一种具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管及其制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种发光二极管，属于半导体制造技术领域。
【背景技术】
[0002] 发光二极管（LED)是一种将电能转化为光能的固体发光器件，具有可靠性高、功 耗低、抗冲击、寿命长、使用环境温度广等一系列优点，是信息显示的重要手段，可广泛应用 于显示领域，如汽车信号灯、交通指示灯、大屏幕显示、背光源等领域，并可以取代白炽灯、 日光灯作为高效、节能、长寿命的照明光源。GaN基发光二极管透明导电层的材料已经由 Ni/Au被n〇(Indium TinOxide)取代。但ITO材料虽然导电性能和透射性能都非常优良， 但是由于Π 0材料本身的特性原因，使它在长时间通过电流的情况下容易造成与GaN表层 接触特性变的很差，使器件电学特性变坏，并引起芯片正向电压升高，亮度衰减等情况。针 对这种情况，本发明是将覆盖于发光平台表面的ITO透明导电层制作为相互独立的膜块， 不同的ITO膜块之间由Ni/Au薄层连接导通。使得既发挥了 ITO高透光性，又改善了芯片 在长时间工作时电性变差的问题。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种多膜块透明导电层的发光二极管及其制作方法。通过 制备多膜块的透明导电层，可以降低大尺寸芯片整体ITO导电层的应力，改善芯片在长时 间电流作用下ITO材料与GaN接触特性变差的情况。
[0004] 本发明的重点在于，传统的ITO透明电极制作工艺中，发光平台表面的ITO透明电 极是连接在一起的一个整体，而本发明中，发光平台表面的ITO透明导电层是各自独立的 膜块，它们之间由Ni/Au导电材料连接起来。
[0005] -种GaN基发光二极管的制作方法包括：
[0006] (1)用MOCVD外延生长GaN基发光二极管外延层。
[0007] (2)清洗外延片。
[0008] (3)在外延片上光刻形成发光二极管图形，采用干法刻蚀（如ICP，IRE)的方法进 行刻蚀，形成P型GaN发光平台和N型GaN的独立结构。刻蚀深度可以是0. 8-1. 5 μ m。
[0009] (4)使用溅射、电子束蒸镀方法在发光平台表面镀Π 0透明导电膜。再采用光刻、 化学腐蚀等方法，将ITO导电膜制作成为分立的导电膜块。
[0010] (5)采用电子束蒸镀等方法将Ni/Au导电介质蒸镀到ITO膜表面，再采用光刻、腐 蚀方法形成定区域的连接ITO分立的导电膜块的薄膜。
[0011] (6)对透明导电膜进行退火。
[0012] (7)制作P、N金属打线电极。
[0013] (8)采用研磨、切割方法形成独立的发光二极管芯片。
[0014] 步骤（6)所述的方法，透明导电层的退火是在250~KXXTC温度下进行的，退火时 可以是含氧环境、氮气环境。
[0015] 步骤（7)所述的P、N金属打线电极制备包括两种：在P型GaN上生长的是P型欧 姆接触电极；在N型GaN上生长的是N型欧姆接触电极。电极生成方法通常采用电子束蒸 发或者溅射方法，也可以采用热蒸发方法。厚度可以是50~5000人。欧姆接触电极的组分可 以是一种或者多种金属或者化合物。
【附图说明】
[0016] 图1、芯片俯视ZK意图；图2、芯片侧视ZK意图；
[0017] 其中，201 :发光平台；202 :ITO膜块；203 :Ni/Au薄层；204 :P打线电极；205 :N打 线电极；206 :衬底。
【具体实施方式】
[0018] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0019] 实施例1 :
[0020] 在外延片上采用光刻、干法刻蚀（如ICP或RIE)等方法，将发光平台以外的区域 的表层铝镓铟氮材料腐蚀掉。再采用光刻、电子束蒸发、腐蚀等方法，制作ITO导电膜块和 Ni/Au导电介质薄层。在250°C~KXXTC的温度下进行退火处理，退火过程可以是氮气环境 或者是含氧环境。采用光刻、湿法腐蚀、剥离，电子束蒸发、溅射或热蒸发方法等方法制作二 极管的P打线电极和N打线电极，并进行适当退火，以形成良好欧姆接触。然后将制作好电 极的样品从背面用研磨的方法将其进行减薄到70-150微米，并对减薄后的衬底进行抛光， 以保证平整度。然后在切割道中央的背面用激光或钻石刀划片，采用裂片机在外延层一侧 正面劈裂，形成独立的二极管发光芯片。
[0021] 实施例2:
[0022] 采用电子束蒸发、光刻、腐蚀等方法，制作ITO导电膜块和Ni/Au导电薄层。在 250°C~KXXTC的温度下进行退火处理，退火过程可以是氮气环境或者是含氧环境。在外延 片上采用光刻、干法刻蚀（如ICP或RIE)等方法，将发光平台以外的区域的表层铝镓铟氮 材料腐蚀掉。采用光刻、湿法腐蚀、剥离，电子束蒸发、溅射或热蒸发方法等方法制作二极管 的P打线电极和N打线电极，并进行适当退火，以形成良好欧姆接触。然后将制作好电极的 样品从背面用研磨的方法将其进行减薄到70-150微米，并对减薄后的衬底进行抛光，以保 证平整度。然后在发光平台之间切割道中央的背面用激光或钻石刀划片，采用裂片机在外 延层一侧正面劈裂，形成独立的发光二极管芯片。
【主权项】
1. 一种具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，包括蓝宝石衬底、GaN外延层、透 明导电层、P、N电极（打线盘），其特征在于，所述的透明导电层是由导电介质连接的多个分 立的透明膜块构成。2. 如权利要求1所述的具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，其特征在于所述 GaN外延层的厚度是3-6um。3. 根据权利要求书1所述的具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，其特征在于 透明导电层的材料可以是n〇(IndiumTinOxide)，其厚度是800-2500A。4. 根据权利要求书1所述的具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，其特征在于 连接透明导电膜块的导电介质为NiAu、ZnO。5. 根据权利要求书1所述的具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，其特征在于 分立的IT0透明导电膜块位于P型GaN层之上，各膜块由导电介质NiAu连接。6. 根据权利要求1所述的具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，其特征在于所 述透明导电膜块之间的距离是6-20um。7. 根据权利要求1所述的具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管，其特征在于所 述P型电极材料可以是CrAu、TiPtAu、TiAl。8. 根据权利要求1所述的GaN基发光二极管，N型电极材料可以是CrAu、TiPtAu、 TiNiAl〇9. 一种具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管的制作方法包括： (1) 用M0CVD外延生长GaN基发光二极管外延层。 (2) 清洗外延片。 (3) 在外延片上光刻形成发光二极管图形，采用干法刻蚀（如ICP，IRE)的方法进行刻 蚀，形成P型GaN发光平台和N型GaN的独立结构。刻蚀深度可以是0. 8-1. 5um。 (4) 使用溅射、电子束蒸镀方法在发光平台表面镀IT0透明导电膜。再采用光刻、化学 腐蚀等方法，将IT0导电膜制作成为分立的导电膜块。 (5) 采用电子束蒸镀等方法将Ni/Au导电介质蒸镀到IT0膜表面，再采用光刻、腐蚀方 法形成定区域的连接IT0分立的导电膜块的薄膜。 (6) 对透明导电膜进行退火。 (7) 制作P、N金属打线电极。 (8) 采用研磨、切割方法形成独立的发光二极管芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种具有多膜块透明导电层的GaN基发光二极管及其制作方法。发光二极管中发光平台表面的ITO透明导电层是各自独立的膜块，它们之间由Ni/Au导电材料连接起来，分立的透明导电膜块之间的距离是6-20μm，导电介质可以是NiAu、ZnO，起到导通ITO膜块的作用。通过制备多膜块的透明导电层，可以降低大尺寸芯片整体ITO导电层的应力，改善芯片在长时间电流作用下ITO材料与GaN接触特性变差的情况。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/42
【公开号】CN105118906
【申请号】CN201210485519
【发明人】武胜利, 肖志国, 刘琦, 闫晓红, 李倩影, 唐勇
【申请人】大连路美芯片科技有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2012年11月18日