CN113257974A - 具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法 - Google Patents
具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113257974A CN113257974A CN202110482524.9A CN202110482524A CN113257974A CN 113257974 A CN113257974 A CN 113257974A CN 202110482524 A CN202110482524 A CN 202110482524A CN 113257974 A CN113257974 A CN 113257974A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor layer
- type semiconductor
- emitting diode
- nanocrystalline diamond
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 61
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 claims description 10
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 claims description 10
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 3
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims description 3
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
- H01L33/0075—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds comprising nitride compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/04—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/26—Materials of the light emitting region
- H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
- H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法；所述发光二极管芯片包括：衬底；外延层，设置在所述衬底的表面，由下至上依次包括成核层、无掺杂半导体层、n型半导体层、多量子阱有源层和p型半导体层；多个氧化物图形，间隔设置在所述p型半导体层远离所述多量子阱有源层的表面；导电层，设置在所述多个氧化物图形远离所述多量子阱有源层的表面，并覆盖多个所述氧化物图形及多个所述氧化物图形之间的所述p型半导体层，且由氮掺杂超纳米晶金刚石制成；n电极，设置在所述导电层的表面；p电极，设置在所述n型半导体层的表面。本申请提供的发光二极管芯片电光转换效率和内量子效率高。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，特别涉及一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法。
背景技术
GaN基发光二极管(LED)具有发光效率高、使用寿命长的特点，因此广泛应用于大功率照明领域。LED发光过程中发生的电流拥挤效应会导致芯片有源区局部温度过高、载流子分布不均匀，从而降低LED芯片的内量子效率。由于电流聚集在电极周围，金属电极对出射光的吸收会使LED芯片的光提取效率降低，进而使LED芯片的电光转换效率变低。因此，快速散热和改善导电性对于大功率LED芯片保持良好的光电性能尤为重要。LED芯片通过导电层进行导电和散热，目前采用的透明导电层主要由氧化铟锡(ITO)制成，散热效果不理想。金刚石的热导率高，达到2000W/m·K，具有优异的散热性能，且导电性能与现有ITO导电性能相当接近，但是金刚石材料和GaN材料的热膨胀系数、表面能差异较大，在GaN薄膜上生长金刚石薄膜存在成核密度低和容易出现裂纹等问题。
因此有必要制备一种具有低电阻、高透射率和高导热性的透明导电层的发光二极管芯片。
发明内容
本申请实施例提供一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法，以解决相关技术中LED芯片电光转换效率低和内量子效率低的问题。
第一方面，本申请提供了一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，包括：
衬底；
外延层，设置在所述衬底的表面，由下至上依次包括成核层、无掺杂半导体层、n型半导体层、多量子阱有源层和p型半导体层；
多个氧化物图形，间隔设置在所述p型半导体层远离所述多量子阱有源层的表面；
导电层，设置在所述多个氧化物图形远离所述多量子阱有源层的表面，并覆盖多个所述氧化物图形及多个所述氧化物图形之间的所述p型半导体层，且由氮掺杂超纳米晶金刚石制成；
n电极，设置在所述导电层的表面；
p电极，设置在所述n型半导体层的表面。
一些实施例中，所述氧化物图形由TiO2或ZnO制成，所述氧化物图形的形状为圆柱形或圆锥形。
一些实施例中，所述氧化物图形的直径为50-150nm，深度为50-100nm。在一些优选实施例中，所述氧化物图形的直径为100nm、深度为80nm或所述氧化物图形的直径为120nm、深度为90nm。
一些实施例中，相邻两个氧化物图形之间的间距为40-80nm。在一些优选实施例中，相邻两个氧化物图形之间的间距为50nm或70nm。
一些实施例中，所述导电层的厚度为250-350nm。在一些优选实施例中，所述导电层的厚度可以为260nm、280nm、285nm、290nm、300nm、320nm或340nm。
一些实施例中，所述衬底的材料为蓝宝石、硅、碳化硅中的任一种。
一些实施例中，所述成核层的材料为AlN，所述无掺杂半导体层的材料为u-GaN，所述n型半导体层的材料为n-GaN，所述多量子阱有源层的材料为InGaN/GaN，所述p型半导体层的材料为p-GaN。
第二方面，本申请提供了上述具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的制备方法，包括以下步骤:
S101，提供衬底；
S102，采用MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)技术在所述衬底的上方依次外延生长成核层、无掺杂半导体层、n型半导体层、多量子阱有源层和p型半导体层，形成所述外延层；
S103，在所述p型半导体层的表面制备多个氧化物图形；
S104，将带有所述多个氧化物图形的外延层放置在含有30-80mg超纳米晶金刚石粉和30-80mg钛粉的甲醇溶液中超声处理，然后清洗、吹干；在甲醇溶液里加入钛粉可以提高成核密度，促进成核；
S105，在氮气/甲烷/氩气的混合气体氛围中，将所述超纳米晶金刚石粉沉积在所述多个氧化物图形的表面并覆盖所述多个氧化物图形及多个所述氧化物图形之间的所述p型半导体层，形成所述导电层；
S106，对所述导电层进行刻蚀，直至暴露出n型半导体层；
S107，采用电子束蒸发技术在所述导电层的表面沉积n电极，采用电子束蒸发技术在暴露出的所述n型半导体层的表面沉积p电极。
一些实施例中，步骤S103中，所述多个氧化物图形的制备方法为纳米压印。
一些实施例中，步骤S104中，利用异丙醇和去离子水进行清洗，采用氮气吹干。
一些实施例中，步骤S105中，混合气体的流速为100-120sccm；混合气体中甲烷、氩气和氮气的流速比为1：20：5。
一些实施例中，步骤S104中，所述导电层的沉积方法为微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)。
本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：
1、本申请提供的发光二极管芯片以电阻率低、散热性能优异的氮掺杂超纳米晶金刚石作为导电层，不仅有助于发光二极管芯片的电流扩展，有效减少电流拥挤效应，而且能够改善芯片局部过热导致的内量子效率降低，保证芯片在高电流密度工作时的可靠性；
2、本申请提供的发光二极管芯片采用氧化物图形作为超纳米晶金刚石的辅助成核层，有利于制备出光滑连续的超纳米晶金刚石导电层，显著增加了超纳米晶金刚石的成核密度，而且有效提高芯片的光提取效率和电光转换效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例1提供的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的结构示意图。
图2为本申请实施例1提供的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的制备方法的流程示意图。
图3为本申请实施例2提供的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的结构示意图。
图中：衬底-1、外延层-2、成核层-21、无掺杂半导体层-22、n型半导体层-23、多量子阱有源层-24、p型半导体层-25、氧化物图形-3、导电层-4、n电极-5、p电极-6。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供了一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法，其能解决相关技术中LED芯片电光转换效率低和内量子效率低的问题。
实施例1：
参考图1，本申请的实施例1提供了一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，包括衬底1、外延层2、多个氧化物图形3、导电层4、n电极5和p电极6。
本实施例中，衬底1的材料为蓝宝石。
外延层2设置在衬底1的表面，由下至上依次包括：成核层21、无掺杂半导体层22、n型半导体层23、多量子阱有源层24和p型半导体层25，其中，成核层21的材料为AlN，无掺杂半导体层22的材料为u-GaN，n型半导体层23的材料为n-GaN，多量子阱有源层24的材料为InGaN/GaN，p型半导体层25的材料为p-GaN。
多个氧化物图形3呈阵列状均匀间隔设置在p型半导体层25远离多量子阱有源层24的表面，本实施例中，氧化物图形3由TiO2制成，其形状为圆柱形，平均直径为100nm，平均深度为80nm，相邻两个氧化物图形3间的间距为50nm。
导电层4设置在多个氧化物图形3远离多量子阱有源层24的表面，并覆盖多个氧化物图形3及多个氧化物图形3之间的p型半导体层25；本实施例中，导电层4由氮掺杂超纳米晶金刚石制成，厚度为300nm。
n电极5设置在导电层4的表面，p电极6设置在n型半导体层23的表面。
参考图2，本申请的实施例1还提供了上述具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的制备方法，包括以下步骤：
步骤S101，提供蓝宝石制成的衬底1；
步骤S102，采用MOCVD技术在衬底1上依次外延生长成核层21、无掺杂半导体层22、n型半导体层23、多量子阱有源层24和p型半导体层25，以形成外延层2；
步骤S103，采用纳米压印技术在p型半导体层25的表面制备多个由TiO2制成的氧化物图形3；
步骤S104，将带有多个氧化物图形3的外延层2放置在含有50mg超纳米晶金刚石粉和50mg钛粉的甲醇溶液中超声处理，之后用异丙醇和去离子水清洗，采用氮气吹干；
步骤S105，在氮气/甲烷/氩气的混合气体氛围中，采用微波等离子体化学气相沉积技术将超纳米晶金刚石粉沉积在多个氧化物图形3的表面并覆盖住多个氧化物图形3及多个氧化物图形3之间的p型半导体层25，形成导电层4；本实施例中，混合气体的流速为100-120sccm；将超纳米晶金刚石进行氮掺杂后作为导电层4能够降低电阻率，提高发光二极管芯片的导电性能；
步骤S106，对导电层4进行ICP刻蚀，直至暴露出n型半导体层23，形成台阶结构；
步骤S107，采用电子束蒸发技术在导电层4的表面沉积n电极5，在暴露出的n型半导体层23的表面沉积p电极6。
实施例2：
参考图3，本申请的实施例2提供了一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，该发光二极管芯片与实施例1提供的发光二极管芯片的区别在于：氧化物图形3＇的形状为圆锥形，平均直径为120nm，平均深度为90nm，相邻两个氧化物图形3＇间的间距平均为70nm；其余结构则与实施例1基本相同。
实施例3：
本申请的实施例3提供了一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，该发光二极管芯片与实施例1提供的发光二极管芯片的区别在于：衬底1的材料为硅，导电层4的厚度为280nm，氧化物图形3由ZnO制成；其余结构则与实施例1基本相同。
实施例4：
本申请的实施例4提供了一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，该发光二极管芯片与实施例1提供的发光二极管芯片的区别在于：氧化物图形3由ZnO制成，氧化物图形3的形状为圆锥形，平均直径为120nm，平均深度为90nm，相邻两个氧化物图形3间的间距平均为70nm；其余结构则与实施例1基本相同。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，包括：
衬底(1)；
外延层(2)，设置在所述衬底(1)的表面，由下至上依次包括成核层(21)、无掺杂半导体层(22)、n型半导体层(23)、多量子阱有源层(24)和p型半导体层(25)；
多个氧化物图形(3)，间隔设置在所述p型半导体层(25)远离所述多量子阱有源层(24)的表面；
导电层(4)，设置在所述多个氧化物图形(3)远离所述多量子阱有源层(24)的表面，并覆盖多个所述氧化物图形(3)及多个所述氧化物图形(3)之间的所述p型半导体层(25)，且由氮掺杂超纳米晶金刚石制成；
n电极(5)，设置在所述导电层(4)的表面；
p电极(6)，设置在所述n型半导体层(23)的表面。
2.根据权利要求1所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，所述氧化物图形(3)由TiO2或ZnO制成，所述氧化物图形(3)的形状为圆柱形或圆锥形。
3.根据权利要求1所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，所述氧化物图形(3)的直径为50-150nm，深度为50-100nm。
4.根据权利要求1所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，相邻两个氧化物图形(3)之间的间距为40-80nm。
5.根据权利要求1所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，所述导电层(4)的厚度为250-350nm。
6.根据权利要求1所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，所述衬底(1)的材料为蓝宝石、硅、碳化硅中的任一种。
7.根据权利要求1所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片，其特征在于，所述成核层(21)的材料为AlN，所述无掺杂半导体层(22)的材料为u-GaN，所述n型半导体层(23)的材料为n-GaN，所述多量子阱有源层(24)的材料为InGaN/GaN，所述p型半导体层(25)的材料为p-GaN。
8.权利要求1-7任一项所述具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
S101，提供衬底(1)；
S102，在所述衬底(1)的上方依次外延生长成核层(21)、无掺杂半导体层(22)、n型半导体层(23)、多量子阱有源层(24)和p型半导体层(25)，形成所述外延层(2)；
S103，在所述p型半导体层(25)的表面制备多个氧化物图形(3)；
S104，将带有所述多个氧化物图形(3)的外延层(2)放置在含有超纳米晶金刚石粉的甲醇溶液中超声处理，然后清洗、吹干；
S105，在氮气/甲烷/氩气的混合气体氛围中，将所述超纳米晶金刚石粉沉积在所述多个氧化物图形(3)的表面并覆盖所述多个氧化物图形(3)及多个所述氧化物图形(3)之间的所述p型半导体层(25)，形成所述导电层(4)；
S106，对所述导电层(4)进行刻蚀，直至暴露出n型半导体层(23)；
S107，在所述导电层(4)的表面沉积n电极(5)，在暴露出的所述n型半导体层(23)的表面沉积p电极(6)。
9.根据权利要求8所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤S103中，所述多个氧化物图形(3)的制备方法为纳米压印。
10.根据权利要求8所述的具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，步骤S104中，所述导电层(4)的沉积方法为微波等离子体化学气相沉积。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110482524.9A CN113257974B (zh) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110482524.9A CN113257974B (zh) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113257974A true CN113257974A (zh) | 2021-08-13 |
| CN113257974B CN113257974B (zh) | 2023-04-21 |
Family
ID=77223442
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110482524.9A Active CN113257974B (zh) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | 具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113257974B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031839A1 (en) * | 2000-10-09 | 2002-04-18 | The University Of Chicago | N-type doping of nanocrystalline diamond films with nitrogen and electrodes made therefrom |
| US20050001224A1 (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-06 | Epitech Corporation, Ltd. | Light emitting diode and method for manufacturing the same |
| US20160203937A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-14 | Uchicago Argonne, Llc | Planar field emitters and high efficiency photocathodes based on ultrananocrystalline diamond |
| WO2017213403A1 (ko) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 전북대학교산학협력단 | 질화갈륨계 고효율 발광다이오드 및 그의 제조방법 |
| CN111627873A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-09-04 | 柯文政 | 具高导热能力的钻石薄膜导电层结构及其制造方法 |
| US20200343344A1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-29 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Contact structures for n-type diamond |
-
2021
- 2021-04-30 CN CN202110482524.9A patent/CN113257974B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031839A1 (en) * | 2000-10-09 | 2002-04-18 | The University Of Chicago | N-type doping of nanocrystalline diamond films with nitrogen and electrodes made therefrom |
| US20050001224A1 (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-06 | Epitech Corporation, Ltd. | Light emitting diode and method for manufacturing the same |
| US20160203937A1 (en) * | 2015-01-12 | 2016-07-14 | Uchicago Argonne, Llc | Planar field emitters and high efficiency photocathodes based on ultrananocrystalline diamond |
| WO2017213403A1 (ko) * | 2016-06-07 | 2017-12-14 | 전북대학교산학협력단 | 질화갈륨계 고효율 발광다이오드 및 그의 제조방법 |
| US20200343344A1 (en) * | 2019-04-29 | 2020-10-29 | Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University | Contact structures for n-type diamond |
| CN111627873A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-09-04 | 柯文政 | 具高导热能力的钻石薄膜导电层结构及其制造方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| WEN-CHENG KE等: "Nitrogen doped ultrananocrystalline diamond conductive layer grown on InGaN-based light-emitting diodes using nanopattern enhanced nucleation", 《APPLIED SURFACESCIENCE》 * |
| 彭小兰等: "掺氮超纳米金刚石薄膜制备及其电化学性能", 《西南科技大学学报》 * |
| 李伟: "纳米金刚石薄膜制备的研究", 《武汉工程大学硕士学位论文》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113257974B (zh) | 2023-04-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7504667B2 (en) | Light emitting diode having surface containing flat portion and plurality of bores | |
| CN101276863B (zh) | 发光二极管及其制造方法 | |
| US8354663B2 (en) | Micro-pixel ultraviolet light emitting diode | |
| CN100386899C (zh) | 高效高亮全反射发光二极管及制作方法 | |
| CN101931039B (zh) | 具有双层交错贯穿孔洞的氮化镓基发光二极管及其制作工艺 | |
| US9142714B2 (en) | High power ultraviolet light emitting diode with superlattice | |
| CN102097559A (zh) | 发光二极管及其制作方法 | |
| WO2012071052A1 (en) | Method for fabricating vertical light emitting devices and substrate assembly for the same | |
| KR20100080094A (ko) | 방사형 이종접합 구조의 나노 막대를 이용한 발광 다이오드 | |
| CN102270633A (zh) | 大功率倒装阵列led芯片及其制造方法 | |
| CN111739989A (zh) | AlGaN基深紫外LED外延片及制备方法 | |
| CN111599901A (zh) | 一种生长在Si衬底上的紫外LED外延片及其制备方法 | |
| CN212323022U (zh) | AlGaN基深紫外LED外延片 | |
| US10161046B2 (en) | Method for forming metal particle layer and light emitting device fabricated using metal particle layer formed by the method | |
| CN102751414B (zh) | 大尺寸发光器件及其制造方法 | |
| CN113257974B (zh) | 具有超纳米晶金刚石导电层的发光二极管芯片及制备方法 | |
| KR101622310B1 (ko) | 발광 소자 및 이의 제조방법 | |
| CN212542464U (zh) | 一种生长在Si衬底上的紫外LED外延片 | |
| CN109166953B (zh) | 一种发光二极管芯片及其制作方法 | |
| KR20120116257A (ko) | 발광 다이오드의 휘도 향상 방법 및 그에 의한 발광 다이오드 | |
| KR20080047836A (ko) | 수직구조 질화물 반도체 발광 소자 및 제조방법 | |
| CN218182240U (zh) | 一种大功率led | |
| CN212085035U (zh) | 一种生长在Si衬底上的GaN薄膜 | |
| CN218004893U (zh) | 半导体LED发光结构及Micro-LED芯片 | |
| CN212848468U (zh) | 一种生长在Si衬底上的LED外延片 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20230718 Address after: 6D, Unit 3, Yucai Garden, No. 222, Cenxia Road, Fenghuang Community, Fuyong Subdistrict, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong 518101 Patentee after: Shenzhen Zhuoer Electronic Materials Co.,Ltd. Address before: 430072 Hubei Province, Wuhan city Wuchang District Luojia Hill Patentee before: WUHAN University Effective date of registration: 20230718 Address after: 221200 Plant 6, Precision Manufacturing Park, Suining Economic Development Zone, Xuzhou City, Jiangsu Province Patentee after: Jiangsu Chuandu Optoelectronic Technology Co.,Ltd. Address before: 6D, Unit 3, Yucai Garden, No. 222, Cenxia Road, Fenghuang Community, Fuyong Subdistrict, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong 518101 Patentee before: Shenzhen Zhuoer Electronic Materials Co.,Ltd. |