一种具有高可靠性透明导电层的发光二极管的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及发光二极管的生产技术领域。
【背景技术】
[0002]发光二极管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等优点，作为新一代光源受到极大的青睐。随着氮化镓基蓝绿发光二极管技术不断进步，使得LED在各个应用领域得到空前的发展。
[0003]特别是近年来小间距LED显示屏在市场上崭露头角，对LED提出更高的可靠性要求。蓝绿发光二极管作为小间距LED显示屏主要构成部分，目前采用的芯片结构基本都具有ITO导电透明层，ITO导电透明层与芯片的外延结构存在热失配。对LED的可靠性具有一定的影响。
【发明内容】
[0004]本发明目的是为了提高LED可靠性，增加发光二极管的发光效率，降低芯片的制作成本，提出一种具有高可靠性透明导电层的发光二极管。
[0005]本发明包括衬底和依次外延生长在衬底同一侧的缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、有源层、电子阻挡层、第二型导电层、第二型接触层，在第二型接触层上外延生长第一层透明高导电层和第二层高导电层，所述第一层透明高导电层和第二层高导电层材料中分别以Hf元素进行掺杂;第一电极连接在第一型导电层上，第二电极连接在第二层高导电层上。
[0006]本发明通过外延生长，设置一层具有和ITO透明导电层相同的电能和光学性能的高导电外延层，直接通过此高导电外延层形成有效的电流扩展。极大地提高P型电流扩展效果，减小发光二极管的串联电阻，降低了工作电压，有效提高发光二极管的发光效率。由于高导电外延层是直接通过形成，减少芯片工序，有效降低芯片成本。
[0007]进一步地，本发明所述第一层透明高导电层以三五族化合物为材料，并掺杂浓度为1.0E+20?1.0E+21的Hf元素。通过Hf元素的掺杂量可调节第一层透明高导电层的掺杂浓度。使得氮化物外延材料达到1.0E+20以上的掺杂浓度，具有较好的电流扩展效果，且又具备有良好透光性质。
[0008]所述三五族化合物为GaN、AlGaInN或GalnN。采用同是氮化物系的三五族化合物替代ΙΤ0、Ζη0等材料充当透明导电层，能有效提高器件的可靠性及降低器件的制作成本。
[0009]所述第一层透明高导电层的厚度为20?200nm。第一高导电层厚度越厚，其电流扩展效果越好，但由于GaN基的发光二极管的有源区存在材料失配引起的内应力较大，导致第一高导电层不能太厚，避免导致晶体质量严重变差。
[0010]所述第二层透明高导电层以三五族化合物为材料，并掺杂浓度为1.0E+21?1.0E+22的Hf元素。通过提高其Hf元素的掺杂量达到其掺杂浓度目标。使得氮化物外延材料达到1.0E+22以上的掺杂浓度，具有较好的欧姆接触及电流扩展效果，且又具备有良好透光性质。
[0011]所述三五族化合物为GaN、AlGaInN或GalnN。采用同是氮化物系的三五族化合物替代ΙΤ0、Ζη0等材料充当透明导电层，能有效提高器件的可靠性及降低器件的制作成本。
[0012]所述第二层透明高导电层的厚度为3?10nm。第二高导电层厚度要求适合一定的区间，厚度越厚其电流扩展效果越好，但由于掺入大量的Hf元素，厚度越厚其透光性越差。
[0013]所述第二型接触层采用Mg、Zn或P型掺杂的GaN、GaInN材料。
[0014]所述第二型接触层材料中，Mg、Zn或P型掺杂浓度为1.0E+19?5.0E+20。采用此掺杂浓度范围，才能起到与上面的高导电层形成电流隧穿作用。
[0015]第二型接触层厚度为I?5nm。第二型接触层采用此厚度范围，避免对上面外延形成的高导电层造成晶体质量急剧恶化。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的一种结构不意图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本发明在衬底I同一侧依次外延生长有缓冲层2、非故意掺杂层3、第一型导电层4、有源层5、电子阻挡层6、第二型导电层7、第二型接触层8，在第二型接触层8上外延生长厚度为20?200nm的第一层透明高导电层9，在第一层透明高导电层9上外延生长厚度为3?1nm的第二层高导电层10。第一电极11连接在第一型导电层4上，第二电极12连接在第二层高导电层10上。在第一电极11和有源层5、电子阻挡层6、第二型导电层7、第二型接触层8、第一层透明高导电层9、第二层高导电层10之间设置电极隔离层13。
[0018]其中，第二型接触层采用Mg、Zn或P型掺杂的GaN、GaInN材料，Mg、Zn或P型掺杂浓度为1.0E+19?5.0E+20。生长的第二型接触层厚度为I?5nm。
[0019]第一层透明高导电层以GaN、AlGaInN或GaInN三五族化合物为材料，并掺杂浓度为1.0E+20 ?1.0E+21 的 Hf 元素。
[0020]第二层透明高导电层以GaN、AlGaInN或GaInN三五族化合物为材料，并掺杂浓度为1.0E+21 ?1.0E+22的 Hf 元素。
【主权项】
1.一种具有高可靠性透明导电层的发光二极管，包括衬底和依次外延生长在衬底同一侧的缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、有源层、电子阻挡层、第二型导电层、第二型接触层，其特征在于在第二型接触层上外延生长第一层透明高导电层和第二层高导电层，所述第一层透明高导电层和第二层高导电层材料中分别以Hf元素进行掺杂;第一电极连接在第一型导电层上，第二电极连接在第二层高导电层上。2.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述第一层透明高导电层以三五族化合物为材料，并掺杂浓度为1.0E+20?1.0E+21的Hf元素。3.根据权利要求2所述发光二极管，其特征在于所述三五族化合物为GaN、AlGaInN或GaInN04.根据权利要求1或2或3所述发光二极管，其特征在于所述第一层透明高导电层的厚度为20?200nm。5.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述第二层透明高导电层以三五族化合物为材料，并掺杂浓度为1.0E+21?1.0E+22的Hf元素。6.根据权利要求5所述发光二极管，其特征在于所述三五族化合物为GaN、AlGaInN或GaInN07.根据权利要求1或5或6所述发光二极管，其特征在于所述第二层透明高导电层的厚度为3?10nm。8.根据权利要求1所述发光二极管，其特征在于所述第二型接触层采用Mg、Zn或P型掺杂的GaN、GaInN材料。9.根据权利要求8所述发光二极管，其特征在于所述第二型接触层材料中，Mg、Zn或P型掺杂浓度为1.0E+19?5.0E+20。10.根据权利要求1或8或9所述发光二极管，其特征在于所述第二型接触层厚度为I?5nm0
【专利摘要】一种具有高可靠性透明导电层的发光二极管，涉及发光二极管的生产技术领域。本发明通过外延生长，设置一层具有和ITO透明导电层相同的电能和光学性能的高导电外延层，直接通过此高导电外延层形成有效的电流扩展。极大地提高P型电流扩展效果，减小发光二极管的串联电阻，降低了工作电压，有效提高发光二极管的发光效率。由于高导电外延层是直接通过形成，减少芯片工序，有效降低芯片成本。
【IPC分类】H01L33/14
【公开号】CN105514241
【申请号】CN201610018937
【发明人】汪洋, 林志伟, 陈凯轩, 张永, 姜伟, 刘啸
【申请人】厦门乾照光电股份有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月13日