高压发光二极管透明导电层的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高压发光二极管透明电极的制造方法，属于半导体技术领域。
【背景技术】
[0002]现在市场高压发光二极管(HV LED)应用普遍，在发光二极管中，透明导电层作为表面电流扩展至关重要，这种材料要求很高的透光率以及良好的导电性能。现在LED透明导电层大多使用氧化铟锡(ΙΤ0)，其电阻率一般在5X1(T 4Q*cm左右，透过率可达90%以上，ITO越厚透明度就不够好；另外In作为一种稀土元素，储量非常有限。随着ITO大规模的使用，其价格也越来越高。石墨烯目前是世上最薄的纳米材料，石墨烯也是一种透明、良好的导体，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，其电阻率只约10_ 6Ω 作为透明导电层都优于ΙΤ0。且石墨烯的元素为大自然中普遍存在的C和H，制作方法多样简单，成本较低还环保。石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良，氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高压发光二极管透明导电层的制造方法，采用石墨烯代替ITO作为透明导电层，解决目前ITO越厚影响透明度的缺陷。
[0004]按照本发明提供的技术方案，所述高压发光二极管透明导电层的制造方法，其特征是，包括以下步骤:
步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底、缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼和P-GaN层；
步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净，采用化学气相沉积法制备二维石墨烯，将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层表面、并与P-GaN层电学接触，得到透明导电层；步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶，光刻进行图形化，采用物理刻蚀使得N-GaN层暴露出来，最后清除光刻胶；
步骤4:沉积掩膜层S12，光刻图形做出S12绝缘层；
步骤5:采用电子束蒸发金属Au，光刻图形做出P电极、N电极和桥接结构。
[0005]采用上述的制造方法得到的高压发光二极管，其特征是:包括衬底，衬底上设置多个发光单元，发光单元包括在衬底上自下而上依设置的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼、P-GaN层和透明导电层，透明导电层采用石墨烯透明导电层，在透明导电层上表面设置P电极，N-GaN层上表面设置N电极；所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离，在沟槽表面设置S12*缘层，在S1 2绝缘层表面设置桥接结构，桥接结构连接相邻发光单元的N电极和P电极。
[0006]所述衬底采用蓝宝石衬底。
[0007]本发明所述的高压发光二极管透明导电层的制造方法，采用石墨烯代替ITO作为透明导电层，解决了目前ITO越厚影响透明度的缺陷。
【附图说明】
[0008]图1为本发明所述高压发光二极管的结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
[0010]如图1所示，本发明所述高压发光二极管包括衬底1，衬底I采用蓝宝石衬底，衬底I上设置多个发光单元，发光单元包括在衬底I上自下而上依设置的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子肼5、P-GaN层6和透明导电层7，透明导电层7采用石墨稀透明导电层，在透明导电层7上表面设置P电极8，N-GaN层4上表面设置N电极9 ;所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离，在沟槽表面设置S12绝缘层10，在S12绝缘层10表面设置桥接结构11，桥接结构11连接相邻发光单元的N电极9和P电极8。
[0011]本发明所述高压发光二极管透明导电层的制造方法，包括以下步骤:
步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的蓝宝石衬底1、缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子肼5和P-GaN层6 ；
步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净，采用化学气相沉积法(CVD)制备后的二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层6表面、并与P-GaN层6电学接触，得到透明导电层7 ;
步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶，利用光刻技术进行图形化，采用物理方法ICP刻蚀技术使得N-GaN层4暴露出来，最后清除光刻胶；
步骤4:用PECVD设备沉积掩膜层S12,光刻图形做出HV LED单元桥接结构下的S12绝缘层10 ；
步骤5:采用电子束蒸发金属Au，光刻图形做出P电极8、N电极9和桥接结构11。
【主权项】
1.一种高压发光二极管透明导电层的制造方法，其特征是，包括以下步骤: 步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底(I )、缓冲层(2)、U-GaN层(3 )、N-GaN层⑷、多量子肼(5 )和P-GaN层(6 ); 步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净，采用化学气相沉积法制备二维石墨烯，将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层(6)表面、并与P-GaN层(6)电学接触，得到透明导电层(7); 步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶，光刻进行图形化，采用物理刻蚀使得N-GaN层(4)暴露出来，最后清除光刻胶； 步骤4:沉积掩膜层S12，光刻图形做出S12绝缘层(10); 步骤5:采用电子束蒸发金属Au，光刻图形做出P电极(8)、N电极(9)和桥接结构(11)。2.一种采用权利要求1所述的制造方法得到的高压发光二极管，其特征是:包括衬底(I )，衬底(I)上设置多个发光单元，发光单元包括在衬底(I)上自下而上依设置的缓冲层(2)、U-GaN层(3)、N-GaN层(4)、多量子肼(5)、P-GaN层(6)和透明导电层(7)，透明导电层(7)采用石墨稀透明导电层，在透明导电层(7)上表面设置P电极(8)，N-GaN层(4)上表面设置N电极(9);所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离，在沟槽表面设置S12绝缘层(10)，在S12绝缘层(10)表面设置桥接结构(11)，桥接结构(11)连接相邻发光单元的N电极(9)和P电极(8)。3.如权利要求2所述的高压发光二极管，其特征是:所述衬底(I)采用蓝宝石衬底。
【专利摘要】本发明涉及一种高压发光二极管透明导电层的制造方法，其特征是，包括以下步骤：步骤1：采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底、缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼和P-GaN层；步骤2：生长完成的LED外延片清洗干净，采用化学气相沉积法制备二维石墨烯，将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层表面、并与P-GaN层电学接触，得到透明导电层；步骤3：在外延片表面涂覆光刻胶，光刻进行图形化，采用物理刻蚀使得N-GaN层暴露出来，最后清除光刻胶；步骤4：沉积掩膜层SiO2，光刻图形做出SiO2绝缘层；步骤5：采用电子束蒸发金属Au，光刻图形做出P电极、N电极和桥接结构。本发明采用石墨烯代替ITO作为透明导电层，解决目前ITO越厚影响透明度的缺陷。
【IPC分类】H01L33/00, H01L27/15, H01L33/42
【公开号】CN105226075
【申请号】CN201510690723
【发明人】闫晓密, 黄慧诗, 张秀敏
【申请人】江苏新广联半导体有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月22日