CN105226075A - 高压发光二极管透明导电层的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压发光二极管透明导电层的制造方法,其特征是,包括以下步骤:步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底、缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼和P-GaN层;步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净,采用化学气相沉积法制备二维石墨烯,将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层表面、并与P-GaN层电学接触,得到透明导电层;步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶,光刻进行图形化,采用物理刻蚀使得N-GaN层暴露出来,最后清除光刻胶;步骤4:沉积掩膜层SiO2,光刻图形做出SiO2绝缘层;步骤5:采用电子束蒸发金属Au,光刻图形做出P电极、N电极和桥接结构。本发明采用石墨烯代替ITO作为透明导电层,解决目前ITO越厚影响透明度的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种高压发光二极管透明电极的制造方法,属于半导体技术领域。
背景技术
现在市场高压发光二极管(HVLED)应用普遍,在发光二极管中,透明导电层作为表面电流扩展至关重要,这种材料要求很高的透光率以及良好的导电性能。现在LED透明导电层大多使用氧化铟锡(ITO),其电阻率一般在5×10-4Ω·cm左右,透过率可达90%以上,ITO越厚透明度就不够好;另外In作为一种稀土元素,储量非常有限。随着ITO大规模的使用,其价格也越来越高。石墨烯目前是世上最薄的纳米材料,石墨烯也是一种透明、良好的导体,它几乎是完全透明的,只吸收2.3%的光,其电阻率只约10-6Ω·cm,作为透明导电层都优于ITO。且石墨烯的元素为大自然中普遍存在的C和H,制作方法多样简单,成本较低还环保。石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良,氧化铟锡脆度较高,比较容易损毁。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种高压发光二极管透明导电层的制造方法,采用石墨烯代替ITO作为透明导电层,解决目前ITO越厚影响透明度的缺陷。
按照本发明提供的技术方案,所述高压发光二极管透明导电层的制造方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底、缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼和P-GaN层;
步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净,采用化学气相沉积法制备二维石墨烯,将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层表面、并与P-GaN层电学接触,得到透明导电层;
步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶,光刻进行图形化,采用物理刻蚀使得N-GaN层暴露出来,最后清除光刻胶;
步骤4:沉积掩膜层SiO2,光刻图形做出SiO2绝缘层;
步骤5:采用电子束蒸发金属Au,光刻图形做出P电极、N电极和桥接结构。
采用上述的制造方法得到的高压发光二极管,其特征是:包括衬底,衬底上设置多个发光单元,发光单元包括在衬底上自下而上依设置的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼、P-GaN层和透明导电层,透明导电层采用石墨烯透明导电层,在透明导电层上表面设置P电极,N-GaN层上表面设置N电极;所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离,在沟槽表面设置SiO2绝缘层,在SiO2绝缘层表面设置桥接结构,桥接结构连接相邻发光单元的N电极和P电极。
所述衬底采用蓝宝石衬底。
本发明所述的高压发光二极管透明导电层的制造方法,采用石墨烯代替ITO作为透明导电层,解决了目前ITO越厚影响透明度的缺陷。
附图说明
图1为本发明所述高压发光二极管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步说明。
如图1所示,本发明所述高压发光二极管包括衬底1,衬底1采用蓝宝石衬底,衬底1上设置多个发光单元,发光单元包括在衬底1上自下而上依设置的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子肼5、P-GaN层6和透明导电层7,透明导电层7采用石墨烯透明导电层,在透明导电层7上表面设置P电极8,N-GaN层4上表面设置N电极9;所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离,在沟槽表面设置SiO2绝缘层10,在SiO2绝缘层10表面设置桥接结构11,桥接结构11连接相邻发光单元的N电极9和P电极8。
本发明所述高压发光二极管透明导电层的制造方法,包括以下步骤:
步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的蓝宝石衬底1、缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子肼5和P-GaN层6;
步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净,采用化学气相沉积法(CVD)制备后的二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层6表面、并与P-GaN层6电学接触,得到透明导电层7;
步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶,利用光刻技术进行图形化,采用物理方法ICP刻蚀技术使得N-GaN层4暴露出来,最后清除光刻胶;
步骤4:用PECVD设备沉积掩膜层SiO2,光刻图形做出HVLED单元桥接结构下的SiO2绝缘层10;
步骤5:采用电子束蒸发金属Au,光刻图形做出P电极8、N电极9和桥接结构11。
Claims (3)
1.一种高压发光二极管透明导电层的制造方法,其特征是,包括以下步骤:
步骤1:采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底(1)、缓冲层(2)、U-GaN层(3)、N-GaN层(4)、多量子肼(5)和P-GaN层(6);
步骤2:生长完成的LED外延片清洗干净,采用化学气相沉积法制备二维石墨烯,将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层(6)表面、并与P-GaN层(6)电学接触,得到透明导电层(7);
步骤3:在外延片表面涂覆光刻胶,光刻进行图形化,采用物理刻蚀使得N-GaN层(4)暴露出来,最后清除光刻胶;
步骤4:沉积掩膜层SiO2,光刻图形做出SiO2绝缘层(10);
步骤5:采用电子束蒸发金属Au,光刻图形做出P电极(8)、N电极(9)和桥接结构(11)。
2.一种采用权利要求1所述的制造方法得到的高压发光二极管,其特征是:包括衬底(1),衬底(1)上设置多个发光单元,发光单元包括在衬底(1)上自下而上依设置的缓冲层(2)、U-GaN层(3)、N-GaN层(4)、多量子肼(5)、P-GaN层(6)和透明导电层(7),透明导电层(7)采用石墨烯透明导电层,在透明导电层(7)上表面设置P电极(8),N-GaN层(4)上表面设置N电极(9);所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离,在沟槽表面设置SiO2绝缘层(10),在SiO2绝缘层(10)表面设置桥接结构(11),桥接结构(11)连接相邻发光单元的N电极(9)和P电极(8)。
3.如权利要求2所述的高压发光二极管,其特征是:所述衬底(1)采用蓝宝石衬底。
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