[發明專利]氮化鎵基半導體發光二極管及其制造方法

無效

• 申請號: 200810095054.5
• 申請日: 2006-09-25
• 公開（公告）號: CN101271952A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 高健維;吳邦元;閔垘基;樸亨鎮;黃碩珉
• 申請（專利權）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 章社杲;吳貴明

本申請是申請號為200610139775.2、申請日為2006年9月25日、發明名稱為“氮化鎵基半導體發光二極管及其制造方法”的原案申請的分案申請。

相關申請的交叉參考

本申請要求于2005年9月26日向韓國知識產權局提交的韓國專利申請第2005-89199號的優先權，其全部內容結合于此作為參考。

技術領域

本發明涉及一種氮化鎵基半導體發光二極管(LED)及其制造方法。氮化鎵基半導體LED可以提高藍寶石襯底的散熱能力，從而，避免熱量引起的器件性能退化，并提高器件的發光效率。

背景技術

由于諸如GaN的III-V族氮化物半導體具有極好的物理和化學性能，因此，它們被認為是發光器件的基本材料，例如，發光二極管(LED)或激光二極管(LD)。由III-V族氮化物半導體形成的LED或LD廣泛應用于獲取藍光或綠光的發光器件中。發光器件適用于各種產品的光源，例如，家用電器、電子顯示板和照明裝置。通常，III-V族氮化物半導體由具有In_xAl_YGa_1-X-YN(0≤X，0≤Y，X+Y≤1)實驗式的氮化鎵(GaN)基材料組成。

由于使用GaN基材料的GaN基半導體LED不能形成GaN大小的單晶體，所以應該使用適于GaN晶體生長的襯底。廣泛使用的是藍寶石襯底。

下面將參照圖1描述根據現有技術的GaN基半導體LED。

圖1是根據現有技術的GaN基半導體LED的截面視圖。

參照圖1，GaN基半導體LED?100包括：n型氮化物半導體層102、活性層103、以及p型氮化物半導體層104，這些層順序形成在藍寶石襯底101上。藍寶石襯底101用來生長GaN基半導體材料。p型氮化物半導體層104的一部分和活性層103的一部分通過臺面蝕刻工藝去除，從而露出n型氮化物半導體層102的預定的上部。

n型氮化物半導體層102、p型氮化物半導體層104、和活性層103可以由具有In_xAl_YGa_1-X-YN(0≤X，0≤Y，X+Y≤1)實驗式的半導體材料形成。具體地說，n型氮化物半導體層102可以是GaN層或摻雜有n型雜質的GaN/AlGaN層。p型氮化物半導體層104可以是GaN層或摻雜有p型雜質的GaN/AlGaN層。活性層103可以是具有多量子阱結構的GaN/InGaN層。

陽極(p電極)106形成在p型氮化物半導體層104的一部分上，該部分沒有通過臺面蝕刻工藝進行蝕刻。陰極(n電極)107形成在n型氮化物半導體層102的一部分上，該部分通過臺面蝕刻工藝而露出。P電極106和n電極107可以由諸如Au或Cr/Au等金屬材料形成。

在p電極106形成之前，可以在p型氮化物半導體層104上形成透明電極105，從而可以增加電流注入面積，并形成歐姆接觸。透明電極105通常由氧化銦錫(ITO)形成。

下面將描述制造根據現有技術的GaN基半導體LED的方法。

n型氮化物半導體層102、活性層103、和p型氮化物半導體層104順序在藍寶石襯底101上生長。對p型氮化物半導體層104、活性層103、和n型氮化物半導體層102部分地進行臺面蝕刻，以露出n型氮化物半導體層102的一部分。然后，在p型氮化物半導體層104上形成透明電極105。透明電極105可以由ITO形成。在透明電極105上形成P電極106，并且在n型氮化物半導體層102上形成n電極107。P電極106和n電極107可以由諸如Au或Au/Cr等金屬形成。

然而，根據現有技術的GaN基半導體LED具有的問題在于，由于藍寶石襯底101具有較高的熱阻，所以由LED?100產生的熱量不能通過藍寶石襯底101很快地消散到外界。因此，結溫(junctiontemperature)升高，并使器件性能退化。該問題在大中型LCD背光或燈所使用的大功率LED中更加嚴重。因此，需要不斷增加發光效率。

發明內容

本發明的優點在于提供一種GaN基半導體LED，其可以提高藍寶石襯底的散熱能力。因此，可以避免由于熱量而引起的器件性能退化，且可以提高器件的發光效率。此外，本發明提供了一種制造GaN基半導體LED的方法。

本發明的總發明構思的其它方面和優點將部分地在隨后的描述中闡述，并且部分地將通過描述而變得顯而易見，或者可以通過總發明構思的實踐而獲得。