[發明專利]具有透明導電層的發光二極管及其制作方法

有效

• 申請號: 201210238130.X
• 申請日: 2012-07-11
• 公開（公告）號: CN102738345A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 林科闖;蔡文必;王篤祥;戴菁甫;林仕尉;董仲偉
• 申請（專利權）人: 天津三安光電有限公司
• 主分類號: H01L33/42
• 分類號: H01L33/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及半導體光電器件的制作，具體涉及一種具有透明導電層的發光二極管及相應的制作方法。

背景技術

發光二極管（LED）經過多年的發展，已經廣泛用于顯示、指示、背光、照明等不同領域。III-V族化合物是當前主流的用于制作發光二極管的半導體材料，其中以氮化鎵基材料和鋁鎵銦磷基材料最為普遍。

傳統的P型III-V族半導體材料的電流擴展性能一般較差，為了使電流能夠均勻地注入發光層，一般在p型材料層上加一電流擴展層。氧化銦錫（ITO）為目前發光二極管制作中使用最為廣泛的電流擴展層材料之一，其主要優先包括：1）可見光波段的穿透率很高，是良好的透明導電窗口；2）折射率與發光半導體材料較為匹配，有利于提高取光效率。為了達到較佳的導電性及透光率，一般要求形成的ITO薄膜的致密性越佳越好。

發明內容

本發明提供了一種具有透明導電層的發光二極管及制作方法，其可有效提升器件的取光效率。

根據本發明的第一個方面，具有透明導電層的發光二極管，包括：外延層，由半導體材料層堆疊而成；透明導電層，形成于所述發光外延層之上。其中，所述透明導電層由第一氧化銦錫層和第二氧化銦錫層構成；所述第一氧化銦錫層形成于所述發光外延層上，其為不完全連續的薄膜分布狀態；所述第二氧化銦錫層形成于所述第一氧化銦錫層上，其致密性優于所述第一氧化銦錫層。

進一步地，所述第一氧化銦錫層的厚度為10~100?。

進一步地，所述第一氧化銦錫層通過電子束蒸鍍形成，呈不完全連續的薄膜分布，其上分布有孔洞結構，孔洞直徑為50~100nm。所述孔洞結構與所述發光二極管的發光外延層形成自然的縱向電流阻擋作用。

進一步地，所述第二氧化銦錫層通過離子束濺射的方式形成。

進一步地，所述第二氧化銦錫層分為底部層和主體層，所述底部層采用第一離子束濺鍍而成，主體層采用第二離子束濺鍍而成，其中所述第一離子束的能量小于第二離子束的能量。

進一步地，所述第二氧化銦錫層的底部層厚度為100~200?。

進一步地，所述第二氧化銦錫層的主體層厚度為600~1200?。

進一步地，所述第二氧化銦錫層的主體層的電阻率為10~20????????????????????????????????????????????????。

進一步地，所述第二氧化銦錫層的底部層的電阻率為20~30。

根據本發明的第二個方面，具有透明導電層的發光二極管的制作方法，包括步驟：提供一基板，外延生長發光外延層，其依次包括第一限制層、發光層、第二限制層；在發光外延層形成第一氧化銦錫層，其呈不完全連續的薄膜分布狀態；在所述第一氧化銦錫層上形成第二氧化銦錫層，其致密性優于所述第一氧化銦錫層；所述第一氧化銦錫層和第二氧化銦錫層構成透明導電層。

進一步地，采用電子束蒸鍍方式形成第一氧化銦錫層，其電子束蒸鍍的速率為0.5~1?/s，所形成的氧化銦錫層的厚度為10~100?。所述呈不完全連續的薄膜分布的第一氧化銦錫層上分布有孔洞結構，所述孔洞直徑50~100nm。孔洞結構與發光外延層形成自然的縱向電流阻擋作用。

進一步地，采用下述方法形成第二氧化銦錫層：采用第一離子束，在所述第一氧化銦錫層上濺鍍第二氧化銦錫層的底部層；采用第二離子束，在所述第二氧化銦錫層的底部層上濺鍍第二氧化銦錫層的主體層；所述第一離子束的能量小于第二離子束的能量。

進一步地，所述第一離子束的電流為50~60A，電壓為45~50v，蒸鍍速率為1~2?/s；所述第二離子束的電流為70~80A，電壓為50~55v，蒸鍍速率為2~6?/s；形成的第二氧化銦錫層的底部層厚度為100~200?，電阻率為20~30；形成的第二氧化銦錫層的主體層厚度為600~1200?，電阻率為10~20。

本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。

附圖說明

附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。此外，附圖數據是描述概要，不是按比例繪制。

圖1為采用電子束蒸鍍形成的ITO的SEM外觀照片圖。

圖2為采用離子束濺射形成的ITO的?SEM外觀照片圖。

圖3為根據本發明實施的具有透明導電層的發光二極管結構示意圖。

圖4為根據本發明實施的透明導電層結構示意圖。