专利名称：氮化镓系发光二极管的结构及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氮化镓系发光二极管的结构及其制作方法，其中的发光二极管结构及其制作方法是指其使用一晶域接触层、扩散阻隔层以及窗户层以形成一透光导电窗户层的发光二极管的方法及其结构。
背景技术：
目前，本领域使用蓝宝石基板所成长的氮化镓系列的发光二极管，如图1所示，其中，包含一氮化镓缓冲层2，一N-型氮化镓欧姆接触层3，一氮化铟镓的发光层4，一P-型氮化铝镓披覆层5及一P-型氮化镓欧姆接触层6，依序外延成长于一蓝宝石基板1上，最后于该P-型氮化镓欧姆接触层6上制作一P-型透光金属导电层7，并制作一正电极衬垫8于该透光金属导电层7之上及一负电极衬垫9于该N-型氮化镓欧姆接触层3之上。由于该多层氮化镓外延结构的折射系数(n＝2.4)，蓝宝石基板的折射系数(n＝1.77)及封装用的树脂封盖材料的折射系数(n＝1.5)的分布，使得发光层所发出的光只有接近25％能一次射出而不被接口所反射，而其余75％的光均被该蓝宝石基板及封装用的树脂封盖材料所构成的光导结构所局限，并经由多次的接口反射而增加光被重吸收的机率，进而无法有效的被取出利用，故此种发光二极管装置结构其光线取出的机制受限于透光金属导电层的吸收及内部外延结构的重吸收。
再者，由于该P-型氮化镓欧姆接触层6的传导性相当低，其电阻系数一般介于1～2Ωcm2，厚度约在0.1～0.5μm左右，换言之，电流容易被局限在该P-型金属电极8之下而横向分散距离约1μm，所以为了将电流有效地分散，必须先将该透光金属导电层7制作于该P-型氮化镓欧姆接触层6之上且布满整个发光区域，而为了提升透光性，此该透光金属导电层7必须相当薄，一般由Ni/Au形成该透光金属导电层7其厚度约介于50～500。
根据已知对于Ni/Au所形成的透光金属导电层的研究，为了降低发光二极管装置的工作电压，必须有效地降低金属导电层与P-型氮化镓欧姆接触层的接触电阻(contact resistivity)至10-4Ωcm2，而为了增加外部量子效率，可见光波长介于400nm～700nm时，此金属导电层的透光性必须高于80％为佳，于Applied Physic letters vol.74(1999)P.1275论文所披露将样品置于含氧的环境中退火(anneal)以利形成NiO半导体中间层，进而有效地降低接触电阻并增加透光性。又根据Solid-state Electronic 47(2003)p.1741论文披露为了有效地增加透光性，Ni及Au的厚度必须愈薄愈好，而为了有效地降低接触电阻，Au的厚度必须愈厚愈好，所以使用Ni/Au当成透光金属导电层的氮化镓系列的发光二极管装置仍有以上所述的限制。
另外，台湾专利公告第461126号所披露的一种氮化镓系列发光二极管的结构，如图2所示，该发光二极管10’包含一基材110’、n-GaN 120’、n-AlGaN 130’、uInGaN 140’、p-AlGaN 150’、p-GaN 160’、高浓度载子层170’、导电透光层180’。
该导电透光层180’直接与p-GaN 160’接触且经过高温合金并不易形成良好的欧姆式接触，故发光二极管组件的操作电压无法有效地降低，又披露，可在导电透光层180’与p-GaN 160’之间加入高浓度载子层170’，例如Ni/Au或Ni/Cr的金属可较有效地降低操作电压，但根据本发明人研究，当使用Ni/Au加上导电透光层的结构，因为导电透光层中的铟组成极容易于制程中扩散，而于Ni/Au与导电透光层的界面形成高阻抗的Au-In化合物故亦无法有效降低组件的操作电压，且整体透光性亦变差。
又，美国专利第6,420,736曾披露一种氮化镓系列发光二极管的窗户层结构，图3所示，发光二极管20’其包含一蓝宝石基板210’、缓冲层220’、n-GaN层230’、n-披覆层240’、主动层250’、p-披覆层260’、窗户层270’、280’、NiOx/Au层290’以及导电透光层300’。
其利用NiOx/Au层290’做为与p-披覆层260’形成欧姆接触，再利用导电透光层300’做为电流分散及透光层，根据本发明人的研究，当使用NiOx/Au层做为欧姆接触层，仍然无法避免于制程中形成高阻抗的Au-In化合物，故亦无法有效降低组件的操作电压，且整体透光性易变差。
因此，针对上述问题，如何提出一种新颖的氮化镓系发光二极管的结构及其制作方法，不仅可改善传统发光二极管的操作电压无法降低的缺点，又可提高整体的透光性，长久以来一直是使用者及本发明人所期望达到的目标。
发明内容
本发明人基于多年从事于发光二极管相关产品的经验，发挥个人专业知识，经多方研究设计、专题探讨，终于研制出一种改良的氮化镓系发光二极管的结构及其制作方法，可解决上述问题。
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氮化镓系发光二极管的结构，其藉由一晶域接触层(domain contact layer)、扩散阻隔层(diffusion barrierlayer)以及窗户层(window layer)以形成一透光导电窗户层，利用该晶域接触层与扩散阻隔层与一P型半导体层形成欧姆接触(ohmic contact)，透过该扩散阻隔层将该窗户层与该晶域接触层作一阻隔，使得该发光二极管不仅可降低组件的操作电压，且可提高其发光效率。
本发明的目的还在于提供一种氮化镓系发光二极管结构的制造方法，藉由该方法以增加该窗户层的透光性与提高该窗户层与该扩散阻隔层的接触电阻。
为达到上述目的，本发明首先提供一种氮化镓系发光二极管的结构，其结构包括一基板；一第一导电型半导体层，该第一半导体层接于该基板上部；一发光层，其位于该第一导电型半导体层的上方；一第二导电型半导体层，其位于该发光层的上方；一晶域接触层，其位于该第二导电型半导体层的上方；一扩散阻隔层，其位于该晶域接触层的上方；一窗户层，其位于该扩散阻隔层的上方；一第一电极，其位于该第一导电型半导体层的上方；一第二电极，其位于该窗户层的上方；其中，所述扩散阻隔层阻隔该窗户层扩散至该晶域接触层，使接触阻值上升。
本发明还提供了一种氮化镓系发光二极管结构的制造方法，其步骤包括提供一基板；于该基板之上形成一N型半导体层；于该N型半导体层之上形成一发光层；于该发光层之上形成一P型半导体层，其中该P型半导体层包含一P型半导体披覆层，其形成于该发光层的上方，一P型半导体欧姆接触层，其形成于该P型半导体披覆层的上方；于该P型半导体披覆层的上方形成一晶域接触层；于该晶域接触层的上方形成一扩散阻隔层；于该扩散阻隔层的上方形成一窗户层；于该N型半导体层的上方形成一第一电极；于该窗户层的上方形成一第二电极。
本发明藉由利用一扩散阻隔层、晶域接触层与窗户层以形成一透光导电窗户层(transparent conductive window layer)，利用该晶域接触层的加入使该扩散阻隔层与一发光二极管的一P型半导体层形成欧姆接触，再利用该扩散阻隔层以阻隔该窗户层因扩散而与该晶域接触层接触，从而造成接触阻值上升，以使得该透光导电窗户层的操作电压降低并增加其透光性。
本发明的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为一透光性基板，包括可为蓝宝石、氧化锌、氧化锂镓、氧化锂铝或尖晶石等，或者可为碳化硅、砷化镓或硅基材等。
上述的第一导电型半导体层也可称为N型半导体层，可以是氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓；其中的第二导电型半导体层也可称为P型半导体层，可以是氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓。
上述的P型半导体层可包含一P型半导体披覆层，其位于该发光层的上方，一P型半导体欧姆接触层，其位于该P型半导体披覆层的上方。
上述的发光层为一含铟的氮化物化合物半导体；所述晶域接触层为一金属薄膜层，是金层，其位于上述P型半导体层的上方；所述扩散阻隔层也可称为第一金属氧化薄膜层，其位于所述的晶域接触层(金属薄膜层)的上方，为氧化镍化合物层；所述窗户层为一导电透光层，该导电透光层为氧化铟、氧化锡或氧化铟锡；上述第二导电型半导体层与所述晶域接触层之间还可包含一扩散阻隔层。
上述提到的金属薄膜层的厚度为5～20；第一金属氧化薄膜层的厚度为25～50。
本发明提供的一种氮化镓系发光二极管结构的制造方法，可于形成扩散阻隔层或第二金属薄膜层后，需予以退火处理；于形成第一电极时，予以退火处理；其中于P型半导体披覆层的上方形成一第一金属薄膜的步骤，可以下列步骤所取代于该P型半导体披覆层之上形成一第二金属氧化薄膜层；于该第二金属氧化薄膜层的上方形成一金属薄膜层。
上述氮化镓系发光二极管的结构使得该发光二极管不仅可降低组件的操作电压，而且可提高发光效率，其制造方法可以增加该窗户层的透光性，提高该窗户层与扩散阻隔层的接触电阻，达到增加透光性的目的。
图1为现有技术的发光二极管的结构示意图；图2为现有技术的发光二极管的结构示意图；图3为现有技术的发光二极管的结构示意图；图4为本发明的优选实施例的氮化镓系发光二极管结构示意图；图4A为本发明另一优选实施例的氮化镓系发光二极管结构示意图；图5为本发明的优选实施例的氮化镓系发光二极管的制造流程图。
附图标记1--蓝宝石基板；2--氮化镓缓冲层；
3--N-型氮化镓欧姆缓冲层； 4--氮化铟镓的发光层；5--P-型氮化铝镓披覆层； 6--P-型氮化镓欧姆接触层；7--P-型透光金属导电层； 8--正电极衬垫；9--负电极衬垫； 10’--发光二极管；110’--基材； 120’--n-GaN；130’--n-AlGaN；140’--uInGaN；150’--p-AlGaN；160’--p-GaN；170’--高浓度载子层； 180’--导电透光层；20’--发光二极管；210’--蓝宝石基板；220’--缓冲层； 230’--n-GaN层；240’--n-披覆层； 250’--主动层；260’--p-披覆层； 270’--窗户层；280’--窗户层； 290’--NiOx/Au层；300’--导电透光层；10--发光二极管； 110--基板；120--第一导电型半导体层； 130--发光层；140--第二导电型半导体层； 142--P型半导体披覆层；144--P型半导体欧姆接触层；150--晶域接触层；160--扩散阻隔层； 170--窗户层；180--第一电极； 190--第二电极；200--第二扩散阻隔层。
具体实施例方式
下面配合附图藉由具体实施例详加说明本发明的目的、技术内容、特点及所能达到的功效。
本发明改进了现有技术的氮化镓系发光二极管透明导电层(Transparentconductive layer；TCL)的结构，台湾专利证书第134977号、台湾公告第461126、493287、546859以及488088号，以及美国专利第6,420,736与6,319,808号的缺点为无法降低TCL层的操作电压并阻止其透光性的降低。
上述TCL层于现有技术中皆说明其为氧化铟锡(Indium Tin Oxide；ITO)，因其具有高透光性以及低阻抗，但ITO一般为N型，其与该发光二极管的P型半导体层不易形成欧姆接触，故其需要一欧姆金属接触层介于其中，或改变发光二极管的结构，如使用超晶格应变层(strained layersuperlattices；SLS)或N+/p tunneling junction或是数字穿透层；其中该超晶格应变层使用含氮化镓的III-V族元素化合物，该数字穿透层使用二种厚度渐增/渐减的材料AlxInyGa1-x-yNzP1-z/AlpInqGa1-p-qNrP1-r所堆叠，0≤x、y、z、p、q、r≤1，其中x+y≤1，p+q≤1。
由于氧化铟锡(ITO)不但为一种能隙(Energy bandgap)介于2.9～3.8电子伏特的高能隙材料，在可见光范围，其穿透率达95％以上，且其为一种电子传导的n型高导电性的材料，其载子浓度近1020～1021cm-3且迁移率近10～50cm2/V·sec。又此氧化铟锡(ITO)的折射系数介于1.7～2.2，根据Snell’slaw及抗反射原理，由于多层氮化镓外延结构的折射系数(n＝2.4)和封装用的树脂封盖材料的折射系数(n＝1.5)的分布，若能加入一折射系数n～1.9的中间介质，于封装后则可减少光的反射进而增加光的萃取(light extracting)效率，本发明将ITO当成发光二极管的窗户层。
本发明重点在于一透光导电窗户层，其说明如下，本发明发现单一使用一扩散阻隔层，如氧化镍化合物(NiOx)，无法与该发光二极管的P型半导体层形成欧姆接触，但扩散阻隔层与窗户层可形成欧姆接触，其中该窗户层如氧化铟锡(Indium Tin Oxide；ITO)，故本发明于该P型半导体层与该扩散阻隔层之间加入一晶域接触层，如金属薄膜层，于含有氧气的环境下合金即可达欧姆接触，其主要机制为形成Domain Match Epitaxy于晶域接触层与该P型半导体层之间，而本发明利用该扩散阻隔层以抑制该窗户层的In扩散，与该晶域接触层形成接口层，使得接触阻值上升。
请参阅图4，其为本发明的优选实施例的氮化镓系发光二极管的结构示意图；如图所示，本发明的氮化镓系发光二极管10，其主要结构包括一基板110、第一导电型半导体层120、发光层(light emitting layer)130、第二导电型半导体层140、晶域接触层(domain contact layer)150、扩散阻隔层(diffusion barrier layer)160、窗户层(window layer)170、第一电极180以及第二电极190。
其中，该第一导电型半导体层120位于该基板110上部，该发光层130位于该第一导电型半导体层120的上方，该第二导电型半导体层140位于该发光层130的上方，其中该第二导电型半导体层140包含一第二导电型半导体披覆层142，其形成于该发光层130的上方，一第二导电型半导体欧姆接触层144，其形成于该第二导电型半导体披覆层142的上方，该晶域接触层150位于该第二导电型半导体层140的上方，该扩散阻隔层160位于该晶域接触层150的上方，该窗户层170其位于该扩散阻隔层160的上方，该第一电极180其位于该第一导电型半导体层120的上方，该第二电极190其位于该窗户层170的上方；该扩散阻隔层160阻隔该窗户层170与该晶域接触层150的扩散，使接触阻值上升。请参阅图4A，其为本发明的另一优选实施例的氮化镓系发光二极管的结构示意图，其中该第二导电型半导体层140与该晶域接触层150之间还包含一第二扩散阻隔层200。
该基板110可为一透光性基板，其可为蓝宝石、氧化锌、氧化锂镓、氧化锂铝或尖晶石，或为碳化硅、砷化镓或硅基材；该第一导电型半导体层120为氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓；该第二导电型半导体层140为氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓；该发光层130为含铟的氮化物化合物半导体；该晶域接触层150为金层；该扩散阻隔层160与第二扩散阻隔层200为氧化镍化合物层(NiOx)；该窗户层170为一导电透光层，为氧化铟、氧化锡或氧化铟锡。
请参阅图5，其为本发明的优选实施例的氮化镓系发光二极管的制造流程图，本发明的氮化镓系发光二极管结构的制作方法的主要步骤包括步骤S100，提供一基板；步骤S110，于该基板之上形成一N型半导体层；步骤S120，于该N型半导体层之上形成一发光层；步骤S130，于该发光层之上形成一P型半导体层，其中该P型半导体层包含一P型半导体披覆层，其形成于该发光层的上方，一P型半导体欧姆接触层，其形成于该P型半导体披覆层的上方；步骤S140，于该P型半导体欧姆接触层的上方形成一晶域接触层(domaincontact layer)；步骤S150，于该晶域接触层的上方形成一扩散阻隔层(diffusion barrierlayer)；步骤S160，于该扩散阻隔层的上方形成一窗户层(window layer)；步骤S170，形成一第一电极，其位于该N型半导体层的上方；以及步骤S180，于该窗户层的上方形成一第二电极。
其中于步骤S140中，于该P型半导体欧姆接触层的上方形成该晶域接触层的步骤，可通过下列步骤所取代步骤S142，于该P型半导体欧姆接触层之上形成一第二扩散阻隔层；步骤S144，于该第二扩散阻隔层的上方形成一晶域接触层。
实施例一提供一基板，在基板表面上于低温下外延先成长一低温缓冲层，在低温缓冲层上于高温下形成一高温缓冲层，上述低温、高温缓冲层的材料由氮化镓系化合物所组成，通常为AlxGa1-xN(0≤x≤1)。
在基板上形成厚度约200～300的低温缓冲层及厚度约0.7μm的高温缓冲层之后，接续在高温缓冲层之上外延形成一载子掺杂浓度约3～5e+18cm-3的N型氮化镓(N-GaN)欧姆接触层，其成长厚度约2～5μm，接着，形成一不含载子掺杂的氮化铟镓(InGaN)所组成的发光层，当完成发光层的外延成长后成长一载子掺杂浓度约3e+17～5e+17cm-3的P型氮化铝镓(P-AlGaN)所组成的披覆层及一载子掺杂浓度约3e+17～1e+18cm-3的P型氮化镓(P-GaN)欧姆接触层。当完成整个发光组件的外延成长，接着以干蚀刻法(Dry Etching)将部份N-GaN欧姆接触层表面、部份发光层、及部份P-AlGaN披覆层及P-GaN欧姆接触层移除，露出N-GaN欧姆接触层表面。
接着制作本发明的重点晶域接触层、扩散阻隔层、窗户层与正负电极，其步骤如下，请参阅图4(1)分别使用BOE(buffered oxide etchant，缓冲氧化蚀刻剂)及(NH4)2Sx清洗P-GaN欧姆接触层及N-GaN欧姆接触层表面各约10分钟。
(2)再以电子束蒸镀法(E-beam evaporation)在p-GaN欧姆接触层上形成一厚度约5～20的金(Gold)的一金属薄膜层(epitaxial contact monolayer)，其为该晶域接触层，及厚度约25～50的镍(Nickel)的第一金属氧化薄膜层为该扩散阻隔层，并使用快速对火炉(RTA)或石英炉管在含氧环境下温度约450～600℃，合金约5～20分钟以形成GaN/Au/NiOx的domian matchepitaxy，从而降低与p-GaN欧姆接触层的接触电阻，接着使用现有的光罩湿蚀刻法(wet etching)移除p-GaN欧姆接触层之上以外的金属薄膜层。
(3)于NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之上，接着以电子束蒸镀法(E-beam evaporation)或溅镀法(sputtering)形成一厚度约500～4000的ITO的导电透光层，其为该窗户层，于此NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之上，接着使用湿蚀刻法(wet etching)移除NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之上以外的ITO。
(4)于N-GaN欧姆接触层表面上形成Ti/Al，并使用快速对火炉(RTA)或石英炉管在含氮环境下温度约450～600℃，合金约5～30分钟以降低Ti/Al与N-GaN欧姆接触层的接触电阻并同时将ITO退火以增加ITO的透光性及ITO与NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之间的接触电阻。
(5)接着于P-GaN欧姆接触层及N-GaN欧姆接触层表面上形成Ti/Au的正电极衬垫及负电极衬垫(Bonding pad)。
实施例二提供一基板，在基板表面上于低温下外延先成长一低温缓冲层，在低温缓冲层上于高温下形成一高温缓冲层，上述低温、高温缓冲层的材料由氮化镓系化合物所组成，通常为AlxGa1-xN(0≤x≤1)。
在基板上形成厚度约200～300的低温缓冲层及厚度约0.7μm的高温缓冲层之后，接续在高温缓冲层之上外延形成一载子掺杂浓度约3～5e+18cm-3的N型氮化镓(N-GaN)欧姆接触层，其成长厚度约2～5μm，接着，形成一不含载子掺杂的氮化铟镓(InGaN)所组成的发光层，当完成发光层的外延成长后成长一载子掺杂浓度约3e+17～5e+17cm-3的P型氮化铝镓(P-AlGaN)所组成的披覆层及一载子掺杂浓度约3e+17～1e+18cm-3的P型氮化镓(P-GaN)与P型氮化铟镓(P-InGaN)所构成的欧姆接触层。当完成整个发光组件的外延成长，接着以干蚀刻法(Dry Etching)将部份N-GaN欧姆接触层表面、部份发光层、及部份P-AlGaN披覆层及P-GaN与P型氮化铟镓(P-InGaN)欧姆接触层移除，露出N-GaN欧姆接触层表面。
接着制作本发明的重点晶域接触层、扩散阻隔层、窗户层与正负电极，其步骤如下，请参阅图4A(1)分别使用BOE及(NH4)2Sx清洗P-InGaN欧姆接触层及N-GaN欧姆接触层表面各约10分钟。
(2)以电子束蒸镀法(E-beam evaporation)在p-InGaN欧姆接触层上形成一厚度约5～20的镍(Nickel)金属薄膜层，其为第二扩散阻隔层(或称为第二金属氧化薄膜层)及5～20的金(Gold)的一金属薄膜层的晶域接触层，及厚度约10～50的镍(Nickel)的第一金属氧化薄膜层的第一扩散阻隔层，并使用快速对火炉(RTA)或石英炉管在含氧环境下温度约450～600℃，合金约5～20分钟以形成NiOx/Au/NiOx而降低与p-InGaN欧姆接触层的接触电阻，接着使用现有的光罩湿蚀刻法(wet etching)移除p-InGaN欧姆接触层之上以外的金属薄膜层。
(3)于NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之上，接着以电子束蒸镀法(E-beam evaporation)或溅镀法(sputtering)形成一厚度约500～4000之ITO的导电透光层，其为该窗户层，于此NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之上，接着使用湿蚀刻法(wet etching)移除NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之上以外的ITO。
(4)于N-GaN欧姆接触层表面上形成Ti/Al，并使用快速对火炉(RTA)或石英炉管在含氮环境下温度约450～600℃，合金约5～30分钟以降低Ti/Al与N-GaN欧姆接触层的接触电阻并同时将ITO退火以增加ITO的透光性及ITO与NiOx(nickel oxide)金属氧化薄膜层之间的接触电阻。
(5)接着于P-InGaN欧姆接触层及N-GaN欧姆接触层表面上形成Ti/Au的正电极衬垫及负电极衬垫(Bonding pad)。
实验数据A.P-GaN接触层(contact layer)的穿透率
B.P-InGaN接触层(contact layer)的穿透率
以上描述了本发明的优选实施例，其目的在于使本领域技术人员能了解本发明的内容并能予以实施，然其并非用以限定本发明，因此，本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化，仍包含在本发明的申请专利范围中。
权利要求
1.一种氮化镓系发光二极管的结构，其结构包括一基板；一第一导电型半导体层，该第一半导体层接于该基板上部；一发光层，其位于该第一导电型半导体层的上方；一第二导电型半导体层，其位于该发光层的上方；一晶域接触层，其位于该第二导电型半导体层的上方；一扩散阻隔层，其位于该晶域接触层的上方；一窗户层，其位于该扩散阻隔层的上方；一第一电极，其位于该第一导电型半导体层的上方；一第二电极，其位于该窗户层的上方；其中，所述扩散阻隔层阻隔该窗户层扩散至该晶域接触层，使接触阻值上升。
2.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为透光性基板。
3.如权利要求2所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为蓝宝石、氧化锌、氧化锂镓、氧化锂铝或尖晶石。
4.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为碳化硅、砷化镓或硅基材。
5.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该第一导电型半导体层为氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓。
6.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该第二导电型半导体层为氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓。
7.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该发光层为含铟的氮化物化合物半导体。
8.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该晶域接触层为金层。
9.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该扩散阻隔层为氧化镍化合物层。
10.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该窗户层为导电透光层。
11.如权利要求10所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该导电透光层为氧化铟、氧化锡或氧化铟锡。
12.如权利要求1所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该第二导电型半导体层与该晶域接触层之间还包含一扩散阻隔层。
13.一种氮化镓系发光二极管的结构，其结构包括一基板；一N型半导体层，该半导体层接于该基板上部；一发光层，其位于该第一导电型半导体层的上方；一P型半导体层，其包含一P型半导体披覆层，其位于该发光层的上方，一P型半导体欧姆接触层，其位于该P型半导体披覆层的上方；一金属薄膜层，其位于该P型半导体欧姆接触层的上方；一第一金属氧化薄膜层，其位于该金属薄膜层的上方；一导电透光层，其位于该第一金属氧化薄膜层的上方；一第一电极，其于该第一导电型半导体层的上方；一第二电极，其于该导电透光层的上方。
14.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为透光性基板。
15.如权利要求14所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为蓝宝石、氧化锌、氧化锂镓、氧化锂铝或尖晶石。
16.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该基板可为碳化硅、砷化镓或硅基材。
17.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该N型导电型半导体层为氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓。
18.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该P型导电型半导体层为氮化镓、氮化铝铟镓或氮化铟镓。
19.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该发光层为含铟的氮化物化合物半导体。
20.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该金属薄膜层与该P型半导体欧姆接触层之间还包含一第二金属氧化薄膜层。
21.如权利要求20所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该第二金属氧化薄膜层为氧化镍化合物层。
22.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该金属薄膜层为一金层。
23.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该第一金属氧化薄膜层为氧化镍化合物层。
24.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该导电透光层为氧化铟、氧化锡或氧化铟锡。
25.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该金属薄膜层的厚度为5～20。
26.如权利要求13所述的氮化镓系发光二极管的结构，其中该第一金属氧化薄膜层的厚度为25～50。
27.一种氮化镓系发光二极管的结构的制作方法，其步骤包括提供一基板；于该基板之上形成一N型半导体层；于该N型半导体层之上形成一发光层；于该发光层之上形成一P型半导体层，其中该P型半导体层包含一P型半导体披覆层，其形成于该发光层的上方，一P型半导体欧姆接触层，其形成于该P型半导体披覆层的上方；于该P型半导体披覆层的上方形成一晶域接触层；于该晶域接触层的上方形成一扩散阻隔层；于该扩散阻隔层的上方形成一窗户层；于该N型半导体层的上方形成一第一电极；于该窗户层的上方形成一第二电极。
28.如权利要求27所述的氮化镓系发光二极管的结构的制作方法，其中形成该扩散阻隔层于该晶域接触层的上方后，需予以退火处理。
29.一种氮化镓系发光二极管的结构的制作方法，其步骤包括提供一基板；于该基板之上形成一N型半导体层；于该N型半导体层之上形成一发光层；于该发光层之上形成一P型半导体层，其中该P型半导体层包含一P型半导体披覆层，其形成于该发光层的上方，一P型半导体欧姆接触层，其形成于该P型半导体披覆层的上方；于该P型半导体披覆层的上方形成一金属薄膜；于该金属薄膜的上方形成一第一金属氧化薄膜层；于该第一金属氧化薄膜的上方形成一导电透光层；形成一第一电极，其位于该N型半导体层的上方；于该导电透光层的上方形成一第二电极。
30.如权利要求29所述的氮化镓系发光二极管的结构的制作方法，其中形成该第二金属薄膜层于该第一金属薄膜的上方后，需予以退火处理。
31.如权利要求29所述的氮化镓系发光二极管的结构的制作方法，其中于该P型半导体披覆层的上方形成一第一金属薄膜的步骤，可以下列步骤所取代于该P型半导体披覆层之上形成一第二金属氧化薄膜层；以及于该第二金属氧化薄膜层的上方形成一金属薄膜层。
32.如权利要求29所述的氮化镓系发光二极管的结构的制作方法，其中于形成该第一电极时，予以退火处理。
全文摘要
本发明涉及一种氮化镓系发光二极管的结构及其制作方法，其利用一扩散阻隔层、晶域接触层与窗户层以形成一透光导电窗户层(transparent conductive window layer)，利用该晶域接触层的加入使该扩散阻隔层与一发光二极管的一P型半导体层形成欧姆接触，再利用该扩散阻隔层以阻隔该窗户层因扩散而与该晶域接触层接触，从而造成接触阻值的上升，以使得该透光导电窗户层的操作电压降低并增加其透光性。
文档编号H01L33/00GK1667842SQ20041000851
公开日2005年9月14日 申请日期2004年3月11日 优先权日2004年3月11日
发明者赖穆人, 洪详竣, 孙雪峰, 杨师明 申请人:炬鑫科技股份有限公司