上，ITO的厚度为500?5000A，本实施例的Ag纳米基团105优选包括Ag2O和AgInO2，粒径为I?30nm，分散于ITO电流扩展层的内部，减小电流扩展层的横向电阻，以提高电流横向扩展的均匀性。
[0037]Al纳米基团106，形成于ITO电流扩展层104之上，本实施例的Al纳米基团106优选存在间隔的Al2O3颗粒，粒径为卜10nm，其折射率(1.76左右)介于ITO的折射率(1.8-2.0)和封装用环氧树脂的折射率(1.5?1.55)之间，利于光的提取，并且在ITO电流扩展层上表面起到粗化的效果，以增加光的提取效率。
[0038]P电极107和N电极108，分别位于ITO电流扩展层104表面和露出的第一限制层101表面上，作为电性导通的电极，用于为发光外延层提供电流注入。另外，当本实施例的LED为垂直结构时，N电极可直接设置在衬底的背面，此时衬底为导电型的，如Si片等。
[0039 ]以下说明本实施例LED的制备方法。参考图3，其为本发明实施例的LED制作方法的流程图。
[0040]首先进行步骤Sll，提供衬底100，采用金属有机化合物化学气相沉淀(MOCVD)在衬底101的表面上外延生长发光外延层。外延层包括自下至上依次层叠设置的第一限制层101、发光层102和第二限制层103。
[0041]再进行步骤S12，在发光外延层形成掺有导电性的Ag纳米基团105的ITO电流扩展层104，11'0的厚度为500~500(^，镀膜方法优选采用同时磁控溅射法形成，镀膜速率为0.1~1A/s。由于Ag金属纳米颗粒是要掺杂在ITO内部，所以Ag和ITO同时利用磁控溅射溅镀，可以达到更好的掺杂效果，同时没有额外增加制程步骤和时间，简化工艺流程，提高作业效率。
[0042]接着进行步骤S13，在ITO电流扩展层104上形成Al金属层105，厚度为I?10nm，由于蒸镀的Al层非常薄，并不会形成连续分布的薄膜，因此不会给后续的金属电极与ITO的接触带来影响;镀膜方法优选采用电子束蒸镀法形成，镀膜速率为0.1?lA/s。由于Al的原子质量比较小，所以利用电子束蒸镀可以很好地在ITO电流扩展层表面形成纳米基团。
[0043]然后进行步骤S14，进行一次性退火热处理，工艺条件为:在550?600°C下进行有氧快速退火，退火时间为200~300s，保持15?30sccm的氧气通入量，使得掺入的Ag、A1金属同时充分地被氧化。经退火热处理后，Ag金属被氧化形成具有导电性的Ag纳米基团(如Ag2O和Agln02)，一方面Ag和ITO内部的氧结合形成具有导电性的Ag20和Agln02，另一方面Ag和氧的结合会使ITO电流扩展层内部的氧组分减少，产生更多的氧空位和电子，使得载流子浓度增加，降低了 ITO的体电阻，以提高电流横向扩展的均匀性(如图2中虚线箭头所示)，使得发光层的有效发光区域变大，增加发光效率;Al金属层被氧化成不连续分布的Al纳米基团(如Al2O3颗粒)，其具有较高的折射率(?1.76)，介于ITO的折射率(1.8?2.0)和封装用环氧树脂的折射率(1.5?1.55)之间，利于光的提取，并且在ITO电流扩展层形成表面起到粗化的效果，藉由折射率差改变光的临界角，可以增加光的提取效率(如图2中实线箭头所示)。
[0044]最后进行步骤S15，在发光外延层和/或电流扩展层制作金属电极层，本实施例优选分别在ITO电流扩展层104表面和露出的第一限制层101表面上，形成P电极107和N电极108，材料选用金(Au)。
[0045]需要说明的是，上述实施例虽然示出了先进行一次性热退火处理后再制作金属电极，也可以是先制作金属电极，再进行一次性热退火处理。导电性的金属纳米基团除了上述实施例中的Ag纳米基团，还可以选用Zn氧化物或Sn氧化物或Ti氧化物或前述任意组合之一;对可见光具有高透过率的金属纳米基团除了上述实施例中的Al纳米基团，还可以选用Mg氧化物或Ga氧化物或前述任意组合之一。电流扩展层还除了上述实施例中的氧化铟锡(ITO)，可以选用氧化锌(ZnO)或氧化镉锡(CTO)或氧化铟(InO)或铟(In)掺杂氧化锌(ZnO)或铝(Al)掺杂氧化锌(ZnO)或镓(Ga)掺杂氧化锌(ZnO)或前述任意组合之一。
[0046]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.发光二极管，从下至上依次包括:衬底;发光外延层，由半导体材料层堆叠而成，形成于所述衬底之上;掺有导电性的金属纳米基团的电流扩展层，形成于所述发光外延层之上；对可见光具有高透过率的金属纳米基团，形成于所述电流扩展层之上。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:所述导电性的金属纳米基团为Ag氧化物或Zn氧化物或Sn氧化物或Ti氧化物或前述任意组合之一;所述对可见光具有高透过率的金属纳米基团为Al氧化物或Mg氧化物或Ga氧化物或前述任意组合之一。3.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:所述电流扩展层为氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)或氧化镉锡(CTO)或氧化铟(InO)或铟(In)掺杂氧化锌(ZnO)或铝(Al)掺杂氧化锌(ZnO)或镓(Ga)掺杂氧化锌(ZnO)或前述任意组合之一。4.发光二极管，从下至上依次包括:衬底;发光外延层，由半导体材料层堆叠而成，形成于所述衬底之上；掺有导电性的Ag纳米基团的ITO电流扩展层，形成于所述发光外延层之上;对可见光具有高透过率的Al纳米基团，形成于所述ITO电流扩展层之上。5.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:所述Ag纳米基团包括Ag20或Agln02或二者组合，分散于所述ITO电流扩展层的内部，减小电流扩展层的横向电阻，以提高电流横向扩展的均匀性。6.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:所述Al纳米基团包括存在间隔的Al2O3颗粒，分布于所述ITO电流扩展层上表面，起到粗化的效果，以增加光的提取效率。7.发光二极管的制作方法，包括工艺步骤: (1)提供一衬底，外延生长发光外延层，由半导体材料层堆叠而成； (2)在发光外延层上形成掺有导电性金属的电流扩展层； (3)在所述电流扩展层上形成对金属层； (4)进行一次性退火热处理。8.根据权利要求7所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:所述导电性金属为Ag或Zn或Sn或Ti或前述任意组合之一;所述金属层为Al或Mg或Ca或前述任意组合之一。9.根据权利要求7所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:所述电流扩展层为氧化铟锡(ITO)或氧化锌(ZnO)或氧化镉锡(CTO)或氧化铟(InO)或铟(In)掺杂氧化锌(ZnO)或铝(Al)掺杂氧化锌(ZnO)或镓(Ga)掺杂氧化锌(ZnO)或前述任意组合之一。10.发光二极管的制作方法，包括工艺步骤: (1)提供一衬底，外延生长发光外延层，由半导体材料层堆叠而成； (2)在发光外延层上形成掺有导电性的Ag金属的ITO电流扩展层； (3)在所述ITO电流扩展层上形成Al金属层； (4)进行一次性退火热处理。11.根据权利要求10所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:所述掺有导电性的Ag金属的ITO电流扩展层通过采用同时磁控溅射法形成，所述Al金属层通过采用电子束蒸镀法形成。12.根据权利要求10所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:经退火热处理后，所述Ag金属被氧化形成具有导电性的Ag纳米基团，并分散在所述ITO电流扩展层的内部。13.根据权利要求10所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:经退火热处理后，所述Al金属层被氧化成不连续分布的Al纳米基团。14.根据权利要求10所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:采用高温一次性退火热处理，并且在退火热处理过程中通氧，使得掺入的Al、Ag金属同时充分地被氧化。15.根据权利要求10所述的发光二极管的制作方法，其特征在于:所述一次性退火热处理条件为:在550?600°C下进行有氧快速退火，退火时间为200?300s，保持15?30sccm的氧气通入量。
【专利摘要】本发明公开了一种发光二极管及其制作方法，从下至上依次包括：衬底；发光外延层，由半导体材料层堆叠而成，形成于衬底之上；掺有导电性的金属纳米基团的电流扩展层，形成于所述发光外延层之上；对可见光具有高透过率的金属纳米基团，形成于所述电流扩展层之上。掺有导电性的金属纳米基团，分散于所述电流扩展层的内部，减小电流扩展层的横向电阻，以提高电流横向扩展的均匀性；对可见光具有高透过率的金属纳米基团，分布于所述电流扩展层上表面，起到粗化的效果，以增加光的提取效率。
【IPC分类】H01L33/00, H01L33/14, H01L33/22
【公开号】CN105633236
【申请号】CN201610002739
【发明人】王绘凝, 许圣贤, 彭康伟, 林素慧, 徐宸科
【申请人】厦门市三安光电科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月6日