一种低成本发光二极管的制作方法
【专利摘要】一种低成本发光二极管，涉及发光二极管的生产技术领域，在基板一侧设置下电极，在基板另一侧依次设置DBR层、N限制层、有源层、P限制层、电流扩展层、P型欧姆接触层和上电极，其中P型欧姆接触层为掺杂Mg或C的InxGa(1?x)As或GaP材料层；所述上电极为2～3层金属层，连接在P型欧姆接触层上的金属层为金属镍层。本实用新型不仅达到了上电极与P型欧姆接触层的良好欧姆接触，而且无须采用金属Au，利于大大降低材料成本，利于推广使用。
【专利说明】
一种低成本发光二极管
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及半导体元器件一一发光二极管的生产技术领域。【背景技术】
[0002]发光二极管(Light Emitting D1de，简称LED)属半导体元器件之一，由于LED具有寿命长、功耗小、体积小、坚固耐用、多色显示、响应时间快、冷光发射、工作温度稳定性好、电压低和有利于环保，已经广泛应用于建筑物外观照明、景观照明、标识与指示性照明、 室内空间展示照明、娱乐场所及舞台照明和视频屏幕，随着显示屏采用LED当背光源后，LED 将打开了新的应用领域。
[0003]传统四元系AlGalnP LED中，上电极通常有五至七层金属层制成，其中与P型欧姆接触层连接的金属层采用金(Au)，在其它的金属层中也还需要采用金(Au)或金铍(AuBe)， 因此，大大增加了 LED的制造成本，降低了 LED商业化进程和竞争力。【实用新型内容】
[0004]鉴于上述传统LED的缺点，本实用新型提出一种用金属镍做欧姆接触的发光二极管。
[0005]本实用新型包括在基板一侧设置下电极，在基板另一侧依次设置DBR层、N限制层、 有源层、P限制层、电流扩展层、P型欧姆接触层和上电极，其特征在于:所述P型欧姆接触层为掺杂Mg或C的InxGa(1-x)As或GaP材料层;所述上电极为2?3层金属层，连接在P型欧姆接触层上的金属层为金属镍层。
[0006]采用该结构以后，用金属镍取代了传统结构中的AuBe，成本得到了显著的降低，而且通过该设计，外延欧姆接触层的势皇比传统结构的势皇低了一个数量级，可以与镍金属形成欧姆接触。可以不需要Be原子的扩散，达到了上电极与P型欧姆接触层的良好欧姆接触。
[0007]当然，还可根据客户对产品的外观需要，在上电极表面设置Au装饰层。以提高产品的感观性。【附图说明】
[00〇8]图1为本实用新型广品的一种结构不意图。[00〇9]图2为本实用新型广品的另一种结构不意图。【具体实施方式】
[0010]实施例一:
[0011]1、生产工艺:
[0012]如图1所示，在材料为GaAs的生长基板108上通过有机金属气相外延法在基板108 同一侧依序生长DBR层107(选用的材料为:GaAs/AlGaAs);N限制层106(选用的材料为:(AlxGa91—x))Q.5InQ.5P，其中，x为0至1，并以Si或Te进行掺杂，掺杂浓度为lel7?lel9);有源层1〇5(选用的材料为:AlxGa(1-x)InP);P限制层104(选用的材料为:AlInP);电流扩展层103 (选用的材料为:GaP或(AlxGa(1—x))Q.5InQ.5P);欧姆接触层202(选用的材料为:InxGa(1—x)As， 其中以Mg或C进行掺杂，掺杂浓度为:lel9?le21)，形成完整的发光二极管外延结构。[〇〇13]芯片工艺制作:选用215和511溶液清洗，涂覆光刻胶，光刻尺寸为60至100微米，曝光5?15s，120°C烘烤30min，显影lmin后吹干。利用电子束蒸发的方式在欧姆接触层202表面蒸镀电极层。[〇〇14]电极层中的欧姆接触金属选用Ni，采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P 型欧姆接触外延层的表面，再在300?550°C的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面依次制作Ti层和A1层。用蓝膜粘掉金属层，再浸入去胶液，去除多余的光刻胶，上电极201制作完成。[〇〇15]焊线电极选用金属Au或A1，阻挡层选用金属Ti。[〇〇16]经研磨，将GaAs的生长基板108减薄至160?190微米内，选用215溶液清洗后，利用热蒸发的方式，在GaAs的生长基板108表面蒸镀下电极109，金属选用AuGe，厚度500至2000埃。
[0017]2、产品结构:[〇〇18]如图1所示，在基板108—侧设置下电极109,在基板108另一侧依次设置DBR层107、N限制层106、有源层105、P限制层104、电流扩展层103、P型欧姆接触层202和上电极201。在上电极201中，金属镍层201-1连接在P型欧姆接触层202上，在金属镍层201上依次设有Ti层 201-2和A1层201-3。
[0019]实施例二:
[0020]如图2所示，在材料为GaAs的生长基板108上通过有机金属气相外延法在基板108 同一侧依序生长DBR层107(选用的材料为:GaAs/AlGaAs);N限制层106(选用的材料为: (AlxGa91—x))Q.5InQ.5P，其中，x为0至1，并以Si或Te进行掺杂，掺杂浓度为lel7?lel9);有源层1〇5(选用的材料为:AlxGa(1-x)InP);P限制层104(选用的材料为:AlInP);电流扩展层103 (选用的材料为:GaP或(AlxGa(1—x))Q.5InQ.5P);欧姆接触层202(选用的材料为:GaP，其中以Mg 或C进行掺杂，掺杂浓度为:lel9?le21)，形成完整的发光二极管外延结构。
[0021]芯片工艺制作:选用215和511溶液清洗，涂覆光刻胶，光刻尺寸为60至100微米，曝光5?15s，120°C烘烤30min，显影lmin后吹干。利用电子束蒸发的方式在欧姆接触层202表面蒸镀电极层。
[0022]电极层中的欧姆接触金属选用Ni，采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P 型欧姆接触外延层的表面，再在400?500°C的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面依次制作A1层和Cr层(或Ni层)。用蓝膜粘掉金属层，再浸入去胶液，去除多余的光刻胶，上电极201制作完成。还可在上电极201外蒸镀Au装饰层。[〇〇23]焊线电极选用金属Au或A1，阻挡层选用金属Ti。[〇〇24]经研磨，将GaAs的生长基板108减薄至160?190微米内，选用215溶液清洗后，利用热蒸发的方式，在GaAs的生长基板108表面蒸镀下电极109，金属选用AuGe，厚度500至2000埃。[〇〇25]2、产品结构:
[0026] 如图1所示，在基板108—侧设置下电极109,在基板108另一侧依次设置DBR层107、 N限制层106、有源层105、P限制层104、电流扩展层103、P型欧姆接触层202和上电极201。在上电极201中，金属镍层201-1连接在P型欧姆接触层202上，在金属镍层201上依次设有A1层 201-2和Cr层(或Ni层)201-3，以及Au装饰层201-4。
【主权项】
1.一种低成本发光二极管，包括在基板一侧设置下电极，在基板另一侧依次设置DBR 层、N限制层、有源层、P限制层、电流扩展层、P型欧姆接触层和上电极，其特征在于:所述P型 欧姆接触层为InxGa(1-x:iAs或GaP材料层，所述上电极为2?3层金属层，连接在P型欧姆接触 层上的金属层为金属镍层。2.根据权利要求1所述低成本发光二极管，其特征在于:在上电极表面设置Au装饰层。
【文档编号】H01L33/36GK205723601SQ201620481433
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】杨凯, 徐洲, 何胜, 李波, 李俊承, 李洪雨, 赵宇, 张双翔, 张永
【申请人】扬州乾照光电有限公司