[發(fā)明專利]一種具有電流阻擋層的發(fā)光二極管及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201110319278.1 | 申請日： | 2011-10-20 |
| 公開（公告）號： | CN103066175A | 公開（公告）日： | 2013-04-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 彭璐;黃博;劉存志;王成新 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東浪潮華光光電子有限公司 |
| 主分類號： | H01L33/14 | 分類號： | H01L33/14;H01L33/00 |
| 代理公司： | 濟南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219 | 代理人： | 呂利敏 |
| 地址： | 261061 *** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 具有 電流 阻擋 發(fā)光二極管 及其 制備 方法 | ||
1.一種發(fā)光二極管，包括襯底層上依次是GaN外延層和電流擴展層，所述GaN外延層由下往上依次包括N型GaN半導(dǎo)體層、發(fā)光層和P型GaN半導(dǎo)體層，在電流擴展層上是P電極焊線層，在N型GaN半導(dǎo)體層上是N電極焊線層，其特征在于，在P電極焊線層正下方對應(yīng)位置生長有一層具有反射作用的電流阻擋層，位于P型GaN半導(dǎo)體層和電流擴展層之間，所述的電流阻擋層內(nèi)有圓柱形空洞，在所述圓柱形空洞內(nèi)有ITO透明導(dǎo)電材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種發(fā)光二極管，其特征在于，所述電流阻擋層的橫截面積大小與所述的P電極焊線層的大小相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述的圓柱形空洞直徑為0.5-2μm，周期為10-20μm，所述電流阻擋層內(nèi)有圓柱形空洞的數(shù)量為20-30個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述的電流阻擋層為TiO、TiO2、ZrO2、SiO2、SiNx中的任意兩種或多種，按照1/4LED的發(fā)光波長交替生長而成，生長周期為2-3個。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述的電流擴展層的材質(zhì)是ITO透明導(dǎo)電材料，所述電流阻擋層的厚度小于或等于電流擴展層的厚度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一權(quán)利要求所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述的ITO透明導(dǎo)電材料的電阻率為1.8×10-4×10-4Ω·cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述的襯底層是藍(lán)寶石、硅或碳化硅襯底其中的一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，在襯底層背面設(shè)置有ODR介質(zhì)膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述的ODR介質(zhì)膜為：自上而下順序為，一層布拉格反射膜系和一層Al膜，所述布拉格反射膜系是交替生長的厚度為λ/4n1的SiO2和厚度為λ/4n2的TiO2，生長周期為3-4個，其中λ為LED的發(fā)光波長；所述Al膜的厚度為200-600nm。
10.權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管的制備方法，步驟如下：
(1)在襯底層上生長GaN外延層：在襯底層上自下往上依次生長厚度為0.5μm-6μm的摻Si的N型GaN層，其中Si的摻雜濃度范圍是：5×1017cm-3-5×1019cm-3，多量子阱發(fā)光層，其中發(fā)光層厚度范圍為10-500nm，厚度為120nm-300nm的摻Mg的P型GaN層，其中Mg摻雜濃度范圍是：5×1019cm-3-5×1020cm-3；
(2)利用真空蒸鍍或磁控濺射技術(shù)，在P型GaN層上生長電流阻擋層，所述的電流阻擋層為TiO、TiO2、ZrO2、SiO2、SiNx中的任意兩種或多種，按照1/4LED的發(fā)光波長交替生長而成，生長周期為2-3個；
(3)通過濕法腐蝕或干法刻蝕方式將電流阻擋層的外形制成與P電極焊線層相對應(yīng)的形狀，并且電流阻擋層上貫通設(shè)置圓柱形空洞，空洞直徑為0.5-2μm，周期為10-20μm，所述電流阻擋層內(nèi)有圓柱形空洞的數(shù)量為20-30個；
(4)利用真空蒸鍍或磁控濺射技術(shù)，在電流阻擋層的圓柱形空洞內(nèi)填充ITO導(dǎo)電材料，ITO的厚度等于電流阻擋層的厚度；
(5)在電流阻擋層的上表面制備一層ITO電流擴展層，所述的ITO電流擴展層厚度大于或等于電流阻擋層的厚度；
(6)在電流擴展層上制備P電極焊線層和N電極焊線層，最終制得芯片；
(7)將步驟(6)所得的芯片的襯底層背面減薄，并在減薄后的襯底層背面上制備ODR介質(zhì)膜，所述的ODR介質(zhì)膜為：自上而下順序為，一層布拉格反射膜系和一層Al膜，所述布拉格反射膜系是交替生長的厚度為λ/4n1的SiO2和厚度為λ/4n2的TiO2，生長周期為3-4個，其中λ為LED的發(fā)光波長。
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