[發明專利]具有高導通n型歐姆接觸的發光二極管及制作方法

有效

• 申請號: 201210003578.3
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102569556A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 葉孟欣;吳志強;黃少華;周啟倫
• 申請（專利權）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/12;H01L33/32
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發光二極管其及制作方法，特別是涉及一種具有高導通n型歐姆接觸的的垂直結構發光二級管及其制造方法。????

背景技術

近年來，為了提高氮化鎵基發光二極管的發光效率，發展了襯底轉移技術，例如在藍寶石襯底上通過MOCVD沉積GaN基薄膜，然后把GaN基薄膜通過晶圓鍵合技術或電鍍技術黏結到半導體或金屬基板上，再把藍寶石襯底用激光剝離方法去除；或者在SiC或者Si襯底上沉積GaN基薄膜，然后把GaN基薄膜通過晶圓鍵合技術或電鍍技術黏結到半導體或金屬基板上，再把SiC或者Si襯底用化學腐蝕方法去除。這樣一方面可以通過在外延薄膜和基板之間加一個反射層，另一方面由于氮極性面的GaN上容易通過光化學腐蝕方法獲取粗糙的出光面，以上兩方面使薄膜GaN芯片具有更高的出光效率，同時轉移后的基板具有優良的導熱特性，因此轉移到散熱基板上的GaN基薄膜芯片在大電流應用上具有較大的優勢。

然而，去除生長襯底后暴露的GaN薄膜表面一般為氮極性面，而氮極性面的歐姆接觸特性與鎵極性面不同，例如鎵極性面的N型GaN的歐姆接觸電極一般采用Ti/Al歐姆接觸電極，而氮極性面的N型GaN的接觸電極若仍然采用Ti/Al電極，則在初始時間，Ti/Al與N型GaN呈現出比鎵極性面更優的歐姆接觸特性，但經過150度左右的溫度后，其接觸特性即劣化為肖特基接觸，表現為其正向工作電壓升高，嚴重制約了薄膜GaN芯片的光效。關于其形成原因的探討較具有代表性的有：Hyunsoo?Kim等人(APPLIED?PHYSICS?LETTERS?93,?192106,?2008)認為是氮空位與表面鎵空位以及C、O原子反應導致表面氮空位減少；Ho?Won?Jang等人(APPLIED?PHYSICS?LETTERS?94,?182108,?2009)認為是體內的氮原子向表面擴散補償了氮空位導致表面氮空位減少。目前為止，此兩個研究團隊亦未提出在氮極性面上制作N型GaN歐姆接觸電極的有效方法。Philips?Lumileds?Lighting?Company?推出的薄膜倒裝(TFFC)發光二極管，其N型歐姆接觸電極仍然制作在鎵極性面N型GaN上，即可以繼續沿用Ti/Al歐姆接觸電極，因此TFFC的一個顯著優點是可以完全避開上述討論氮極性面的問題，但因薄膜上P、N電極需要分別黏結在基板上對應的正負電極區域，因此對芯片倒裝技術要求較高；另外為了避免激光剝離藍寶石襯底時薄膜破裂，需要保證薄膜表面在激光剝離藍寶石瞬間承受均勻的沖擊力，因此在激光剝離藍寶石襯底前需要在薄膜與倒裝粘結基板之間填充介質，填充的一致性難控制，器件成品率可能因此受影響。

發明內容

為了解決現在的技術方問題，本發明提出了一種具有高導通n型歐姆接觸的發光二極管其及制作方法，以克服現有垂直式氮化鎵基垂直發光二極管存在的因氮面n型GaN基半導體層上歐姆接觸電極易受溫度裂化導致薄膜GaN基發光器件電壓可靠性問題。

根據本發明的第一方面，一種具有高導通n型歐姆接觸的發光二極管外延結構的制造方法，包括以下步驟：提供一生長襯底；在生長襯底上形成一摻雜n型歐姆接觸緩沖層，其電子濃度大于或等于1×10²⁰cm^-3；在n型歐姆接觸緩沖層上外延生長發光外延層，其至下而上至少包括：n型半導體層?、活性層、p型半導體層。

所述n型歐姆接觸緩沖層通過?外延生長形成，其材料為Al_cIn_dGa_1-c-dN，其中0≦c<1，0≦d<1，c+d<1。

所述n型歐姆接觸緩沖層的能隙小于或等于3.4eV。

所述n型歐姆接觸緩沖層通過離子注入法注入離子形成高摻雜，其摻雜濃度大于或等于1×10²⁰cm^-3。

所述n型歐姆接觸緩沖層的厚度為10埃～5000埃。

根據本發明的第二個方面，一種具有高導通n型歐姆接觸的發光二極管外延結構，包括：生長襯底；摻雜n型歐姆接觸緩沖層，位于該生長襯底之上，其電子濃度大于或等于1×10²⁰cm^-3；發光外延層，形成于n型歐姆接觸緩沖層之上，其自下而上包含n型半導體層、活性層、p型半導體層。

所述n型歐姆接觸緩沖層由Al_cIn_dGa_1-c-dN構成，其中0≦c<1，0≦d<1，c+d<1。