CN104979433A - 一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，包括以下步骤：一，在基板上生长发光结构，该发光结构表层为高掺杂的GaP，掺杂浓度大于1.0E19；二，在发光结构上制作第一电极，第一电极材料为铝或/和钛金属材料；三，在发光结构上通过曝光、显影及蚀刻工艺制作电极图形；四，通过热处理方式使第一电极与发光结构融合，热处理温度介于200℃-1000℃；五，在基板另一面制作第二电极。本发明用不含黄金的电极结构取代有贵金属黄金组成的电极结构，可以降低电极材料使用成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法。
背景技术
发光二极管（LED）被广泛应用于背光源、显示标识、装饰及通讯等，通过采用不同的半导体材料和结构，发光二极管能覆盖从紫外到红外的波段范围。通常，金属与半导体的接触有欧姆接触和肖特基接触。现有技术中，四元系红黄光芯片用来制作欧姆接触电极的金属主要有Au/AuBe/Au/Ti/Au、Au/AuBe/Au/Ti/Al等金属组合，此类金属组合制作的金属电极具有较低的特征接触阻抗，可获得优异的欧姆接触特性。然而，其缺陷在于，采用此类金属组合的金属电极热稳定性不佳，如Al与Au之间的相互扩散产生Kirderdall（柯肯达尔）效应，尤其是长时间工作条件下，Ti层对保护Au扩散的阻挡作用有限，Au的内扩散会导致电极热稳定性变差。
发光二极管发光效率的提高和成本的降低一直是技术人员的追求目标。发光二极管的成本主要为贵金属黄金的消耗，采用Au/AuBe/Au/Ti/Au金属组合来制作欧姆接触电极时，会使用大量的贵金属黄金。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，用不含黄金的电极结构取代有贵金属黄金组成的电极结构，以降低电极材料使用成本。
为达成上述目的，本发明的解决方案为：
一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
一，在基板上生长发光结构，该发光结构表层为高掺杂的GaP，掺杂浓度大于1.0E19；
二，在发光结构上制作第一电极，第一电极材料为铝或/和钛金属材料；
三，在发光结构上通过曝光、显影及蚀刻工艺制作电极图形；
四，通过热处理方式使第一电极与发光结构融合，热处理温度介于200℃-1000℃；
五，在基板另一面制作第二电极。
进一步，所述热处理温度介于400℃-800℃。
进一步，所述第二电极材料为金、金锗及镍金属材料的一种或多种。
采用上述方案后，本发明在基板上生长发光结构，该发光结构表层为高掺杂的GaP，掺杂浓度大于1.0E19，使得铝或/和钛金属材料的第一电极可以在200℃-1000℃温度下通过热处理方式使第一电极与发光结构融合。本发明制作的第一电极结构用不含黄金的电极结构取代有贵金属黄金组成的电极结构，以降低电极材料使用成本。
附图说明
图1是本发明制作的二极管结构示意图。
标号说明
基板1 发光结构2
第一电极3 第二电极4。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。
如图1所示，具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
一，在基板1上生长发光结构2，采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）、分子束外延（MBE）等方式生长发光结构2，该发光结构2表层为高掺杂的GaP，掺杂浓度大于1.0E19。
二，在发光结构2上制作第一电极3，用蒸镀或溅射等方式，在发光结构2上形成金属层，把金属层通过曝光、显影及蚀刻工艺，制作出第一电极3，第一电极3材料为铝或/和钛金属材料。
三，在发光结构2上通过曝光、显影及蚀刻工艺制作电极图形。其中，蚀刻工艺为湿法蚀刻工艺，蚀刻液包括冰乙酸、氨水、双氧水、磷酸、硝酸、盐酸、硫酸、氢氟酸等化学制剂中的一种或多种。
四，通过热处理方式使第一电极3与发光结构2融合，热处理温度介于200℃-1000℃；热处理方式可以为快速热处理，也可以为常规热处理，所述热处理温度优选为介于400℃-800℃。
五，在基板1另一面制作第二电极4，所述第二电极4材料为金、金锗及镍金属材料的一种或多种。
实施例
在砷化镓为材料的基板上，用MOCVD工艺生长发光结构，然后用真空镀膜机在发光结构上镀40000埃的金属铝，然后经过曝光、显影、蚀刻工艺，制作出电极图形；然后用快速热处理方式使发光结构与金属铝在500摄氏度的高温下进行融合，最后在砷化镓另一表面上镀3500埃的金锗。
本发明所述的具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，提出一种电极结构可以和半导体形成较低特征接触阻抗，且在不影响产品性能的情况下，采用低廉的不含黄金电极结构取代有贵金属黄金组成的电极结构，降低了电极材料使用成本。
铝或/和钛金属材料两者都可形成欧姆接触，当半导体表层具有高浓度的掺杂和金属与半导体之间有低的界面能障时，经过退火，半导体和金属形成线性的电流-电压特征曲线即欧姆接触。金属铝比金属金具有略低的功函数（正常情况下，功函数越低，半导体与金属间的界面能障越低），金属铝和GaP经过退火后也可形成欧姆接触。
Claims (3)
1.一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
一，在基板上生长发光结构，该发光结构表层为高掺杂的GaP，掺杂浓度大于1.0E19；
二，在发光结构上制作第一电极，第一电极材料为铝或/和钛金属材料；
三，在发光结构上通过曝光、显影及蚀刻工艺制作电极图形；
四，通过热处理方式使第一电极与发光结构融合，热处理温度介于200℃-1000℃；
五，在基板另一面制作第二电极。
2.如权利要求1所述的一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，其特征在于，所述热处理温度介于400℃-800℃。
3.如权利要求1所述的一种具有新电极结构的四元系发光二极管的制作方法，其特征在于，所述第二电极材料为金、金锗及镍金属材料的一种或多种。
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2014
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