氮化鋁電流阻擋層上設(shè)置第二電極，且第二電極與ITO導(dǎo)電層局部接觸。
[0006]本實用新型通過外延生長，于外延結(jié)構(gòu)頂部設(shè)置一層非歐姆接觸的氮化鋁外延層充當(dāng)電流阻擋層，改變P型電極底下的電流垂直走向，增加ITO的電流擴展效果，降低了工作電壓，有效提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率。采用氮化鋁直接形成外延結(jié)構(gòu)之上充當(dāng)電流阻擋層，替代傳統(tǒng)的后期芯片工藝形成氮化硅、二氧化硅等非導(dǎo)電的材料充當(dāng)電流阻擋層，減少了芯片制作工序及成本。采用氮化鋁與外延發(fā)光結(jié)構(gòu)一體成型的外延結(jié)構(gòu)，P型電極形成于氮化鋁外延材料之上，有效地解決了 P型電極形成于二氧化硅等電流阻擋層材料之上容易導(dǎo)致電極打線開裂的問題。
[0007]進一步地，本實用新型所述氮化鋁電流阻擋層的厚度范圍為2?20nm。電流阻擋層厚度越薄，其晶體質(zhì)量變差越小，不會引起電極表面粗糙而影響封裝打線的電極識別;但電流阻擋層厚度太薄，會影響其電流阻擋的效果。
[0008]所述氮化鋁電流阻擋層與第二電極面積接觸的面積為第二電極面積的4/5?1/2。由于P型電極采用局部接觸ITO導(dǎo)電層，起到與ITO導(dǎo)電層形成良好接觸效果。所以氮化鋁電流阻擋層的面積不宜過大，太大會造成電極與ITO導(dǎo)電層的接觸面積過小，串聯(lián)電阻升高；且氮化鋁電流阻擋層的面積也不宜過小，過小會造成電流阻擋效果變差，無法有效提高電流擴展效果。
[0009]本實用新型的有益效果和優(yōu)點是:
[0010]1、采用PVD生長A1N，沉積溫度較低，不會對外延層的有源區(qū)有不利影響；而采用直接在MOCVD上生長AlN需要高溫(藍光專利采用1000度沉積)，會對有源區(qū)產(chǎn)生不利影響。
[0011]2、采用S12掩模及去除，能有效且干凈地去除GaN表面的S12,避免GaN表面的S12殘留而導(dǎo)致蒸鍍ITO后影響歐姆接觸及ITO的牢固性;而藍光專利采用先外延生長A1N，再用S12掩膜去除其它區(qū)域AlN材料，AlN材料不易被腐蝕去除，所以會導(dǎo)致去除不干凈而影響歐姆接觸及ITO的牢固性。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0013]—、具有電流阻擋層的發(fā)光二極管的制作方法步驟:
[0014]1、在藍寶石襯底同一側(cè)依次設(shè)置緩沖層、非故意摻雜層、第一型導(dǎo)電層、有源層、第二型導(dǎo)電層、歐姆接觸層。
[00?5]具體為:緩沖層采用GaN材料，厚度為30nm。非故意摻雜層由無摻雜的GaN材料構(gòu)成，厚度為2um。構(gòu)成第一型導(dǎo)電層材料為GaN，厚度為2um，且第一型摻雜為Si雜質(zhì)。有源層采用GaN與GaInN交替生長，采用10組循環(huán)結(jié)構(gòu)，GaN與GaInN厚度分別為3.5nm與12nm。第二導(dǎo)電層、歐姆接觸層為GaN材料構(gòu)成，厚度分別為10nm和6nm。
[0016]2、在歐姆接觸層上設(shè)置S12或SiN等介電材料保護層，保護層的厚度為500nm。
[0017]3、通過掩膜、光刻在保護層上形成與第二電極的面積同等大小的電流阻擋層制作區(qū)域。通過BOE腐蝕溶液去除電流阻擋層制作區(qū)域的Si02，裸露出電流阻擋層制作區(qū)域的歐姆接觸層。
[0018]4、采用PVD，在500°C的條件下，于歐姆接觸層和保護層上沉積氮化鋁;沉積厚度為20nmo
[0019]5、采用腐蝕溶液去除電流阻擋層區(qū)域以外的S12或SiN保護層，同時帶走保護層上覆蓋的氮化鋁材料。最終只剩余電流阻擋層制作區(qū)域的氮化鋁，構(gòu)成電流阻擋層。
[0020]6、采用掩膜、光刻，在歐姆接觸層表面形成第一電極制作區(qū)域。采用ICP在第一電極制作區(qū)域蝕刻，蝕刻深度至第一導(dǎo)電層，形成第一電極制作區(qū)域。
[0021]7、在歐姆接觸層表面蒸鍍220nm厚的氧化銦錫，且與歐姆接觸層相鄰的10%面積的電流阻擋層上也覆蓋氧化銦錫，構(gòu)成ITO透明導(dǎo)電層。
[0022]目的是局部的ITO透明導(dǎo)電層要和第二電極形成有效連接，才能把電極的電有效擴展到ITO透明導(dǎo)電層上。本實用新型不做成之間在AlN電流阻擋層上蒸鍍ΙΤ0，然后在上面再蒸鍍電極，這種做法會導(dǎo)致電極做在ITO上，電極打線會存在打裂ITO的風(fēng)險，所以電極直接做在AlN電流阻擋層上，因為AlN材料和外延材料是同種材料體系，所以無論是電流阻擋層還是電極，穩(wěn)定性都會很好。
[0023]8、采用掩膜、光刻，在電流阻擋層上面的導(dǎo)電透明層表面形成第二電極制作區(qū)域。
[0024]9、在第一電極、第二電極制作區(qū)域蒸鍍金屬，形成第一電極和第二電極。
[0025]10、在第一電極和透明導(dǎo)電層、歐姆接觸層、第二型導(dǎo)電層、有源層和部分第一型導(dǎo)電層之間制作電極隔離層；
[0026]11、裂片，分離成獨立的芯粒，形成獨立的發(fā)光二極管。
[0027]二、制成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu):
[0028]如圖1所示，在襯底I同一側(cè)依次設(shè)置緩沖層2、非故意摻雜層3、第一型導(dǎo)電層4、有源層5、第二型導(dǎo)電層6、歐姆接觸層7，在歐姆接觸層7上設(shè)置氮化鋁電流阻擋層8和ITO導(dǎo)電層9;在第一型導(dǎo)電層4上設(shè)置第一電極10;在氮化鋁電流阻擋層8上設(shè)置第二電極11，且第二電極11與ITO導(dǎo)電層9局部接觸。
[0029]氮化鋁電流阻擋層8與第二電極11面積接觸的面積為第二電極11面積的4/5?I/2。
[0030]圖1中12為設(shè)置的電極隔離層。
【主權(quán)項】
1.一種具有電流阻擋層的發(fā)光二極管，在襯底同一側(cè)依次設(shè)置緩沖層、非故意摻雜層、第一型導(dǎo)電層、有源層、第二型導(dǎo)電層、歐姆接觸層，其特征在于在歐姆接觸層上設(shè)置氮化鋁電流阻擋層和ITO導(dǎo)電層;在第一型導(dǎo)電層上設(shè)置第一電極;在氮化鋁電流阻擋層上設(shè)置第二電極，且第二電極與ITO導(dǎo)電層局部接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有電流阻擋層的發(fā)光二極管，其特征在于所述氮化鋁電流阻擋層的厚度為2?20nmo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有電流阻擋層的發(fā)光二極管，其特征在于所述氮化鋁電流阻擋層與第二電極面積接觸的面積為第二電極面積的4/5?1/2。
【文檔編號】H01L33/14GK205542858SQ201620057121
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月21日
【發(fā)明人】汪洋, 林志偉, 陳凱軒, 張永, 姜偉, 劉嘯
【申請人】廈門乾照光電股份有限公司