[發(fā)明專利]發(fā)光二極管反射電極的鈍化方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201210326876.6 | 申請(qǐng)日: | 2012-09-06 |
| 公開(公告)號(hào): | CN102856459A | 公開(公告)日: | 2013-01-02 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 林素慧;洪靈愿;彭康偉;其他發(fā)明人請(qǐng)求不公開姓名 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 安徽三安光電有限公司 |
| 主分類號(hào): | H01L33/36 | 分類號(hào): | H01L33/36;H01L33/40 |
| 代理公司: | 暫無(wú)信息 | 代理人: | 暫無(wú)信息 |
| 地址: | 241000 安徽*** | 國(guó)省代碼: | 安徽;34 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 發(fā)光二極管 反射 電極 鈍化 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種反射電極的制作方法,更具體地是發(fā)光二極管反射電極的鈍化方法。
背景技術(shù)
發(fā)光二極管(英文為L(zhǎng)ight?Emitting?Diode,簡(jiǎn)稱LED)是半導(dǎo)體二極管的一種,它能將電能轉(zhuǎn)化為光能,發(fā)出黃、綠、藍(lán)等各種顏色的可見光及紅外和紫外不可見光。與小白熾燈泡及氖燈相比,它具有工作電壓和電流低、可靠性高、壽命長(zhǎng)且可方便調(diào)節(jié)發(fā)光亮度等優(yōu)點(diǎn)。自20世紀(jì)90年代氮化鎵(GaN)基LED開發(fā)成功以來,隨著研究的不斷進(jìn)展,其發(fā)光亮度也不斷提高,應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣。
目前,適合商用的藍(lán)綠光LED都是基于GaN的III-V族化合物半導(dǎo)體材料。由于GaN基LED外延片的P-GaN層空穴濃度小,且P-GaN厚度較薄,絕大部分發(fā)光時(shí)從P-GaN透出。而P-GaN不可避免地對(duì)光有吸收作用,導(dǎo)致LED芯片外量子效率不高,大大降低了LED的發(fā)光效率。為此,改善LED發(fā)光效率的研究較為活躍,主要技術(shù)有采用圖形襯底技術(shù)、分布電流阻擋層、分布布拉格反射層(英文為Distributed?Bragg?Reflector,簡(jiǎn)稱DBR)結(jié)構(gòu)、透明襯底、表面粗化、光子晶體技術(shù)等。
參見圖1,在常規(guī)正裝發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中,包括襯底100,由下往上堆疊的N型層101、發(fā)光層102、P型層103、電流擴(kuò)展層104、P電極105(包括第一金屬隔離層107、第二金屬隔離層108和金屬表面層109)以及設(shè)置在N型層101裸露表面上的N電極106(包括第一金屬隔離層110、第一金屬隔離層111和金屬表面層112)。由于P電極105中的第一金屬隔離層一般選用Cr在藍(lán)光波段440~475nm的反射率低,只有35%左右的反射率,所以電極對(duì)光有吸收作用,使得發(fā)光層發(fā)出的部分光線未能發(fā)射出來,造成光損失,影響芯片的發(fā)光效率,目前已有相關(guān)技術(shù)通過在金屬電極下方加入金屬反射膜(Al或Ag高反金屬),由于Al或Ag在藍(lán)光波段440~475nm的反射率比Cr高,達(dá)到80%以上的反射率,這樣使得光線被反射重新進(jìn)入芯片內(nèi)部,然后通過一次或多次折射發(fā)射出芯片表面,從而增加發(fā)光效率,其中通過增設(shè)金屬銀或鋁反射膜的形成的具有反射電極的發(fā)光二極管(參見圖2),包括襯底200,由下往上堆疊的N型層201、發(fā)光層202、P型層203、電流擴(kuò)展層204、P電極205(包括金屬反射層207、第一金屬隔離層208、第二金屬隔離層209和金屬表面層210)以及設(shè)置在N型層201裸露表面上的N電極206(包括金屬反射層211、第一金屬隔離層212、第二金屬隔離層213和金屬表面層214)。這種結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管往往會(huì)在封裝老化中出現(xiàn)光衰異常等問題,尤其是在高溫高濕的環(huán)境下,Al或Ag等金屬反射層不穩(wěn)定,更容易與環(huán)境中的Cl、O等元素反應(yīng)而被氧化,造成光效下降,電極鼓泡、起皮甚至導(dǎo)致掉電極,從而導(dǎo)致發(fā)光二極管失效。
發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題,本發(fā)明提出發(fā)光二極管反射電極的鈍化保護(hù)方法。
本發(fā)明解決上述問題的技術(shù)方案為:發(fā)光二極管反射電極的鈍化保護(hù)方法,包括步驟:
在一基板上形成發(fā)光外延層,其至下而上包括第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層;
在所述發(fā)光外延層上形成反射金屬電極結(jié)構(gòu),包括金屬反射層、金屬隔離層和金屬電極層;
采用化學(xué)溶液對(duì)所述金屬反射層的四周側(cè)壁進(jìn)行金屬鈍化,完成金屬電極結(jié)構(gòu)的鈍化保護(hù)。
在本發(fā)明中,優(yōu)選地,所述化學(xué)溶液為濃硫酸、濃鹽酸中的至少一種溶液。
優(yōu)選地,還可以在形成發(fā)光外延層后,在所述發(fā)光外延層上形成透明導(dǎo)電層。
優(yōu)選地,還可以在形成發(fā)光外延層后,在所述發(fā)光外延層上形成電流阻擋層。
優(yōu)選地,所述金屬反射層為Al、Ag中的至少一種金屬,其厚度為5~100nm。
優(yōu)選地,所述金屬隔離層為Cr、Pt、W中的至少一種金屬,其厚度為5~200nm。
優(yōu)選地,所述金屬電極層為Au,其厚度為50~3000nm。
優(yōu)選地,所述金屬隔離層為多層結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的有益效果:采用化學(xué)溶液對(duì)所述金屬反射層的四周側(cè)壁進(jìn)行金屬鈍化,形成鈍化膜,便可以將金屬反射層完全保護(hù)住,使其不與外界接觸,提高發(fā)光二極管的可靠性,同時(shí)又能保證金屬電極的附著力。進(jìn)一步地,由于化學(xué)溶液不與金屬隔離層、金屬電極層、發(fā)光外延層發(fā)生化學(xué)反應(yīng),所以在做金屬鈍化之前,不需要特別的保護(hù)處理,只要將晶片浸入化學(xué)溶液即可,有效地簡(jiǎn)化了工藝流程,節(jié)省制作成本。
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