CN102468377A - 一种提高电流扩展效应的led制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特点是：步骤①，在LED发光晶体外延片制作步骤中生成用于发光的有源区；步骤②，在所述的有源区外表面生成用于作为电极的P型结构层或N型结构层；步骤③，进行选择性掺杂，在所述的P型结构层或N型结构层加入掺杂离子。由此，改变PN结的P型区或N型区域的参杂浓度分布，提高电流扩展均匀性。由此，可以控制电流的流向，从而改变电流扩展性能，提升LED的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及一种LED制作方法，尤其涉及一种提高电流扩展效应的LED制作方法。
背景技术
这些年来，随着半导体照明的不断深入发展，LED以其高电光转换效率和绿色环保的优势受到越来越广泛的关注。半导体照明产品中的核心组成部分——LED芯片，其研究与生产技术有了飞速的发展，芯片亮度和可靠性不断提高。在LED芯片的研发和生产过程中，器件外量子效率的提高一直是核心内容，因此，光提取效率的提高显得至关重要。
在LED器件中，电流从电极注入，发光的有源区电流集中在上电极下面。由于LED器件纵向很薄，光基本只能从上表面出射，而金属电极是不透明的，这使得有源区所发的光大部分被上电极遮挡而无法透射出来。因此，在器件设计时，希望改变器件中电流的传输方向，将电流尽量分布到电极周围，再注入有源区发光，从而使发出的光能够被提取出来，充分利用注入电流。
为达到改善电流传输的目的，需要在LED电极下方制作电流扩展层，目的是使电流分散到电极之外。这要求外延片表面的有一层电导率高而且透明的材料。通常用透明导电的氧化铟锡薄膜做电流扩展层，用电子束蒸镀的方法做在芯片上表面，收到了很好的电流扩展效果，而且并未带来过多的附加压降，成为电流扩展方面常用的技术。
但是，即使如此，电流更容易沿垂直方向流动，从而导致电流扩展不均匀。为了阻挡电极下的电流，通常有两个做法：1。在电极下插入介质材料，比如SiO2，SiN等；2。破坏电极下发的欧姆接触。但是这两种做法都有工艺复杂，电极的可靠性不好等缺点。因此，如何在不增加器件制作成本、工艺复杂性的前提下有效提高电流扩展的均匀性，已成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种提高电流扩展效应的LED制作方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其包括以下步骤：
步骤①，在LED发光晶体外延片制作步骤中生成用于发光的有源区；
步骤②，在所述的有源区外表面生成用于作为电极的P型结构层或N型结构层；
步骤③，进行选择性掺杂，在所述的P型结构层或N型结构层的外表面加入掺杂离子。
上述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其中：所述的选择性掺杂为，在PN结的P型区域中加入P型掺杂离子，形成不均匀电阻区域。
进一步地，上述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其中：所述的选择性掺杂为，在PN结的N型区域中加入P型掺杂离子，形成PN结区。
更进一步地，上述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其中：所述的选择性掺杂为，在PN结的P型区域中，加入N型掺杂离子，形成PN结区。
再进一步地，上述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其中：所述的选择性掺杂为，在PN结的N型区域中，加入N型掺杂离子，形成不均匀电阻区域。
再进一步地，所述的有源区为多层量子阱沉积。
再进一步地，所述的选择性掺杂通过掩膜方法实现。
再进一步地，所述的掩膜为软掩膜或硬掩膜。
再进一步地，所述的软掩膜为光阻掩膜、所述的硬掩膜为SiO2掩膜或SiN掩膜。
再进一步地，所述的选择性掺杂方法为离子注入或热扩散。
本发明技术方案的优点主要体现在：通过在沉积电流扩展层之前，改变PN结的P型区或/和N型区域的参杂浓度分布，提高电流扩展均匀性。由此，可以控制电流的流向，从而改变电流扩展性能，提升LED的品质。
附图说明
本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。这些附图当中，
图1是本发明实施例一的实施示意图；
图2是本发明实施例二的实施示意图。
图中各附图标记的含义如下：
| 1 | 蓝宝石层 | 2 | 缓冲层 |
| 3 | U型GaN层 | 4 | N 型GaN层 |
| 5 | 多层量子阱 | 6 | 氮化铝镓层 |
| 7 | P型GaN层 |
具体实施方式
〖实施例一〗
如图1所示的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其与众不同之处在于包括以下步骤：首先，选取蓝宝石层1作为基层，并在基层上生成缓冲层2。之后，在缓冲层2上进行U型GaN的沉积，形成U型GaN层3，并在U型GaN层3上进行N 型GaN的沉积，形成N 型GaN层4。接着，在N 型GaN层4上进行多层量子阱5沉积分布，构成多层量子阱5沉积层。
然后，在多层量子阱5沉积层上沉积有氮化铝镓，构成氮化铝镓层6，在氮化铝镓层6上沉积有P型GaN，形成P型GaN层7。随即，在P型GaN层7上分布有掩膜层。
最后，在磊晶之后在PN结的P型区域涂布光阻掩膜，对光阻掩膜中的部分区域进行曝光和显影，蚀刻部分的光阻掩膜；再在已蚀刻的光阻掩膜缺口中通过离子注入方法加入P型掺杂离子，最终形成不均匀电阻区域。
〖实施例二〗
如图2所示的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其与众不同之处在于包括以下步骤：首先，选取蓝宝石层1作为基层，并在基层上生成缓冲层2。之后，在缓冲层2上进行U型GaN的沉积，形成U型GaN层3，并在U型GaN层3上进行N 型GaN的沉积，形成N 型GaN层4。接着，在N 型GaN层4上进行多层量子阱5沉积分布，构成多层量子阱5沉积层。然后，在多层量子阱5沉积层上沉积有氮化铝镓，构成氮化铝镓层6，在氮化铝镓层6上沉积有P型GaN，形成P型GaN层7。随即，在P型GaN层7上分布有掩膜层。
最后，在磊晶之后在PN结的N型区域中涂布SiO2掩膜，对SiO2掩膜中的部分区域进行曝光和显影，蚀刻部分的SiO2掩膜；再在已蚀刻的SiO2掩膜缺口中通过离子注入方法，在N型区域中加入P型掺杂离子，形成PN结区。
当然，在上述过程中，亦可以在磊晶之后在PN结的P型区域中，加入N型掺杂离子，形成PN结区。同样，也可以在磊晶之后在PN结的N型区域中，加入N型掺杂离子，形成不均匀电阻区域。
需要特别提及的是，在P型区域加入N型或P型掺杂离子和在N型区域加入N型或P型掺杂离子都可以同时进行。比如可以同时在P型区域加入N型掺杂离子，在N型区域加入N型掺杂离子和P型掺杂离子。是否同时在P型区域和N型区域进行掺杂不限定本发明的保护范围，是否同时在同一类型的区域掺杂N型掺杂离子和P型掺杂离子也不限定本发明的保护范围。
通过上述的文字表述并结合附图可以看出，采用本发明后，通过在沉积电流扩展层之前，改变PN结的P型区或N型区域的参杂浓度分布，提高电流扩展均匀性。由此，可以控制电流的流向，从而改变电流扩展性能，提升LED的可靠性。
Claims (10)
1.一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤①，在LED发光晶体外延片制作步骤中生成用于发光的有源区；
步骤②，在所述的有源区外表面生成用于作为电极的P型结构层或N型结构层；
步骤③，进行选择性掺杂，在所述的P型结构层或N型结构层的外表面加入掺杂离子。
2.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的选择性掺杂为，在PN结的P型区域中加入P型掺杂离子，形成不均匀电阻区域。
3.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的选择性掺杂为，在PN结的N型区域中加入P型掺杂离子，形成PN结区。
4.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的选择性掺杂为，在PN结的P型区域中，加入N型掺杂离子，形成PN结区。
5.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的选择性掺杂为，在PN结的N型区域中，加入N型掺杂离子，形成不均匀电阻区域。
6.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的有源区为多层量子阱沉积。
7.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的选择性掺杂通过掩膜方法实现。
8.根据权利要求7所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的掩膜为软掩膜或硬掩膜。
9.根据权利要求8所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的软掩膜为光阻掩膜，所述的硬掩膜为SiO2掩膜或SiN掩膜。
10.根据权利要求1所述的一种提高电流扩展效应的LED制作方法，其特征在于：所述的选择性掺杂方法为离子注入或热扩散。
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