[發明專利]一種具有多膜塊透明導電層的GaN基發光二極管及其制作方法

在審

• 申請號: 201210485519.4
• 申請日: 2012-11-18
• 公開（公告）號: CN105118906A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 武勝利;肖志國;劉琦;閆曉紅;李倩影;唐勇
• 申請（專利權）人: 大連路美芯片科技有限公司
• 主分類號: H01L33/42
• 分類號: H01L33/42;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種發光二極管，屬于半導體制造技術領域。

背景技術

發光二極管(LED)是一種將電能轉化為光能的固體發光器件，具有可靠性高、功耗低、抗沖擊、壽命長、使用環境溫度廣等一系列優點，是信息顯示的重要手段，可廣泛應用于顯示領域，如汽車信號燈、交通指示燈、大屏幕顯示、背光源等領域，并可以取代白熾燈、日光燈作為高效、節能、長壽命的照明光源。GaN基發光二極管透明導電層的材料已經由Ni/Au被ITO(IndiumTinOxide)取代。但ITO材料雖然導電性能和透射性能都非常優良，但是由于ITO材料本身的特性原因，使它在長時間通過電流的情況下容易造成與GaN表層接觸特性變的很差，使器件電學特性變壞，并引起芯片正向電壓升高，亮度衰減等情況。針對這種情況，本發明是將覆蓋于發光平臺表面的ITO透明導電層制作為相互獨立的膜塊，不同的ITO膜塊之間由Ni/Au薄層連接導通。使得既發揮了ITO高透光性，又改善了芯片在長時間工作時電性變差的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多膜塊透明導電層的發光二極管及其制作方法。通過制備多膜塊的透明導電層，可以降低大尺寸芯片整體ITO導電層的應力，改善芯片在長時間電流作用下ITO材料與GaN接觸特性變差的情況。

本發明的重點在于，傳統的ITO透明電極制作工藝中，發光平臺表面的ITO透明電極是連接在一起的一個整體，而本發明中，發光平臺表面的ITO透明導電層是各自獨立的膜塊，它們之間由Ni/Au導電材料連接起來。

一種GaN基發光二極管的制作方法包括：

(1)用MOCVD外延生長GaN基發光二極管外延層。

(2)清洗外延片。

(3)在外延片上光刻形成發光二極管圖形，采用干法刻蝕(如ICP，IRE)的方法進行刻蝕，形成P型GaN發光平臺和N型GaN的獨立結構。刻蝕深度可以是0.8-1.5μm。

(4)使用濺射、電子束蒸鍍方法在發光平臺表面鍍ITO透明導電膜。再采用光刻、化學腐蝕等方法，將ITO導電膜制作成為分立的導電膜塊。

(5)采用電子束蒸鍍等方法將Ni/Au導電介質蒸鍍到ITO膜表面，再采用光刻、腐蝕方法形成定區域的連接ITO分立的導電膜塊的薄膜。

(6)對透明導電膜進行退火。

(7)制作P、N金屬打線電極。

(8)采用研磨、切割方法形成獨立的發光二極管芯片。

步驟(6)所述的方法，透明導電層的退火是在250～1000℃溫度下進行的，退火時可以是含氧環境、氮氣環境。

步驟(7)所述的P、N金屬打線電極制備包括兩種：在P型GaN上生長的是P型歐姆接觸電極；在N型GaN上生長的是N型歐姆接觸電極。電極生成方法通常采用電子束蒸發或者濺射方法，也可以采用熱蒸發方法。厚度可以是歐姆接觸電極的組分可以是一種或者多種金屬或者化合物。

附圖說明

圖1、芯片俯視示意圖；圖2、芯片側視示意圖；

其中，201：發光平臺；202：ITO膜塊；203：Ni/Au薄層；204：P打線電極；205：N打線電極；206：襯底。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

實施例1：

在外延片上采用光刻、干法刻蝕(如ICP或RIE)等方法，將發光平臺以外的區域的表層鋁鎵銦氮材料腐蝕掉。再采用光刻、電子束蒸發、腐蝕等方法，制作ITO導電膜塊和Ni/Au導電介質薄層。在250℃～1000℃的溫度下進行退火處理，退火過程可以是氮氣環境或者是含氧環境。采用光刻、濕法腐蝕、剝離，電子束蒸發、濺射或熱蒸發方法等方法制作二極管的P打線電極和N打線電極，并進行適當退火，以形成良好歐姆接觸。然后將制作好電極的樣品從背面用研磨的方法將其進行減薄到70-150微米，并對減薄后的襯底進行拋光，以保證平整度。然后在切割道中央的背面用激光或鉆石刀劃片，采用裂片機在外延層一側正面劈裂，形成獨立的二極管發光芯片。

實施例2：

采用電子束蒸發、光刻、腐蝕等方法，制作ITO導電膜塊和Ni/Au導電薄層。在250℃～1000℃的溫度下進行退火處理，退火過程可以是氮氣環境或者是含氧環境。在外延片上采用光刻、干法刻蝕(如ICP或RIE)等方法，將發光平臺以外的區域的表層鋁鎵銦氮材料腐蝕掉。采用光刻、濕法腐蝕、剝離，電子束蒸發、濺射或熱蒸發方法等方法制作二極管的P打線電極和N打線電極，并進行適當退火，以形成良好歐姆接觸。然后將制作好電極的樣品從背面用研磨的方法將其進行減薄到70-150微米，并對減薄后的襯底進行拋光，以保證平整度。然后在發光平臺之間切割道中央的背面用激光或鉆石刀劃片，采用裂片機在外延層一側正面劈裂，形成獨立的發光二極管芯片。