专利名称：：一种高亮度发光二极管及其制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种高亮度发光二极管及其制造方法，特别是涉及了一种有一定形状第一欧姆接触电极的高亮度发光二极管以及该高亮度发光二极管的制造方法。
背景技术：
：发光二极管是在照明、显示、控制、通讯等领域用量巨大的元件，具有寿命长、耗电少、电压低、稳定性好、反应时间短等显著优势。随着半导体技术的发展，红、黄、绿高亮度发光二极管已广泛应用于户外显示屏、交通信号灯、传统显示灯，特殊照明领域等，并逐渐进入日常照明领域，拥有广阔的市场前景。目前常规的发光二极管1结构大体如图1-1、图1-2所示，在导电基板11上都包含一个P区(其中含有一层或多层P型半导体材料14)和一个N区(其中含有一层或多层N型半导体材料12)以及由P区和N区交界处组成的能发光的P-N结13。此外，P区和N区的外侧各有一个P电极16和一个N电极17给发光二极管芯片通电。P电极16和N电极17通常都是由不透明的具有一定厚度的导电良好的金属材料制成。P电极16与P型半导体材料14之间、N电极17与导电基板11之间形成欧姆接触。所谓欧姆接触是指半导体设备上具有线性并且对称的电流-电压特性曲线，如果电流-电压特征曲线不是线性的，这种接触叫肖特基接触。肖特基接触是指金属和半导体材料相接触时，在界面处半导体的能带弯曲，形成肖特基势垒，势垒的存在才导致了大的界面电阻，与之对应的欧姆接触界面势垒非常小或者没有接触势垒。芯片尺寸一般都大于100微米，而P区厚度一般都只有几微米甚至更少，使得芯片p区内横向电阻比纵向电阻大得多，p区内的电流大部分都做纵向流动垂直通过P-N结而很少做横向流动，电流分布很不均匀。一般会有以下问题(1)因为芯片内部电流分布不均匀，导致有效发光面积减小；(2)电流分布不均匀，导致区域性发热不均，影响芯片光电性能和寿命；(3)出光区电极正下方电流密度最大，发光最强，但其出光绝大部分都被不透明的P电极阻挡，无法射出，出光效率较低。
发明内容为了解决上述问题，本发明提供一种高亮度发光二极管及其制造方法，以能显著改善芯片内部电流分布，使电流更多、更均匀地分布在出光区域内，使得亮度和器件寿命提高。本发明通过以下途径实现一种高亮度发光二极管，在导电基板上依序形成第二半导体层、活性层和第一半导体层，导电基板的另一面形成第二欧姆接触电极，第一半导体层上形成第一欧姆接触电极和肖特基接触焊线电极，且肖特基接触焊线电极与第一欧姆接触电极连接。所述第一欧姆接触电极的形状为连续的线型、连续的网格状或连续的圆环。所述第一欧姆接触电极的形状为不连续的线形、不连续的网格状或不连续的圆环。所述肖特基接触焊线电极为圆形、四边形、六边形、八边形等任意形状，在芯片发光区的任意位置与第一欧姆接触电极接触。所述第二欧姆接触电极为铺满了整个导电基板的面电极结构，也可以不铺满整个导电基板的点电极结构。一种高亮度发光二极管的制造方法，包含以下步骤(1)提供一导电基板；(2)在导电基板上形成第二半导体层；(3)在第二半导体层上形成活性层；(4)在活性层上形成第一半导体层；(5)在第一半导体层上形成具有第一欧姆接触电极；(6)在第一半导体层上形成焊线电极，使焊线电极的边缘与第一欧姆接触电极连接；(7)在导电基板的另一面形成第二欧姆接触电极。所述第一欧姆接触电极为金、镍、铍、锗、锌、银、铝、钛、络等但不限于这些金属的单层或多层金属材料或多层包含二种以上多金属合金材料。所述肖特基接触焊线电极为金、镍、银、铝、钛、铬、铂等但不限于这些金属的单层或多层金属材料或多层包含二种以上多金属合金材料。所述第二欧姆接触电极为金、镍、铍、锗、锌、银、铝、钛、铬等但不限于这些金属的单层或多层金属材料或多层包含二种以上多金属合金材料。采用上述方案后，本发明由于在第一半导体层上形成有一定形状的第一欧姆接触电极和肖特基接触的焊线电极，且焊线电极与第一欧姆接触电极相连接，这样，使得从焊线电极输入的电流不直接从焊线电极注入第一半导体层，而是通过第一欧姆接触电极扩展之后均匀地注入发光二极管出光区域，从而改善芯片内部电流分布，与现有技术相比，使电流更多、更均匀地分布在出光区域内，使得亮度和器件寿命提高。图1-1是一般发光二极管结构侧视图1-2是一般发光二极管结构俯视图2-1是本发明实施例一的结构侧视图2-2是本发明实施例一的结构俯视图(连续的线型)；图3-1是本发明实施例二的结构侧视图3-2是本发明实施例二的结构俯视图3-3是本发明实施例二的结构仰视图(不连续的点状)；图4-1是本发明实施例三的结构侧视图4-2是本发明实施例三的结构俯视图(连续的网格状)；图5-1是本发明实施例四的结构侧视图；图5-2是本发明实施例四的结构俯视图(不连续的线形)；图6-1是本发明实施例五的结构侧视图6-2是本发明实施例五的结构俯视图(不连续的圆环)。具体实施例方式如图2-l、图2-2所示，是本发明的实施例一发光二极管2，包含一N型的GaAs砷化镓导电基板21，在导电基板21上依序形成第二半导体层22、活性层23、第一半导体层24发光结构，一具有一定形状的第一欧姆接触电极25和一肖特基接触的焊线电极26位于该第一半导体层24上(即发光结构外侧)，且肖特基接触焊线电极26与第一欧姆接触电极25连接，一第二欧姆接触电极27位于导电基板21的另一面(即发光结构外侧)。具体制造方法，包括以下几个步骤首先提供一N型的GaAs导电基板21,然后采用公知技术，如有机金属化学气相磊晶法(M0CVD)、分子束磊晶法(MBE)等依次形成N型磷化铝镓铟第二半导体层22，活化层23，P型磷化镓第一半导体层24，最终得到发光结构。再采用电子束蒸发或溅射的镀膜方式(也是现有技术)，在上述P型磷化镓第一半导体层24上蒸发金铍合金3000埃，形成第一欧姆接触电极25;并通过曝光、显影及蚀刻(图像转移)的方法(也是现有技术)，使上述第一欧姆接触电极25形成一定形状，此实施例中第一欧姆接触电极25的形状为连续的环状细线型，也可以是连续的网格状(如图4-2所示实施例三)或不连续的线形(如图5-2所示实施例四)或不连续的圆环(如图6-2所示实施例五)或其它形状，其所占发光区面积比例也可以增加或减少；通过合金工艺，在60(TC，使第一欧姆接触电极25与第一半导体层24形成欧姆接触。采用电子束蒸发或溅射的镀膜方式，在上述P型磷化镓第一半导8体层24和第一欧姆接触电极25上依序蒸发钛500埃、铝10000埃，形成焊线电极26;并通过曝光、显影及蚀刻的方法，获得焊线电极26的形状，此实施例焊线电极26为圆形，且位于P型磷化镓第一半导体层24中间，也可以为四变形、六边形、八边形等任意形状，位于发光区的任意位置，该焊线电极26正下方的绝大部分都没有覆盖在第一欧姆接触电极25上，只是在焊线电极26边缘与第一欧姆接触电极25相联接，该焊线电极26与上述P型磷化镓第一半导体层24为肖特基接触。采用电子束蒸发或溅射的镀膜方式，在导电基板21的另一面蒸发金锗合金4000埃，形成第二欧姆接触电极27，此实施例第二欧姆接触电极27铺满了整个N型的GaAs导电基板21的面电极结构(如图2-1所示实施例一)，也可以不铺满整个N型的GaAs导电基板21的点电极结构(如图3-3所示实施例二)；通过合金工艺，在50(TC，使第二欧姆接触电极27与N型的GaAs导电基板21形成欧姆接触。此实施例中第一欧姆接触电极25使用的金属材料为金铍，第二欧姆接触面电极27使用的金属材料为金锗，实际欧姆接触电极材料可使用但不限于金、镍、铍、锗、锌、银、铝、钛、铬等单层或多层金属材料或多层包含两种以上多金属合金材料。焊线电极26使用钛铝两层金属结构，实际焊线电极材料也可使用不限于金、镍、铍、铂、锗、锌、钛、锡、铟、铝、铬等单层或多层金属材料或多层包含两种以上多金属合金材料。将此实施例中制作的高亮度发光二极管通过测试机进行光电性能测试，与普通发光二极管的光电参数进行比较，参数对比如下(1)相同测试条件下，测试V-I特性曲线，本实施例中制作的高亮度发光二极管第一欧姆接触电极25和第一半导体层24接触电阻为22欧姆，而一般工艺制得发光二极管第一欧姆接触电极和第一半导体层接触电阻为34欧姆。(2)相同测试条件下(20mA)，测试本实施例中制作的高亮度发光二极管和一般工艺制得发光二极管，光电参数如附表l所示。对比可知，本实施例制作的高亮度发光二极管的正向电压平均值比一般工艺制得发光二极管的正向电压平均值低0.13V，而亮度平均值高出14.4mcd，高出比例达14%，同时其它光电参数没有明显区别。<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>实施例二如图3-l、图3-2、图3-3所示，是本发明的实施例二发光二极管3。与实施例一相同，实施例二也包括导电基板31，在导电基板31上依序形成第二半导体层32、活性层33、第一半导体层34发光结构，一具有一定形状的第一欧姆接触电极35和一肖特基接触的焊线电极36位于该第一半导体层34上，且肖特基接触焊线电极36的边缘与第一欧姆接触电极35连接，第一欧姆接触电极35和焊线电极36的形状也与实施例一相同(如图3-2所示)，一第二欧姆接触电极37位于导电基板31的另一面。此实施例二与实施例一的区别在于，还通过曝光、显影及蚀刻的方法，获得一定形状的第二欧姆接触电极37，见图3-3，第二欧姆接触电极37的形状为不铺满整个N型的GaAs导电基板31的点电极结构。实施例三如图4-l、图4-2所示，是本发明的实施例三发光二极管4。与实施例一相同，实施例三也包括导电基板41，在导电基板41上依序形成第二半导体层42、活性层43、第一半导体层44发光结构，一具有一定形状的第一欧姆接触电极45和一肖特基接触的焊线电极46位于该第一半导体层44上，且肖特基接触焊线电极46的边缘与第一欧姆接触电极45连接，一第二欧姆接触电极47位于导电基板21的另一面。此实施例三与实施例一的区别在于，第一欧姆接触电极45的形状为连续的网格状(如图4-2所示)。实施例四如图5-l、图5-2所示，是本发明的实施例四发光二极管5。与实施例一相同，实施例四也包括导电基板51,在导电基板51上依序形成第二半导体层52、活性层53、第一半导体层54发光结构，一具有一定形状的第一欧姆接触电极55和一肖特基接触的焊线电极56位于该第一半导体层54上，且肖特基接触焊线电极56的边缘与第一欧姆接触电极55连接，一第二欧姆接触电极57位于导电基板21的另一面。此实施例四与实施例一的区别在于，第一欧姆接触电极55的形状为不连续的线形(如图5-2所示)。实施例五如图6-l、图6-2所示，是本发明的实施例五发光二极管6。与实施例一相同，实施例五也包括导电基板61,在导电基板61上依序形成第二半导体层62、活性层63、第一半导体层64发光结构，一具有一定形状的第一欧姆接触电极65和一肖特基接触的焊线电极66位于该第一半导体层64上，且肖特基接触焊线电极66的边缘与第一欧姆接触电极65连接，一第二欧姆接触电极67位于导电基板21的另一面。此实施例五与实施例一的区别在于，第一欧姆接触电极65的形状为不连续的圆环(如图6-2所示)。上述实施例均为本发明的优选实施例使用，然本发明未仅限于以上实施例，凡依本发明精神所作的任何等同变换，均在本发明范围之内。权利要求1、一种高亮度发光二极管，在导电基板上依序形成第二半导体层、活性层和第一半导体层，其特征在于导电基板的另一面形成第二欧姆接触电极，第一半导体层上形成第一欧姆接触电极和肖特基接触焊线电极，且肖特基接触焊线电极与第一欧姆接触电极连接。2、如权利要求1所述的一种高亮度发光二极管，其特征在于所述第一欧姆接触电极的形状为连续的线型、连续的网格状或连续的圆环。3、如权利要求1所述的一种高亮度发光二极管，其特征在于所述第一欧姆接触电极的形状为不连续的线型、不连续的网格状或不连续的圆环。4、如权利要求1所述的一种高亮度发光二极管，其特征在于所述肖特基接触焊线电极为圆形、四边形、六边形或八边形，在芯片发光区的任意位置与第一欧姆接触电极接触。5、如权利要求1所述的一种高亮度发光二极管，其特征在于所述第二欧姆接触电极为铺满了整个导电基板的面电极结构。6、如权利要求1所述的一种高亮度发光二极管，其特征在于:所述第二欧姆接触电极为不铺满整个导电基板的点电极结构。7、一种高亮度发光二极管的制造方法，其特征在于包含以下步骤(1)提供一导电基板；(2)在导电基板上形成第二半导体层；(3)在第二半导体层上形成活性层；(4)在活性层上形成第一半导体层；(5)在第一半导体层上形成具有第一欧姆接触电极；(6)在第一半导体层上形成焊线电极，使焊线电极的边缘与第一欧姆接触电极连接；(7)在导电基板的另一面形成第二欧姆接触电极。8、如权利要求6所述的一种高亮度发光二极管的制造方法，其特征在于步骤(5)第一欧姆接触电极使用金、镍、铍、锗、锌、银、铝、钛、铬等金属的单层或多层金属材料或多层包含二种以上多金属合金材料。9、如权利要求6所述的一种高亮度发光二极管的制造方法，其特征在于步骤(6)肖特基接触焊线电极使用金、镍、银、铝、钛、铬、铂等金属的单层或多层金属材料或多层包含二种以上多金属合金材料。10、如权利要求6所述的一种高亮度发光二极管的制造方法，其特征在于步骤(7)第二欧姆接触电极使用金、镍、铍、锗、锌、银、铝、钛、铬等金属的单层或多层金属材料或多层包含二种以上多金属合金材料。全文摘要本发明公开一种高亮度发光二极管及其制造方法，在导电基板上依序形成第二半导体层、活性层和第一半导体层，导电基板的另一面形成第二欧姆接触电极，第一半导体层上形成第一欧姆接触电极和肖特基接触焊线电极，且肖特基接触焊线电极与第一欧姆接触电极连接。本发明能显著改善芯片内部电流分布，使电流更多、更均匀地分布在出光区域内，使得亮度和器件寿命提高。文档编号H01L33/00GK101442092SQ20081007216公开日2009年5月27日申请日期2008年11月14日优先权日2008年11月14日发明者彭绍文,涛李,凯杨,黄尊祥申请人:厦门乾照光电有限公司