益效果:
[0043]为了克服现有技术增强电流扩展采取的各种技术措施所带来的缺陷，本发明采用全新的方法来实现改善发光二极管电流扩展，通过对ITO层进行选择性区域上的方阻提高或降低，起到引导电流扩展的路径作用，并没有产生不导电的空洞，所以既能起到增强电流扩展的均匀性，同时可以避免芯片电压高的情况发生；另一方面，本发明没有增设电流阻挡层，仅靠电流扩展层ITO进行区域性处理就能改善发光二极管的电流扩展均匀性，从而提高发光效率。本发明方法简化了工艺流程、降低了生产成本，特别适合大规模化生产。
【附图说明】
[0044]图1是完成步骤2的ITO薄膜II的芯片结构的侧视示意图；
[0045]图2是完成步骤3低方阻ITO区域I的的芯片结构的侧视示意图；
[0046]图3是完成步骤3高方阻ITO区域III的芯片结构的侧视示意图；
[0047]图4是完成步骤4的芯片结构的侧视示意图；
[0048]图5是完成步骤4的芯片结构的俯视示意图。
[0049]图1至图5中，10为衬底，20为外延层，40为ITO导电薄膜，30为低方阻ITO区域
1,40为中方阻ITO区域11，50为高方阻ITO区域111，60为金属电极，70为钝化层。31、长主枝杈，32、短主枝杈，33、分枝杈。
【具体实施方式】
[0050]下面结合说明书附图和实施例对本发明做详细的说明，但不限于此。
[0051]实施例制备过程中各步骤完成后芯片结构的示意图如图1、2、3、4、5所示。
[0052]实施例1、一种利用ITO区域性方阻变化改善发光二极管电流扩展的方法，所述的发光二极管结构包括生长在衬底10上的外延片,位于外延片之上的ITO薄膜40,金属电极60和钝化层70。其中，将ITO薄膜制作成方阻不同的三个区域性，低方阻ITO区域1、中方阻ITO区域II和高方阻ITO区域III，低方阻ITO区域I的方阻为5?10欧姆/方；中方阻ITO区域II的方阻为10?15欧姆/方；高方阻ITO区域III的方阻为50?70欧姆/方。所述高方阻ITO区域III位于金属电极下方，面积小于金属电极图案，比金属电极边缘向内缩小5-8微米；所述低方阻ITO区域I通过掩膜图案形成，以金属电极为中心延伸到边缘，呈枝杈形状，引导电流沿着方阻较小的枝杈由电极中心往边缘扩散。其余为中方阻ITO区域II。该方法用于氮化镓基蓝光LED或铝镓铟磷四元红光LED的生产。
[0053]实施例2、一种改善电流扩展的发光二极管及其制作方法
[0054]步骤1:制备LED外延片
[0055]外延片包括氮化镓基蓝光LED或铝镓铟磷四元红光LED外延片；外延片主要结构包括衬底10、外延层20。其中所述衬底选自蓝宝石、砷化镓、硅或碳化硅；所述的外延层包括缓冲层、N型层、多量子阱、P型层；
[0056]步骤2:在外延片表面生长ITO薄膜
[0057]在外延层上制备ITO薄膜，见图1，制备方法包括采用二次电子束蒸镀、等离子辅助电子束蒸镀或磁控溅射等；优选的，电子束蒸镀ITO薄膜30，蒸镀速率为I至1.5埃/秒，蒸镀温度为200至300摄氏度，ITO薄膜厚度为3500埃至5000埃，方阻为5至10欧姆/方，退火后光透过率为75%至85% ；
[0058]步骤3:在ITO薄膜上制作形成低方阻ITO区域130、中方阻ITO区域1140和高方阻ITO区域III50
[0059]在ITO薄膜上制备掩膜，湿法腐蚀或ICP刻蚀将无掩膜覆盖区域ITO减薄形成40层(ΙΤ0区域II)，然后去胶，见图2。其中掩膜的图案是从电极中心延伸到整个P型层边缘的枝杈形状，由若干长方条形构成，以电极为中心对称地向边缘呈放射状设置，主枝杈一端与电极接触，分枝杈一端连通主支杈，另一端延伸到P型层边缘，以使电流沿着枝杈由电极中心往边缘扩散；例如:2个长主枝杈31和2个短主枝杈32 —端与电极接触，2个分枝杈33 一端连通长主支杈，如图5所示。枝杈形状上ITO厚度要比无掩膜区域厚0.5至I倍，形成低方阻ITO区域I，这样做的目的是将电流能沿着方阻较小的枝杈由电极中心往边缘走，提高边缘的发光亮度。
[0060]优选的，在ITO薄膜30上进行甩胶、曝光、显影、坚膜，然后用盐酸、三氯化铁配制的腐蚀液或ICP刻蚀方法将无掩膜覆盖区域的ITO减薄并粗化到2500埃至3000埃形成40层，减薄区域40的ITO方阻为10至15欧姆/方，高于掩膜图案的30层处ITO方阻，形成中方阻ITO区域，该40层在455纳米波长处的透过率为90%以上；
[0061]制备方阻高ITO区域II1:
[0062]在上述形成的中方阻ITO区域中心P电极的位置，制作掩膜图案，湿法腐蚀或是氧气退火形成高方阻层ITO区域III。选择S12作掩膜，方法包括生长S12薄膜、甩胶，曝光，显影，湿法腐蚀或是氧气退火，去胶。其中，所述掩膜图案，比P电极图案内缩5至8微米，见图5。如采用湿法腐蚀，将P电极下方内缩5至8微米区域的ITO减薄或直接去除；如果采用氧气退火，则对该区域内的ITO进行氧气退火形成高方阻层50(高方阻ITO区域III)。这样做的目的是减少电极下电流在量子阱的无效发光，引导电流往电极以外的区域扩散；
[0063]步骤4:在ITO薄膜的高方阻ITO区域III上制作金属电极，然后在ITO薄膜上制作钝化层，覆盖全部ITO的的三个区域，完成LED芯片的制作。
[0064]本步骤中电极材料可以为金、铝、钛、钼或铬，采用真空电子束方法进行镀膜；钝化层为Si02、SiN或S1N，采用PECVD方法进行镀膜。
[0065]采用这种利用ITO区域性方阻变化的芯片比ITO薄膜均一方阻的芯片，光通量提闻3%以上。
【主权项】
1.一种利用ITO区域性方阻变化改善发光二极管电流扩展的方法，所述的发光二极管结构包括生长在衬底上的外延片，位于外延片之上的ITO薄膜，金属电极和钝化层，其特征在于将ITO薄膜制作成方阻不同的三个区域性，低方阻ITO区域1、中方阻ITO区域II和高方阻ITO区域III，方阻大小为:低方阻ITO区域KITO薄膜层IK高方阻ITO区域III ；所述高方阻ITO区域III位于金属电极下方，所述低方阻ITO区域I通过掩膜图案形成，以金属电极为中心延伸到边缘，呈枝杈形状，其余为中方阻ITO区域II。
2.一种利用ITO区域性方阻变化改善电流扩展的发光二极管，该发光二极管的结构包括生长在衬底上的外延片，位于外延片之上的ITO薄膜，金属电极和钝化层；其特征在于，ITO薄膜上有低方阻ITO区域1、中方阻ITO区域II和高方阻ITO区域III，方阻大小为:低方阻ITO区域K中方阻ITO区域IK高方阻ITO区域III ； 所述高方阻ITO区域III位于金属电极下方，所述低方阻ITO区域I通过掩膜图案形成，以金属电极为中心延伸到边缘，呈枝杈形状。
3.如权利要求2所述的改善电流扩展的发光二极管，其特征在于，所述低方阻ITO区域I的方阻为5?10欧姆/方；所述中方阻ITO区域II的方阻为10?15欧姆/方；所述高方阻ITO区域III的方阻为50?70欧姆/方。
4.一种权利要求2或3所述改善电流扩展的发光二极管的制作方法，包括如下步骤: 步骤1:生长LED外延片， 步骤2:在外延片表面生长ITO薄膜； 步骤3:在ITO薄膜上制作低方阻ITO区域1、高方阻ITO区域III ;其余区域为中方阻ITO区域II ； 步骤4:在ITO上制作金属电极、钝化层，金属电极位于高方阻ITO区域III的上方，完成LED芯片的制作。
5.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于步骤3中:在ITO薄膜上制作低方阻ITO区域I的方法，采用在ITO薄膜上制备枝杈形状的掩膜图案，将无掩膜区域通过腐蚀或刻蚀减薄，形成ITO区域II，去除掩膜后的区域为低方阻ITO区域I。
6.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于步骤3中:在ITO薄膜上制作低方阻ITO区域I的方法，还可采用在ITO薄膜设定的枝杈形状图形区域上通过二次电子束蒸镀或磁控溅射加厚ITO薄膜，形成低方阻ITO区域I。
7.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于步骤3中:在ITO薄膜上制作高方阻ITO区域III的方法是，在ITO薄膜层上，设定面积小于金属电极的区域III，对于该区域之外的部分制作掩膜，对于区域III采用氧化退火法增大方阻形成高方阻ITO区域III或者通过腐蚀或刻蚀减薄区域III形成高方阻ITO区域III。
8.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于所述外延片包括氮化镓基蓝光LED外延片、铝镓铟磷四元红光LED外延片；外延片的结构依次为衬底、缓冲层、N型层、多量子阱、P型层。
9.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于所述电极层材料为金、铝、钛、钼、铬之一，或这些材料的组合。
10.如权利要求4所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述钝化层为Si02、SiN或 S1N。
【专利摘要】本发明涉及利用ITO区域性方阻变化改善电流扩展的发光二极管及制作方法。该发光二极管的结构包括生长在衬底上的外延片，位于外延片之上的ITO薄膜，金属电极和钝化层；ITO薄膜上有方阻高低不同的三个ITO区域，高方阻ITO区域III位于金属电极下方，低方阻ITO区域I通过掩膜图案形成，以金属电极为中心延伸到边缘，呈枝杈形状。本发明还提供所述发光二极管的制作方法。本发明通过对ITO层进行选择性区域上的方阻提高或降低，起到引导电流扩展的路径作用，不增设电流阻挡层，仅靠电流扩展层ITO进行区域性处理就能改善发光二极管的电流扩展均匀性，提高发光效率，同时避免芯片电压高的情况发生。
【IPC分类】H01L33-14, H01L33-00
【公开号】CN104617198
【申请号】CN201310542924
【发明人】王德晓, 刘存志, 夏伟, 王成新, 任忠祥
【申请人】山东浪潮华光光电子股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2013年11月5日