CN102214743A

CN102214743A - 氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法

Info

Publication number: CN102214743A
Application number: CN 201110152904
Authority: CN
Inventors: 郭恩卿; 伊晓燕; 汪炼成; 孙波; 王国宏
Original assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Current assignee: Institute of Semiconductors of CAS
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2011-10-12

Abstract

一种氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，包括如下步骤：步骤1：取一氮化镓LED外延片，该外延片由衬底，N型氮化镓，多量子阱，铝镓氮EBL和P型氮化镓组成；步骤2：将该氮化镓LED外延片隔离成多个重复单元，每个单元就是一个独立的LED芯片；步骤3：对每个单元上表面的选定区域进行表面处理，使P型氮化镓的表层的中心区域形成电流阻挡层；步骤4：在每个单元上表面制作P电极，该P电极覆盖整个电流阻挡层及P型氮化镓，完成氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作。

Description

氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别是指氮化镓基发光二极管器件工艺领域。

背景技术

GaN基LED是一种电致发光器件，因此需要在发光材料表面制作电极，从电极注入电流来驱动LED发光。电极的面积大小对LED的光电性能有很大的影响，一方面电极面积越大，电流注入越容易，电流分布能做到更均匀，工作电压也能降低，这有利于提高电光转化效率；另一方面电极都是吸光材料，其面积越大遮光面也越大，这会导致电光转化效率的下降。为了解决这一矛盾，业界很早就提出了在LED上制作电流阻挡层的办法，即在距离电极正下方一定深度的位置制作绝缘材料来阻止这块区域的电流通过，这样在电极的正下方就不会发光，所以电极实际上就没有或很少遮光，从而提高了LED的电光转化效率。

LED的电流阻挡层的制作方法有很多种，单是其工艺过程一般都相对复杂，制作成本相对较大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，该方法是通过对P-GaN表面进行退火、等离子体轰击、离子注入、溶液浸泡等处理，使P-GaN表面变成高阻层，从而起到电流阻挡层地作用，这提高LED的发光效率，降低工艺制作成本。

本发明提供一种氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：取一氮化镓LED外延片，该外延片由衬底，N型氮化镓，多量子阱，铝镓氮EBL和P型氮化镓组成；

步骤2：将该氮化镓LED外延片隔离成多个重复单元，每个单元就是一个独立的LED芯片；

步骤3：对每个单元上表面的选定区域进行表面处理，使P型氮化镓的表层的中心区域形成电流阻挡层；

步骤4：在每个单元上表面制作P电极，该P电极覆盖整个电流阻挡层及P型氮化镓，完成氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作。

其中的衬底包括蓝宝石、硅或碳化硅。

其中的N型氮化镓为非故意掺杂的氮化镓和掺施主杂质的氮化镓或掺施主杂质的氮化镓。

其中所述电流阻挡层是任意大小和任意形状。

其中的表面处理包括退火、等离子体轰击、离子注入和溶液浸泡的步骤。

其中的P电极是指沉积在P型氮化镓表面的薄膜材料电极，包括镍、银、铂、钯、金或ITO材料，或这些材料的任意组合。

其中的多量子阱中的每一量子阱包括氮化镓层和铟镓氮层。

其中的多量子阱的量子阱数为3-10。

附图说明

为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：

图1是本发明的氮化镓外延片上一个重复单元的侧视示意图。

图2是本发明的一个的重复单元在进行了表面处理后的侧视示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是本发明的一个的重复单元在制作P电极后的侧视示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图4所示，本发明提供一种氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，包括如下步骤：

步骤1：取氮化镓LED外延片100，该外延片100由衬底10，N型氮化镓20，多量子阱30，铝镓氮电子阻挡层(EBL)40和P型氮化镓50组成(图1中)；其中所述的衬底10包括蓝宝石、硅、碳化硅等，衬底10是起外延模板和支撑作用的；其中所述的N型氮化镓20为非故意掺杂的氮化镓和掺施主杂质的氮化镓或掺施主杂质的氮化镓，N型氮化镓20的作用是向多量子阱30注入电子；其中所述的多量子阱30中的每一量子阱包括氮化镓层和铟镓氮层，该多量子阱30的量子阱数为3-10，电子和空穴在多量子阱30中可以复合而发光；其中所述的P型氮化镓50的作用是向多量子阱30注入空穴；

步骤2：将该氮化镓LED外延片100隔离成多个重复单元，每个单元就是一个独立的LED芯片，其中所述的隔离方法包括湿法腐蚀、干法刻蚀、激光切割等；

步骤3：对每个单元上表面的选定区域进行表面处理，使P型氮化镓50的表层的选定区域形成电流阻挡层70(图2中)，该电流阻挡层70是任意大小和任意形状(图2或图3中)；其中所述的表面处理包括退火、等离子体轰击、离子注入和溶液浸泡等方法，进行表面处理的目的是使每个单元上表面的选定区域变成高组层，因此当发光二极管工作时，注入到电流阻挡层70的电流是非常微小的；

步骤4：在每个单元上表面制作P电极60(图4中)，该P电极覆盖整个电流阻挡层70及P型氮化镓50，其中所述的P电极60是指沉积在P型氮化镓50表面的薄膜材料电极，包括镍、银、铂、钯、金或ITO材料，或这些材料的任意组合。

实施例

请再参阅图1至图4所示，本发明提供一种氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：取一氮化镓LED外延片100，该外延片100由蓝宝石衬底10，N型氮化镓20，多量子阱30，铝镓氮EBL 40和P型氮化镓50组成(图1中)；

步骤2：将该氮化镓LED外延片100隔离成1000×1000um大小的正方形重复单元101，每个单元101就是一个独立的LED芯片；

步骤3：对单元101上表面正中央100×100um的区域进行硅离子注入并形成电流阻挡层70(图2或图3中)；

步骤4：在单元101整个上表面沉积NiAgNiAu金属薄膜来作为P电极60(图4中)，该P电极60覆盖整个电流阻挡层70。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中的衬底包括蓝宝石、硅或碳化硅。

3.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中的N型氮化镓为非故意掺杂的氮化镓和掺施主杂质的氮化镓或掺施主杂质的氮化镓。

4.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中所述电流阻挡层是任意大小和任意形状。

5.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中的表面处理包括退火、等离子体轰击、离子注入和溶液浸泡的步骤。

6.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中的P电极是指沉积在P型氮化镓表面的薄膜材料电极，包括镍、银、铂、钯、金或ITO材料，或这些材料的任意组合。

7.根据权利要求1所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中的多量子阱中的每一量子阱包括氮化镓层和铟镓氮层。

8.根据权利要求7所述的氮化镓基发光二极管电流阻挡层的制作方法，其中的多量子阱的量子阱数为3-10。