[實(shí)用新型]一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220260686.4
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN202977517U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛進(jìn)營;曹鳳凱;劉獻(xiàn)偉;張宇欣;趙明;楊旅云;王明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海施科特光電材料有限公司
• 主分類號: H01L33/10
• 分類號: H01L33/10
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;曾人泉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(LED)是一種能將電信號轉(zhuǎn)換成光信號的結(jié)構(gòu)型電致發(fā)光的半導(dǎo)體器件。氮化鎵(GaN)基發(fā)光二極管作為固態(tài)光源一經(jīng)出現(xiàn)便以其高效率、長壽命、節(jié)能環(huán)保、體積小等優(yōu)點(diǎn)被譽(yù)為繼愛迪生實(shí)用新型電燈后人類照明史上的又一次革命，成為國際半導(dǎo)體和照明領(lǐng)域研發(fā)與產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。以氮化鎵(GaN)、氮化銦鎵(InGaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)和氮化銦鋁鎵(AlGaInN)為主的III～V族氮化物材料具有連續(xù)可調(diào)的直接帶寬為0.7～6.2eV，它們覆蓋了從紫外光到紅外光的光譜范圍，是制造藍(lán)光、綠光和白光發(fā)光器件的理想材料。

現(xiàn)有常規(guī)的GaN基發(fā)光器件，其結(jié)構(gòu)為在藍(lán)寶石襯底上外延生長n型GaN層、有源層和p型GaN層。在p型GaN的上表面設(shè)置p電極和在n型GaN層的上表面設(shè)置n電極。p電極和n電極位于藍(lán)寶石襯底的同一側(cè)。半導(dǎo)體發(fā)光器件工作室的電流從p電極流經(jīng)p型GaN層、有源層、n型GaN層到達(dá)n電極。由于電流在n型GaN層中橫向流動會造成電流密度分布不均勻，這種電流密度分布的不均勻不利于大電流的注入以及發(fā)光器件功率的提高。

有專利文獻(xiàn)顯示，為改善LED器件的出光效率，現(xiàn)在人們在其外延結(jié)構(gòu)中加入了金屬反射層，如圖1所示：該結(jié)構(gòu)由下而上依次為藍(lán)寶石襯底101、金屬反射層102、緩沖層（包括未摻雜GaN層）103、n型層104、有源層105、p型層106、透明導(dǎo)電層107以及p電極108和n電極109。所述結(jié)構(gòu)能夠?qū)⑸湎蛞r底方向的光反射回來，從而提高出光效率。但是，由于所述金屬反射層102整個面上鍍上了金屬，從而導(dǎo)致在其上生長的外延層缺陷很多，極大地影響了外延層的晶體質(zhì)量。此外，電流從n型層到n電極的過程中會產(chǎn)生電流擁堵，從而導(dǎo)致發(fā)熱，這些都會影響LED器件的光學(xué)和電學(xué)性能。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是要解決上述問題，提供一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，它可以有效地改善n型層中的電流分布，從而降低發(fā)熱，改善LED器件的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案如下。

一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)，在襯底的一面包括金屬反射層、緩沖層（包括未摻雜GaN層）、n型層、有源層、p型層、透明導(dǎo)電層、p電極和n電極，在所述p型層上形成透明導(dǎo)電層，在所述透明導(dǎo)電層上制作p電極，其特征是，蝕刻外延結(jié)構(gòu)（包括緩沖層、n型層、有源層、p型層和透明導(dǎo)電層）直至接近露出或者露出金屬反射層，在所述金屬反射層上制作n電極；所述金屬反射層為厚250～1500nm、具有圖形空隙的結(jié)構(gòu)層；所述n電極與所述金屬反射層為直接連接或者虛接。

進(jìn)一步，所述金屬反射層的圖形空隙包括圓形、條形、正方形、長方形或六邊形。

可選的，所述的金屬反射層的鍍層材料包括鋁（Al）、金（Au）、銀（Ag）、鉻（Cr）、鎳（Ni）、鎢（W）、鈦（Ti）的一種或多種（合金）。

進(jìn)一步，所述n電極與所述金屬反射層的虛接為：所述n電極209通過非常薄（程度為“接近露出”）的緩沖層與所述的金屬反射層連接。

進(jìn)一步，所述的襯底為藍(lán)寶石、碳化硅、氮化鎵、硅材料的一種。

本實(shí)用新型一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的積極效果是：

（1）通過在藍(lán)寶石襯底上形成有一定厚度并有圖形空隙的金屬反射層來改變光路，提高出光效率；改善了現(xiàn)有技術(shù)中整面反射層鍍上金屬做金屬反射層而引起的大量外延晶體的缺陷，改善了外延結(jié)構(gòu)的晶體質(zhì)量。

（2）由于n電極直接與金屬反射層相連，電流自p電極經(jīng)外延結(jié)構(gòu)后到n電極，通過金屬反射層最后到n電極，改善了之前電流擁堵的現(xiàn)象，減少了LED器件的發(fā)熱。

（3）由于n電極與具有圖形空隙的金屬反射層直接連接或者虛接，電流可通過有圖形空隙的金屬反射層直接傳遞，所以在制作n電極時不需要再蝕刻大面積的LED器件，在一定程度上增大了LED器件的有效發(fā)光面積，從而能改善其發(fā)光效率。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中的標(biāo)號分別為：

101、藍(lán)寶石襯底；102、金屬反射層；103、緩沖層；104、n型層；

105、有源層；106、p型層；107、透明導(dǎo)電層；108、p電極；109、n電極。

圖2為本實(shí)用新型一種氮化物L(fēng)ED結(jié)構(gòu)（n電極與金屬反射層直接連接）的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中金屬反射層圖形結(jié)構(gòu)的示意圖；

圖中的標(biāo)號分別為：