CN105226075A - 高压发光二极管透明导电层的制造方法 - Google Patents

高压发光二极管透明导电层的制造方法 Download PDF

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闫晓密
黄慧诗
张秀敏
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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

高压发光二极管透明导电层的制造方法
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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