CN105304771B - 一种具有高扩展效应的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高扩展效应的发光二极管的制作方法，包括以下步骤：提供一外延衬底；使用MOCVD在所述外延衬底上生长发光二极管外延层；在所述发光二极管外延层表面形成保护胶，然后在所述发光二极管外延层侧面四周的两面交替蒸镀复数层Ni‑Fe合金膜与Si3N4膜；在所述发光二极管外延层侧面四周的另两面交替蒸镀复数层Si3N4膜与Ni‑Fe合金膜；去除所述发光二极管外延层表面保护胶，露出p电极和n电极，并分离成独立的发光二极管器件。本发明达到了有效增强发光二极管的N、P型的电流扩展效果，而又不会增加了电极挡光面积，以及提高在大面积尺寸芯片的N型电流扩展效果。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管的技术领域，特别提供一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法。
背景技术
近年来，发光二极管发展迅猛，这与半导体光电技术、新照明光源技术的发展紧密相关。随着LED应用领域的不断扩展，人们对LED芯片的性能也提出了越来越高的要求。所以需要不断地提高LED外量子效率。
增强发光二极管的电流扩展效果作为提高LED外量子效率的一个重要途径。目前常用的办法有：P型方面通过采用P型扩展电极，N型方面通过提高N型的掺杂浓度等。然而，采用P型扩展电极明显增加了电极挡光面积；提高N型的掺杂浓度会使提高N型的电流扩展效果会达到极限，应用在大面积尺寸的芯片上时会遇到瓶颈。
有鉴于此，本发明人专门设计了一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法，本案由此产生。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
S1：提供一外延衬底；
S2：使用MOCVD在所述外延衬底上生长发光二极管外延层；
S3：在所述发光二极管外延层上设置透明导电层；
S4：经过掩膜和光刻过程，在所述透明导电层上定义出台面；
S5：采用ICP刻蚀所述台面，裸露出所述发光二极管外延层中的n型导电层；
S6：分别在所述透明导电层和n型导电层上制作p电极和n电极，且在所述n电极与所述发光二极管外延层之间形成电极隔离层；
S7：经过掩膜和光刻过程，在所述透明导电层上定义出切割道；
S8：使用ICP刻蚀所述切割道，直到所述切割道处的透明导电层和发光二极管外延层被完全腐蚀，暴露出切割道处的外延衬底；
S9：对暴露出切割道的发光二极管外延层侧面及表面进行蒸镀SiO2，形成芯片保护层；
S10：在所述发光二极管外延层表面形成保护胶，然后在所述发光二极管外延层侧面四周的两面交替蒸镀复数层Ni-Fe合金膜与Si3N4膜；
S11：在所述发光二极管外延层侧面四周的另两面交替蒸镀复数层Si3N4膜与Ni-Fe合金膜；
S12：去除所述发光二极管外延层表面保护胶，露出p电极和n电极，并分离成独立的发光二极管器件。
优选的，所述Si3N4膜与Ni-Fe合金膜相互交替的对数为10-60对，对应的，所述Ni-Fe合金膜与Si3N4膜相互交替的对数为10-60对。
优选的，所述Si3N4膜的单层厚度为2-15nm，所述Ni-Fe合金膜的单层厚度为20-60nm。
优选的，所述发光二极管外延层包括：
位于所述外延衬底上表面的非故意掺杂层；
位于所述非故意掺杂层上表面的n型导电层；
位于所述n型导电层上表面的有源区；
位于所述有源区上表面的电子阻挡层；
位于所述电子阻挡层上表面的P型导电层；
位于所述P型导电层上表面的P型接触层；
位于所述P型接触层上表面的ITO导电层；
和位于所述ITO导电层部分上表面的p电极。
优选的，所述芯片保护层的厚度为100-400nm。
本发明通过在发光二极管芯片外延层侧面四周中的两面设置Si3N4与Ni-Fe合金交替多层膜结构，在另两面设置Ni-Fe合金与Si3N4交替多层膜结构；形成相对的两面相近的磁极相异，在芯片内部产生平行于芯片平面的内置磁场，对垂直于芯片平面传输的电子、空穴起到运动方向偏转，有效提高P、N型的电流扩展效果，增加LED的外量子效果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明制作方法流程图；
图2为本发明结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明提供一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法，包括以下步骤：
S1：提供一外延衬底；
S2：使用MOCVD(金属有机化合物化学气相沉淀)在所述外延衬底上生长发光二极管外延层；
S3：在所述发光二极管外延层上设置ITO透明导电层；
S4：经过常规标准的掩膜和光刻过程，在所述透明导电层上定义出台面；
S5：采用ICP刻蚀所述台面，裸露出所述发光二极管外延层中的n型导电层；
S6：分别在所述透明导电层和n型导电层上制作p电极和n电极，且在所述n电极与所述发光二极管外延层之间形成电极隔离层；
S7：经过常规标准的掩膜和光刻过程，在所述透明导电层上定义出切割道；
S8：使用ICP刻蚀所述切割道，直到所述切割道处的透明导电层和发光二极管外延层被完全腐蚀，暴露出切割道处的外延衬底；
S9：对暴露出切割道的发光二极管外延层侧面及表面进行蒸镀SiO2，形成芯片保护层；
S10：在所述发光二极管外延层表面形成保护胶，然后在所述发光二极管外延层侧面四周的两面交替蒸镀复数层Ni-Fe合金膜与Si3N4膜；
S11：在所述发光二极管外延层侧面四周的另两面交替蒸镀复数层Si3N4膜与Ni-Fe合金膜；
S12：去除所述发光二极管外延层表面保护胶，露出p电极和n电极，并将外延片分离成独立的发光二极管器件。
本发明通过在所述发光二极管外延层侧面四周的两面交替蒸镀复数层Ni-Fe合金膜与Si3N4膜，在所述发光二极管外延层侧面四周的另两面交替蒸镀复数层Si3N4膜与Ni-Fe合金膜，结构相反，使得对立的侧面形成相反的磁极，在芯片内部有效形成内置磁场；在两组对立的侧面形成平行于芯片表面且相互垂直的内置磁场。
优选的，所述Si3N4膜与Ni-Fe合金膜相互交替的对数为10-60对，对应的，所述Ni-Fe合金膜与Si3N4膜相互交替的对数为10-60对。
为了让内置磁场具有较小的矫顽力和较高的有效磁导率值，所述Si3N4膜的单层厚度为2-15nm，所述Ni-Fe合金膜的单层厚度为20-60nm。
如图2所示，所述发光二极管外延层包括：
位于所述外延衬底上表面的非故意掺杂层；
位于所述非故意掺杂层上表面的n型导电层；
位于所述n型导电层上表面的有源区；
位于所述有源区上表面的电子阻挡层；
位于所述电子阻挡层上表面的P型导电层；
位于所述P型导电层上表面的P型接触层；
位于所述P型接触层上表面的ITO导电层；
和位于所述ITO导电层部分上表面的p电极。
为了能在芯片侧面形成有效保护，所述发光二极管芯片外延层表面和侧面四周均具有芯片保护层，所述芯片保护层的材料为SiO2，所述芯片保护层的厚度为100-400nm；所述的芯片保护层设置于芯片的侧面四周以及芯片的表面，主要用于保护芯片表面以及起到外延层不会被磁场层材料导通而引起有源区短路。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：提供一外延衬底；
S2：使用MOCVD在所述外延衬底上生长发光二极管外延层；
S3：在所述发光二极管外延层上设置透明导电层；
S4：经过掩膜和光刻过程，在所述透明导电层上定义出台面；
S5：采用ICP刻蚀所述台面，裸露出所述发光二极管外延层中的n型导电层；
S6：分别在所述透明导电层和n型导电层上制作p电极和n电极，且在所述n电极与所述发光二极管外延层之间形成电极隔离层；
S7：经过掩膜和光刻过程，在所述透明导电层上定义出切割道；
S8：使用ICP刻蚀所述切割道，直到所述切割道处的透明导电层和发光二极管外延层被完全腐蚀，暴露出切割道处的外延衬底；
S9：对暴露出切割道的发光二极管外延层侧面及表面进行蒸镀SiO2，形成芯片保护层；
S10：在所述发光二极管外延层表面形成保护胶，然后在所述发光二极管外延层侧面四周的两面交替蒸镀复数层Ni-Fe合金膜与Si3N4膜；
S11：在所述发光二极管外延层侧面四周的另两面交替蒸镀复数层Si3N4膜与Ni-Fe合金膜；
S12：去除所述发光二极管外延层表面保护胶，露出p电极和n电极，并分离成独立的发光二极管器件；所述Si3N4膜与Ni-Fe合金膜相互交替的对数为10-60对，对应的，所述Ni-Fe合金膜与Si3N4膜相互交替的对数为10-60对；所述Si3N4膜的单层厚度为2-15nm，所述Ni-Fe合金膜的单层厚度为20-60nm。
2.根据权利要求1所述的一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法，其特征在于，所述发光二极管外延层包括：
位于所述外延衬底上表面的非故意掺杂层；
位于所述非故意掺杂层上表面的n型导电层；
位于所述n型导电层上表面的有源区；
位于所述有源区上表面的电子阻挡层；
位于所述电子阻挡层上表面的P型导电层；
位于所述P型导电层上表面的P型接触层；
位于所述P型接触层上表面的ITO导电层；
和位于所述ITO导电层部分上表面的p电极。
3.根据权利要求1所述的一种具有高扩展效应的发光二极管的制作方法，其特征在于：所述芯片保护层的厚度为100-400nm。
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