[發(fā)明專利]一種氮化鎵基發(fā)光二極管及其制作方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310284196.7
• 申請(qǐng)日: 2013-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN103367590A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何安和;林素慧;彭康偉;許圣賢;林瀟雄;徐宸科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽三安光電有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/32
• 分類號(hào): H01L33/32;H01L33/44;H01L33/00;H01L33/64
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氮化鎵基發(fā)光二極管及其制作方法，尤其是涉及一種具有金屬粘附層的氮化鎵基高亮度發(fā)光二極管及其制作方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管（LED，Light?Emitting?Diode）是利用半導(dǎo)體的P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。LED具有亮度高、功耗低、壽命長(zhǎng)、工作電壓低、易集成化等優(yōu)點(diǎn)。LED是一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈和高強(qiáng)度放電（英文縮寫為HID）燈（如高壓鈉燈和金鹵燈）之后的第四代新光源，被公認(rèn)為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領(lǐng)域之一，由于LED蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)，正成為世界各國(guó)研究的熱點(diǎn)。

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。參見圖1，在常規(guī)正裝發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)中，包括基板200，由下往上堆疊的N型層201、發(fā)光區(qū)202、P型層203、電流擴(kuò)展層204、P電極205以及設(shè)置在N型層201裸露表面上的N電極206。由于P電極（通常為Cr/Pt/Au、Ni/Au、Ti/Au材料）不可避免地對(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(lái)，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(guò)在金屬電極下方加入反射膜（如金屬膜或DBR）使得光線被反射重新進(jìn)入芯片內(nèi)部，然后通過(guò)一次或多次折射發(fā)射出芯片表面，從而增加發(fā)光效率，這對(duì)于改善LED發(fā)光效率極有意義。

通過(guò)增設(shè)金屬銀或鋁反射膜的形成的具有反射電極的芯片，如圖1將P電極205、N電極206更替為反射金屬電極，即得具有反射電極發(fā)光二極管芯片。然而在這種結(jié)構(gòu)中，一般采用Au作為電極表面打線金屬，由于Au與半導(dǎo)體保護(hù)層材料（通常為SiO₂材料）附著性差，在芯片制程中容易脫落，不能形成有效的反射金屬側(cè)壁保護(hù)，從而在芯片封裝老化中往往出現(xiàn)光衰異常的問題，尤其是在高溫高濕的環(huán)境下，銀、鋁等反射金屬更容易被氧化（參見圖2），造成光效下降，甚至失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有金屬粘附層的GaN基高亮度LED及其制作方法。本發(fā)明通過(guò)在金屬電極表層金屬上增加開口狀的金屬粘附層，增加金屬電極與覆蓋在金屬電極上的半導(dǎo)體保護(hù)層的附著性，使得半導(dǎo)體保護(hù)層在后續(xù)芯片制程中不會(huì)脫落，從而形成有效的側(cè)向保護(hù)，還可以避免金屬電極層中反射金屬與空氣接觸，防止被氧化，提高了芯片的抗高溫高濕能力。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種氮化鎵基發(fā)光二極管，包括：

一生長(zhǎng)基板；

發(fā)光外延層，位于生長(zhǎng)基板上，其至下而上依次包括第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層；

一個(gè)開口位于第二半導(dǎo)體層上，且延伸至第一半導(dǎo)體層，使得部分第一半導(dǎo)體層裸露；

一透明電流擴(kuò)展層位于第二半導(dǎo)體層之上，至少部分區(qū)域與第二半導(dǎo)體層接觸；

一金屬電極層劃分為第一金屬電極層與第二金屬電極層，第一金屬電極層位于透明電流擴(kuò)展上，第二金屬電極層位于裸露的第一半導(dǎo)體層上；

一金屬粘附層分別位于第一金屬電極層和第二金屬電極層上；

一半導(dǎo)體保護(hù)層位于上述結(jié)構(gòu)之上，通過(guò)半導(dǎo)體保護(hù)層和金屬粘附層開口形式，露出金屬電極層表面；

其特征在于：所述金屬粘附層與半導(dǎo)體保護(hù)層的開口位置上下對(duì)應(yīng)，大小大體一致。

本發(fā)明中，優(yōu)選地，第一金屬電極層通過(guò)透明電流擴(kuò)展開口形式與部分第二半導(dǎo)體層接觸。

本發(fā)明還提供一種氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法，其主要包括以下工藝步驟：

1）提供一生長(zhǎng)基板；

2）在生長(zhǎng)基板上制作發(fā)光外延層，其至下而上依次包括第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層；

3）采用蝕刻工藝，從第二半導(dǎo)體層蝕刻出至少一個(gè)開口，且延伸至第一半導(dǎo)體層，使得部分第一半導(dǎo)體層裸露；

4）在第二半導(dǎo)體層上制作電流擴(kuò)展層；

5）采用電子束蒸發(fā)或離子濺射工藝，制作第一、第二金屬電極層，分別覆蓋于電流擴(kuò)展層和裸露的第一半導(dǎo)體層之上；

6）采用電子束蒸發(fā)或離子濺射工藝，在第一、第二金屬電極層上制作金屬粘附層；

7）在上述結(jié)構(gòu)上沉積半導(dǎo)體保護(hù)層，并通過(guò)同一道光罩作業(yè)，采用濕法或干法蝕刻工藝，同時(shí)制得半導(dǎo)體保護(hù)層和金屬粘附層開口，露出金屬電極層表面；

8）減薄、劃裂成單顆芯粒；

其特征在于：所述金屬粘附層與半導(dǎo)體保護(hù)層的開口位置上下對(duì)應(yīng)，大小大體一致。

?本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述金屬粘附層呈環(huán)狀，且環(huán)寬為3~15μm，厚度為50~1000??。