CN102117872A - 发光二极管制作方法 - Google Patents
发光二极管制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102117872A CN102117872A CN2009103128167A CN200910312816A CN102117872A CN 102117872 A CN102117872 A CN 102117872A CN 2009103128167 A CN2009103128167 A CN 2009103128167A CN 200910312816 A CN200910312816 A CN 200910312816A CN 102117872 A CN102117872 A CN 102117872A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- type semiconductor
- ion
- layer
- emitting diode
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 42
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 36
- 229940090044 injection Drugs 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 4
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 3
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Led Devices (AREA)
Abstract
一种发光二极管的制作方法，其首先提供一个发光二极管芯片，该芯片包括基板以及在基板上依次形成的P型半导体层、活性层及N型半导体层。然后采用离子注入的方法在N型半导体层表面制作电阻率呈渐变分布的区域，邻近电极层的区域电阻率最大，远离电极层的区域电阻率最大。最后在N型半导体层的表面制作电极层。本发明通过离子注入的方法在N型半导体层表面设置电阻率呈渐变分布的区域，由于远离电极层的区域的电阻率小于邻近电极层的区域的电阻率，使电流朝远离电极层的区域扩散，从而增加电流分布的均匀性，提高发光二极管的发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管的制作方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
LED通常包括p型半导体层、活性层及n型半导体层。在LED两端施加电压，空穴和电子将会在活性层复合，辐射出光子。LED在应用过程中所面临的一个问题是其出光效率问题。由于在活性层中有电流通过才能产生光子，因此LED的出光效率与电流在LED器件表面的分布均匀性有很大关系。在实际应用过程中，为防止发光二极管所发出的光线被电极所阻挡，电极的面积通常设置的比较小，此时将会出现在电极下方的位置电流密度较大，而远离电极位置的电流密度较小的情况，从而使到在发光二极管表面的电流分布不均匀。其在远离电极的边缘部位的活性层没有电流通过，从而使其发光效率较低。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电流扩散均匀性较佳的发光二极管的制作方法。
一种发光二极管的制作方法，其包括提供一个发光二极管芯片，该芯片包括基板以及在基板上依次形成的P型半导体层、活性层及N型半导体层。然后采用离子注入的方法在N型半导体层表面制作电阻率呈渐变分布的区域，邻近电极层的区域电阻率最大，远离电极层的区域电阻率最大。最后在N型半导体层的表面制作电极层。
与现有技术相比，本发明通过离子注入的方法在N型半导体层的表面设置电阻率成渐变分布的区域，邻近电极层的区域电阻率最大，远离电极层的区域电阻率最小。由于远离电极层的区域电阻率较小，电流将会朝远离电极层的方向上运动，从而使电流在发光二极管的表面分布均匀，提高了发光二极管的发光效率。
附图说明
图1-图8是本发明实施例的发光二极管的制作工艺流程示意图。
主要元件符号说明
具体实施方式
下面以具体的实施例对本发明作进一步地说明。
参见图1，首先提供一个蓝宝石基板18。
参见图2，采用金属有机化学气相沉积法(MOCVD，metal organic chemical vapourdeposition)在蓝宝石基板18上依次形成N型半导体层14、活性层13和P型半导体层12。半导体层的制作材料包括氮化镓、氮化铝镓、氮化铟镓。在本实施例中，该N型半导体层14、活性层13和P型半导体层12由氮化镓材料制成。
参见图3，在P型半导体层12表面沉积一层具有高反射率的镜面反射层15。该镜面反射层15是由银、镍、铝、铜或金等金属所制成的金属镜面反射层。该镜面反射层15用于将活性层13向P型半导体层12发出的光线反射，使其从N型半导体层14表面发出，提高整个发光二极管的出光效率。在本实施例中，镜面反射层15为银层。金属层的沉积方法可以通过电子束、溅射、真空蒸镀或者电镀的方式来实现。根据需要，也可以在P型半导体层12表面设置布拉格反射层，以对光线进行反射。
参见图4，将P型半导体层12通过镜面反射层15与基板11相结合。优选地，基板11由具有高导热率的材料制成，其可以是采用铜、铝、镍、银、金等金属材料或者任意两种以上金属所形成的合金所制成的基板，或者是采用导热性能好的陶瓷基板如硅基板、锗基板等。其结合的方式可以是粘结或者高温高压的方式与Si基板或者金属基板结合，又或者是采用电镀的方式来形成导热基板11。在本实施例中，采用电镀的方式在镜面反射层15上电镀上一层金属镍层。采用这层金属镍层作为基板11。
参见图5，将蓝宝石基板18与上述结构剥离。其剥离方法可以采用机械切割或者采用电磁辐射使半导体层分解又或者是激光切割的方法。在本实施例中，采用准分子激光切割的方法剥离蓝宝石基板18。使N型半导体层14的表面显露出来。
参见图6，在N型半导体层14的表面制作电阻率渐变的区域。在本实施例中，首先限定一个非注入区域，然后在远离非注入区域的方向上使N型半导体层14的电阻率逐渐变化。N型半导体层14的电阻率的改变可以通过离子注入的方式来实现。离子注入是在离子注入机中完成的。
离子注入机包括离子产生器、离子分离器、离子转换器、质量分析器、加速器、聚焦器及离子测量器。首先在离子产生器内产生B、P、As等元素的离子，然后在离子分离器中将所需要的离子分离出来。所分离出的离子在离子转换器中被转换成负离子。来自离子转换器的B、P、As等元素的离子在质量分析器中偏转，然后通过电压加速器的作用，离子在加速电场的作用下速度增加。被加速器加速的离子被聚焦器聚焦后，被聚焦的离子通过离子测量器导入到反应腔中，最后注入到N型半导体层14的表面。
注入的离子包括B、P、As之中的一种或者几种。同时，注入离子的数量是根据其与非注入区域的位置关系所确定。在本实施例中，非注入区域设定在N型半导体层14表面的中心位置，注入区域分为第一区域141、第二区域142。第一区域141邻近非注入区域，第二区域142远离非注入区域。其制作方法可以为以下步骤，首先将除第一区域141以外的区域用掩膜层覆盖，该掩膜层可以是SiO2层，又或者是直接设置一个遮蔽罩，将除第一区域141以外的区域覆盖。然后通过离子注入机在第一区域141注入一定数量的离子，接着通过相同的方法在第二区域142上注入离子。需注意的是，在第一区域141所注入离子的数量与第一区域141面积的之比要小于第二区域142所注入离子的数量与第二区域142面积的之比。此时才能够达到使第一区域141的电阻率小于第二区域142的电阻率的目的。离子注入的深度可以通过改变离子加速器的电压来控制，而注入离子的数量可以通过离子注入的时间来控制，从而改变各区域的电阻率。一般来说，离子注入的深度不超过N型半导体层14的厚度，以防止注入的离子对活性层13的发光性能造成影响。
参见图8，在透明导电层17的表面设置电极层16，该电极层16的位置对应于非注入区域的位置。电极层16的作用在于使外界电源与发光二极管100相接触从而为发光二极管100提供电流使其发光。在本实施例中，电极层16位于N型半导体层14的中心位置。该电极层16由银材料制成，其通过热蒸镀或化学蒸镀的方法形成在透明导电层17的表面。
采用上述工艺所制作的发光二极管100，由于其采用离子注入的方法在N型半导体层14的表面形成了电阻率呈渐变分布的第一区域141和第二区域142。邻近电极层16的第一区域141注入的离子较少，其电阻率最大。而远离电极层16的第二区域142注入的离子数量较多，其电阻率最小。因此，当对发光二极管100施加工作电流时，电流将会倾向于朝电阻率小的第二区域142流动，即，电流将会从电极层16朝远离电极层16的方向上流动。这种方法可以使电流在发光二极管100的表面充分扩散均匀，从而提高了发光二极管100的发光效率。
根据需要，电极层16的位置并不限于N型半导体层14表面的中心位置，其也可以位于N型半导体层14的边缘或者其他形式。相应地，第一区域141与第二区域142的位置也需要作相应的改变，只要满足远离电极层16的区域电阻率小于邻近电极层16区域的电阻率即可。
应该指出，上述实施方式仅为本发明的较佳实施方式，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
Claims (7)
1.一种发光二极管的制作方法，其包括以下步骤：
提供一个发光二极管芯片，其包括基板以及在基板上依次形成的P型半导体层、活性层及N型半导体层；
在N型半导体层的表面制作电极层；
其特征在于，在制作电极层之前，采用离子注入的方法在N型半导体层表面制作电阻率呈渐变分布的区域，邻近电极层的区域电阻率最大，远离电极层的区域电阻率最小。
2.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述离子注入的方法在离子注入机内进行，所述离子注入机包括离子产生器、离子分离器、离子转换器、质量分析器、加速器、聚焦器及离子测量器。
3.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述离子注入的深度小于N型半导体层的厚度。
4.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述注入的离子包括B、P、As之中的一种或者几种。
5.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述离子注入的浓度在1×1018cm-3到9×1018cm-3范围内变化。
6.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，在离子注入完成之后，通过真空蒸镀的方法在N型半导体层的表面镀上一层透明导电层。
7.如权利要求1所述的发光二极管的制作方法，其特征在于，该发光二极管芯片进一步包括一镜面反射层，该镜面反射层设置在P型半导体层与基板之间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910312816.7A CN102117872B (zh) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | 发光二极管制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200910312816.7A CN102117872B (zh) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | 发光二极管制作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102117872A true CN102117872A (zh) | 2011-07-06 |
| CN102117872B CN102117872B (zh) | 2014-11-05 |
Family
ID=44216538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910312816.7A Expired - Fee Related CN102117872B (zh) | 2009-12-30 | 2009-12-30 | 发光二极管制作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102117872B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103456844A (zh) * | 2012-05-28 | 2013-12-18 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 发光二极管芯片中电流扩展的方法和发光二极管芯片 |
| WO2023142149A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | Jade Bird Display (Shanghai) Company | Micro led structure and micro display panel |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453386A (en) * | 1994-05-09 | 1995-09-26 | Motorola, Inc. | Method of fabrication of implanted LED array |
| CN101075651A (zh) * | 2006-09-05 | 2007-11-21 | 武汉迪源光电科技有限公司 | 有电流扩展层和阻挡层的GaN基垂直LED功率芯片制备方法 |
| US7456435B2 (en) * | 2003-11-26 | 2008-11-25 | Sanken Electric Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device |
-
2009
- 2009-12-30 CN CN200910312816.7A patent/CN102117872B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5453386A (en) * | 1994-05-09 | 1995-09-26 | Motorola, Inc. | Method of fabrication of implanted LED array |
| US7456435B2 (en) * | 2003-11-26 | 2008-11-25 | Sanken Electric Co., Ltd. | Light-emitting semiconductor device |
| CN101075651A (zh) * | 2006-09-05 | 2007-11-21 | 武汉迪源光电科技有限公司 | 有电流扩展层和阻挡层的GaN基垂直LED功率芯片制备方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103456844A (zh) * | 2012-05-28 | 2013-12-18 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 发光二极管芯片中电流扩展的方法和发光二极管芯片 |
| WO2023142149A1 (en) * | 2022-01-31 | 2023-08-03 | Jade Bird Display (Shanghai) Company | Micro led structure and micro display panel |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102117872B (zh) | 2014-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102097559B (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
| CN102231413A (zh) | 发光二极管芯片及其制作方法 | |
| CN102106004B (zh) | 包含窗口层和导光结构的半导体发光器件 | |
| RU2552867C2 (ru) | Светодиод высокой яркости с шероховатым активным слоем и соответствующим по форме покрытием | |
| CN101552316A (zh) | 具有图案化电流阻挡金属接触的发光二极管及其方法 | |
| CN101315959A (zh) | 高亮度发光二极管 | |
| CN102150272A (zh) | 具供设置反射性电极的平滑表面的发光二极管 | |
| CN107482030B (zh) | 微led器件及其制作方法 | |
| CN102738336A (zh) | 发光二极管元件 | |
| CN108198933B (zh) | 一种led芯片、制备方法及led晶片 | |
| US20110254029A1 (en) | Led module and method of manufactruring the same | |
| EP2355196B1 (en) | Light emitting device package, method of manufacturing the same, and lighting system | |
| CN103887384A (zh) | 一种具有反射和电流阻挡特性的发光元件及其制造方法 | |
| CN101884088A (zh) | 具有高的光抽取的发光二极管芯片及其制造方法 | |
| CN101436632B (zh) | 具有散热基板的发光二极管芯片组件及其制作方法 | |
| CN102117872B (zh) | 发光二极管制作方法 | |
| TWI453949B (zh) | 發光二極體製作方法 | |
| CN102201508B (zh) | 发光二极管芯片及其制作方法 | |
| CN104064647A (zh) | 一种新型发光二极管芯片及其制作方法 | |
| US20130092961A1 (en) | Light emitting device module | |
| CN102569100A (zh) | 半导体组件的散热座的制作方法 | |
| CN102891225A (zh) | GaN LED的快速退火 | |
| CN102244175A (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| CN101621098B (zh) | 光电装置及其制造方法 | |
| TW201121094A (en) | Light emitting diode and method for making the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20151224 Address after: 225300 Jiangsu City, Taizhou Province Economic Development Zone, medicine city road, No. 1, building, science and technology, building, layer 2, layer Patentee after: YIWU LYUMEI BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 518109 Guangdong city of Shenzhen province Baoan District Longhua Town Industrial Zone tabulaeformis tenth East Ring Road No. 2 two Patentee before: HONG FU JIN PRECISION INDUSTRY (SHENZHEN) Co.,Ltd. Patentee before: HON HAI PRECISION INDUSTRY Co.,Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20170407 Address after: 528000 Guangdong City, Shunde District, the town is an old town, the Security Committee of the residents of the detailed South Road, one of the 6 Patentee after: FOSHAN KERUI PHOTOELECTRIC CO.,LTD. Address before: 225300 Jiangsu City, Taizhou Province Economic Development Zone, medicine city road, No. 1, building, science and technology, building, layer 2, layer Patentee before: YIWU LYUMEI BIOTECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141105 |