采用金属纳米线电极的氮化镓基发光二极管的制作方法
【专利摘要】采用金属纳米线电极的氮化镓基发光二极管，涉及发光二极管的生产技术领域，包括依次设置的衬底一侧的N?GaN层、有源区、P?GaN层和电流扩展层，在N电极连接在裸露的N?GaN层上，在电流扩展层上设置网格状金属纳米线P电极。本实用新型通过设置于电流扩展层表面的金属纳米线P电极代替原来设计的集中的单一P电极，网格状金属纳米线P电极为纳米尺寸，使电流分布更均匀的同时，还能大大降低电极引脚对出射光的阻挡作用，提高LED的发光效率和亮度。
【专利说明】
采用金属纳米线电极的氮化镓基发光二极管
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及发光二极管(LED)的生产技术领域。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LED)作为代替白炽灯和荧光灯的新一代环保光源，被广泛应用在照明、显示和背光等领域。与传统照明光源相比，LED具有效率高、能耗低、寿命长、无污染、体积小、色彩丰富等诸多优点。
[0003]在LED中，P电极与N电极之间的水平距离通常远高于垂直距离，电流容易集中在P电极下及P电极附近，而P电极的金属材料对光有强烈的吸收和遮挡作用，导致LED的光效降低。因此，为了注入电流的均匀分布，P电极下的电流阻挡层、覆盖整个有源区的电流扩展层、各种形状的P/N电极引脚等技术均已应用在LED生产工艺中。
[0004]现有的LED结构如图1、2所示，现有LED芯片的结构主要包括依次设置的衬底101、N-GaN层102、有源区103和P-GaN层104。通过刻蚀LED芯片形成台阶，将N-GaN层102裸露出来，在未刻蚀的P-GaN层104表面有电流扩展层105，在N-GaN层102的台阶面上有N电极及N电极引脚106，在电流扩展层105之上有P电极及P电极引脚1071电极的引脚107作为金属淀积于LED的发光面内，虽然P电极引脚107的面积相对出光面积很小，但是依然存在对光的吸收和遮挡作用，会降低约1%的亮度。同时N电极引脚106则需要刻蚀台面，降低有源区的面积，由于有源区面积的降低，同样会降低约1%的亮度。因此如何克服现有的缺陷提高发光效率是亟需技术人员解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提出一种能降低电极引脚对出射光的阻挡、提高发光效率的采用金属纳米线电极的氮化镓基发光二极管。
[0006]本实用新型包括依次设置的衬底一侧的N-GaN层、有源区、P-GaN层和电流扩展层，在N电极连接在裸露的N-GaN层上，在电流扩展层上设置网格状金属纳米线P电极。
[0007]使用时，在N电极上连接N电极引脚，在网格状金属纳米线P电极的任一点连接P电极引脚。本实用新型通过设置于电流扩展层表面的金属纳米线P电极代替原来设计的集中的单一 P电极，网格状金属纳米线P电极为纳米尺寸，使电流分布更均匀的同时，还能大大降低电极引脚对出射光的阻挡作用，提高LED的发光效率和亮度。
【附图说明】
[0008]图1为现有的LED结构示意图。
[0009]图2为图1的A-A向断面图。
[0010]图3为本实用新型的一种结构示意图。
[0011]图4为本实用新型的另一种结构不意图。
[0012]图5为图3和图4的B-B向断面图。
[0013]图6至图10为本实用新型的生产加工过程图。
【具体实施方式】
[0014]—、生产工艺步骤:
[0015]1、在衬底101的同一侧依次外延生长形成N-GaN层102、有源区103和P-GaN层104，如图6所示。其中衬底101的材料包括且不限于蓝宝石、碳化硅、硅中的一种。
[0016]2、自P-GaN层104表面光刻后，再向下刻蚀形成台阶，直至裸露出部分N-GaN层102，台阶高度10000A?16000A，如图7所示。
[0017]3、将1100A的ITO蒸镀于保留的P-GaN层104的外表面，光刻后通过化学腐蚀去除多余的部分，形成电流扩展层105，如图8所示。
[0018]以上电流扩展层105的材料包括且不限于氧化铟锡(IT0)、Au、AZ0(掺铝ZnO)中的一种或几种，厚度范围约10A?3000A。
[0019]可选的，在生长电流扩展层105之前，可以先生长电流阻挡层，电流阻挡层的材料包括且不限于Si02、SiN、Al203中的一种或几种，厚度范围约10A?5000A。
[0020]4、事先将Cu纳米线、Ag纳米线、Au纳米线中至少任意一种材料均勾分散于异丙醇或正乙烷中，形成混合液。
[0021]取混合液，通过旋涂、滴注、涂覆等方式铺设在电流扩展层105外表面，形成一层网格状金属纳米线层，即P电极108，如图9所示。
[0022]5、将共13000A的Cr/Al/Ti/Pt/Au蒸镀于裸露的N-GaN层上，形成N电极106，如图10所示。
[0023]二、制成的产品特点:
[0024]如图3、4和5所示，本实用新型在衬底1I的一侧的依次设置N-GaN层1 2、有源区103、P-GaN层104和电流扩展层105，N电极106连接在裸露的N-GaN层102上，在电流扩展层105上设置网格状金属纳米线P电极108。
[0025]在N电极106上连接N电极引脚，在网格状金属纳米线P电极108的任一点连接P电极引脚107。
[0026]网格状金属纳米线P电极108与P电极引脚107连通，即通过网格状金属纳米线P电极108代替传统LED的电极P引脚结构，将电流均匀的注入整个有源区，网格状金属纳米线P电极108为纳米尺寸，对光的吸收和遮挡作用小于传统的P电极引脚，故本实用新型可以大大提高LED的亮度。
【主权项】
1.一种采用金属纳米线电极的氮化镓基发光二极管，包括依次设置在衬底一侧的N-GaN层、有源区、P-GaN层和电流扩展层，N电极连接在裸露的N-GaN层上，其特征在于:在电流扩展层上设置网格状金属纳米线P电极。
【文档编号】H01L33/38GK205645859SQ201620196473
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】周弘毅, 张永, 陈凯轩, 李俊贤, 刘英策, 陈亮, 魏振东, 吴奇隆, 李小平, 蔡立鹤, 邬新根, 黄新茂
【申请人】厦门乾照光电股份有限公司