一种具有电流阻挡层的发光二极管的制作方法
【专利摘要】一种具有电流阻挡层的发光二极管，涉及发光二极管的生产技术领域。通过外延生长，于外延结构顶部设置一层非欧姆接触的氮化铝外延层充当电流阻挡层，改变P型电极底下的电流垂直走向，增加ITO的电流扩展效果，降低了工作电压，有效提高发光二极管的发光效率。采用氮化铝直接形成外延结构之上充当电流阻挡层，替代传统的后期芯片工艺形成氮化硅、二氧化硅等非导电的材料充当电流阻挡层，减少了芯片制作工序及成本。采用氮化铝与外延发光结构一体成型的外延结构，P型电极形成于氮化铝外延材料之上，有效地解决了P型电极形成于二氧化硅等电流阻挡层材料之上容易导致电极打线开裂的问题。
【专利说明】
一种具有电流阻挡层的发光二极管
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及发光二极管的生产技术领域。
【背景技术】
[0002]增强发光二极管的电流扩展效果作为提高LED外量子效率的一个重要途径及方向。
[0003]目前传统的办法是通过芯片制作方法，在P型电极下面设置一层非欧姆接触层充当电流阻挡层(Current Blocking Layer)。然而采用传统的制作方法会造成P电极可靠性变差，后期封装过程易出现电极打线开裂。另外，传统的后期芯片工艺形成氮化硅、二氧化硅等非导电的材料充当电流阻挡层，还增加了芯片制作工序及成本。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的是为达到有效增强发光二极管P型电流扩展效果，且不会降低电极可靠性，提出一种具有电流阻挡层的发光二极管。
[0005]本实用新型在衬底同一侧依次设置缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、有源层、第二型导电层、欧姆接触层，其特征在于在欧姆接触层上设置氮化铝电流阻挡层和ITO导电层;在第一型导电层上设置第一电极;在氮化铝电流阻挡层上设置第二电极，且第二电极与ITO导电层局部接触。
[0006]本实用新型通过外延生长，于外延结构顶部设置一层非欧姆接触的氮化铝外延层充当电流阻挡层，改变P型电极底下的电流垂直走向，增加ITO的电流扩展效果，降低了工作电压，有效提高发光二极管的发光效率。采用氮化铝直接形成外延结构之上充当电流阻挡层，替代传统的后期芯片工艺形成氮化硅、二氧化硅等非导电的材料充当电流阻挡层，减少了芯片制作工序及成本。采用氮化铝与外延发光结构一体成型的外延结构，P型电极形成于氮化铝外延材料之上，有效地解决了 P型电极形成于二氧化硅等电流阻挡层材料之上容易导致电极打线开裂的问题。
[0007]进一步地，本实用新型所述氮化铝电流阻挡层的厚度范围为2?20nm。电流阻挡层厚度越薄，其晶体质量变差越小，不会引起电极表面粗糙而影响封装打线的电极识别;但电流阻挡层厚度太薄，会影响其电流阻挡的效果。
[0008]所述氮化铝电流阻挡层与第二电极面积接触的面积为第二电极面积的4/5?1/2。由于P型电极采用局部接触ITO导电层，起到与ITO导电层形成良好接触效果。所以氮化铝电流阻挡层的面积不宜过大，太大会造成电极与ITO导电层的接触面积过小，串联电阻升高；且氮化铝电流阻挡层的面积也不宜过小，过小会造成电流阻挡效果变差，无法有效提高电流扩展效果。
[0009]本实用新型的有益效果和优点是:
[0010]1、采用PVD生长A1N，沉积温度较低，不会对外延层的有源区有不利影响；而采用直接在MOCVD上生长AlN需要高温(蓝光专利采用1000度沉积)，会对有源区产生不利影响。
[0011]2、采用S12掩模及去除，能有效且干净地去除GaN表面的S12,避免GaN表面的S12残留而导致蒸镀ITO后影响欧姆接触及ITO的牢固性;而蓝光专利采用先外延生长A1N，再用S12掩膜去除其它区域AlN材料，AlN材料不易被腐蚀去除，所以会导致去除不干净而影响欧姆接触及ITO的牢固性。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]—、具有电流阻挡层的发光二极管的制作方法步骤:
[0014]1、在蓝宝石衬底同一侧依次设置缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、有源层、第二型导电层、欧姆接触层。
[00?5]具体为:缓冲层采用GaN材料，厚度为30nm。非故意掺杂层由无掺杂的GaN材料构成，厚度为2um。构成第一型导电层材料为GaN，厚度为2um，且第一型掺杂为Si杂质。有源层采用GaN与GaInN交替生长，采用10组循环结构，GaN与GaInN厚度分别为3.5nm与12nm。第二导电层、欧姆接触层为GaN材料构成，厚度分别为10nm和6nm。
[0016]2、在欧姆接触层上设置S12或SiN等介电材料保护层，保护层的厚度为500nm。
[0017]3、通过掩膜、光刻在保护层上形成与第二电极的面积同等大小的电流阻挡层制作区域。通过BOE腐蚀溶液去除电流阻挡层制作区域的Si02，裸露出电流阻挡层制作区域的欧姆接触层。
[0018]4、采用PVD，在500°C的条件下，于欧姆接触层和保护层上沉积氮化铝;沉积厚度为20nmo
[0019]5、采用腐蚀溶液去除电流阻挡层区域以外的S12或SiN保护层，同时带走保护层上覆盖的氮化铝材料。最终只剩余电流阻挡层制作区域的氮化铝，构成电流阻挡层。
[0020]6、采用掩膜、光刻，在欧姆接触层表面形成第一电极制作区域。采用ICP在第一电极制作区域蚀刻，蚀刻深度至第一导电层，形成第一电极制作区域。
[0021]7、在欧姆接触层表面蒸镀220nm厚的氧化铟锡，且与欧姆接触层相邻的10%面积的电流阻挡层上也覆盖氧化铟锡，构成ITO透明导电层。
[0022]目的是局部的ITO透明导电层要和第二电极形成有效连接，才能把电极的电有效扩展到ITO透明导电层上。本实用新型不做成之间在AlN电流阻挡层上蒸镀ΙΤ0，然后在上面再蒸镀电极，这种做法会导致电极做在ITO上，电极打线会存在打裂ITO的风险，所以电极直接做在AlN电流阻挡层上，因为AlN材料和外延材料是同种材料体系，所以无论是电流阻挡层还是电极，稳定性都会很好。
[0023]8、采用掩膜、光刻，在电流阻挡层上面的导电透明层表面形成第二电极制作区域。
[0024]9、在第一电极、第二电极制作区域蒸镀金属，形成第一电极和第二电极。
[0025]10、在第一电极和透明导电层、欧姆接触层、第二型导电层、有源层和部分第一型导电层之间制作电极隔离层；
[0026]11、裂片，分离成独立的芯粒，形成独立的发光二极管。
[0027]二、制成的产品结构:
[0028]如图1所示，在衬底I同一侧依次设置缓冲层2、非故意掺杂层3、第一型导电层4、有源层5、第二型导电层6、欧姆接触层7，在欧姆接触层7上设置氮化铝电流阻挡层8和ITO导电层9;在第一型导电层4上设置第一电极10;在氮化铝电流阻挡层8上设置第二电极11，且第二电极11与ITO导电层9局部接触。
[0029]氮化铝电流阻挡层8与第二电极11面积接触的面积为第二电极11面积的4/5?I/2。
[0030]图1中12为设置的电极隔离层。
【主权项】
1.一种具有电流阻挡层的发光二极管，在衬底同一侧依次设置缓冲层、非故意掺杂层、第一型导电层、有源层、第二型导电层、欧姆接触层，其特征在于在欧姆接触层上设置氮化铝电流阻挡层和ITO导电层;在第一型导电层上设置第一电极;在氮化铝电流阻挡层上设置第二电极，且第二电极与ITO导电层局部接触。2.根据权利要求1所述具有电流阻挡层的发光二极管，其特征在于所述氮化铝电流阻挡层的厚度为2?20nmo3.根据权利要求1所述具有电流阻挡层的发光二极管，其特征在于所述氮化铝电流阻挡层与第二电极面积接触的面积为第二电极面积的4/5?1/2。
【文档编号】H01L33/14GK205542858SQ201620057121
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月21日
【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