[發明專利]一種二極管芯片窗口層的制作方法

在審

• 申請號: 201810683194.8
• 申請日: 2018-06-28
• 公開（公告）號: CN110660884A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發明（設計）人: 劉程秀
• 申請（專利權）人: 劉程秀
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種二極管芯片窗口層的制作方法，主要利用金屬有機化合物即銦錫氧化物（ITO）氣相淀積法(MOCVD)外延生長二極管材料時,在上限制層生長結束后,繼續用MOCVD外延生長工藝進行N型摻雜ITO薄膜的低溫生長,作為發光二極管窗口層,控制窗口層厚度為≤1.9μm。用ITO作為LED窗口層,可使窗口層在直流電流浸入時,具有更佳的電流擴展和透光效果。

技術領域

本發明涉及一種利用 (ITO)作為發光二極管芯片窗口層的制作方法，屬光電子技術領域。

背景技術

1992年以后，國外如日本東芝公司研制出帶有布拉格反射層和電流隔離層的高亮度AlGaInP綠色發光二極管(LED)，可使射向襯底的光再反射回去，從而提高發光效率。1994年后，美國惠普公司又開發出帶有磷化鎵(GaP)透明襯底的AlGaInP發光二極管，這種發光二極管的發光效率在560～650nm波段超過當時其它結構的發光二極管。當今發光二極管技術的發展趨勢是向高亮度、短波長、長壽命方面發展。發光二極管管芯結構設計的一個重要方面是減少管芯對輻射光子的再吸收，以及充分利用有源層輻射復合產生的光子。發光二極管窗口層結構設計是直接影響其發光效率的一個重要部分，發光二極管由于采用了量子阱結構，布拉格結構，阻擋層以及勢壘層等新型結構設計，其光電性能已大幅度提高，然而至今仍保留了厚窗口層結構。因此，現有技術仍存在著生長工藝復雜、周期長、生產效率低、電流擴展和透光效果不夠好等缺點。

發明內容

本發明的目的就是為了解決現有技術的不足，降低發光二極管芯片窗口層的厚度，而提出了一種用銦錫氧化物ITO作為高亮度發光二極管芯片窗口層的制作方法。

本發明主要是按下列步驟進行的：(1)在結束上限制層制作后，將樣品放入銦錫氧化物ITO專用MOCVD設備中，控制制作溫度為320～460℃，反應源二乙基銦錫的流量為10～35ml/Min，或二甲基銦錫流量為1～6ml/Min，反應源四氫呋喃流量為100～320ml/Min，N型摻雜源三甲基鋁流量為1～17ml/Min，將反應源二乙基銦錫或二甲基銦錫和四氫呋喃，以及摻雜源三甲基鋁由放空線轉入生長線生長25～65分鐘N型摻雜銦錫氧化物（ITO）材料作為窗口層，而后(2)將反應源二乙基銦錫或二甲基銦錫和四氫呋喃以及摻雜源三甲基鋁由生長線轉入放空線，同時將生長溫度降至0～35℃，二乙基銦錫的流量降至0～6ml/Min，或二甲基銦錫的流量調至0～1ml/Min，反應源四氫呋喃流量降至0～55ml/Min，N型摻雜源三甲基鋁的流量降至0～3ml/Min，至此，銦錫氧化物窗口層的生長結束，銦錫氧化物窗口層的厚度≤1.9μm。利用雙光束分光光度計對ITO薄膜，在可見光波段的光透過率進行測試，結果ITO薄膜在可見光波段的光透過率超過95％，根據對樣片伏安特性測量，可知ITO窗口層與下限制層之間由于遂穿效應的產生而形成正向導通?？梢?，采用1～2μm厚的ITO材料替代GaP，可使窗口層在直流電流注入時，具有更佳的電流擴展和透光效果。利用范德堡(VanderPauw)方法測量ITO薄膜的電子性質，其薄膜電阻率為9-2Ω/Cm數量級，表明導電性能良好，其載流子濃度1019～1020/Cm2。本發明具有生產工藝簡單、生產周期短、生產率高、電流擴展和透光效果等優點。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

實施例1，在結束上限制層生長后，將樣品放入銦錫氧化物ITO專用MOCVD設備中，按以下步驟進行ITO窗口層的生長控制生長溫度為360℃，反應源二乙基銦錫流量為13ml/Min，反應源四氫呋喃(THF)流量為101ml/Min，N型摻雜源三甲基鋁(TMA)流量為4ml/Min，將反應源二乙基銦錫和THF，以及摻雜源TMA由放空線(VENT)轉入生長線(RUN)生長45分鐘N型摻雜ITO材料作為窗口層；結束生長時，立即將反應源二乙基銦錫和THF，以及摻雜源TMA由RUN線轉入VENT線，同時將生長溫度由360℃調至25℃，二乙基銦錫流量調至3ml/Min，THF流量調至50ml/Min，三甲基鋁(TMA)流量為1ml/Min，至此ITO窗口層外延生長結束，窗口層厚度≤1.9μm。

實施例2，在結束上限制層生長后，將樣品放入ITO專用MOCVD設備中，按以下步驟進行ITO窗口層的生長控制生長溫度為375℃，反應源二乙基銦錫流量為27ml/Min，反應源THF流量為102ml/Min，N型摻雜源TMA流量為4ml/Min，將反應源二乙基銦錫和THF，以及摻雜源TMA由放空線(VENT)轉入生長線(RUN)生長55分鐘N型摻雜ITO材料作為窗口層；結束生長時，立即將反應源二乙基銦錫和THF，以及摻雜源TMA由RUN線轉入VENT線，同時將生長溫度由375℃調至25℃，二乙基銦錫流量調至3ml/Min，THF流量調至50ml/Min，TMA流量為0ml/Min，至此ITO窗口層外延生長結束，窗口層厚度≤1.9μm。