CN1655369A - 一种高效发光二极管的结构及其制备方法 - Google Patents

一种高效发光二极管的结构及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1655369A
CN1655369A CNA2004100235817A CN200410023581A CN1655369A CN 1655369 A CN1655369 A CN 1655369A CN A2004100235817 A CNA2004100235817 A CN A2004100235817A CN 200410023581 A CN200410023581 A CN 200410023581A CN 1655369 A CN1655369 A CN 1655369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
oxide layer
easy
charge carrier
oxidation
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.)
Pending
Application number
CNA2004100235817A
Other languages
English (en)
Inventor
何晓光
黄尊祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
XIAMEN SAN'AN ELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
XIAMEN SAN'AN ELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XIAMEN SAN'AN ELECTRONICS CO Ltd filed Critical XIAMEN SAN'AN ELECTRONICS CO Ltd
Priority to CNA2004100235817A priority Critical patent/CN1655369A/zh
Publication of CN1655369A publication Critical patent/CN1655369A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高效发光二极管的结构及其制备方法，根据本发明，发光二极管结构中至少有一层易氧化的III－V半导体结构。在发光二极管制备过程中通过对此易氧化的III－V半导体结构氧化，在发光二极管侧面形成不导电的载流子阻挡层，以减少载流子在发光二极管侧面复合，提高发光二极管效率。

Description

一种高效发光二极管的结构及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高效发光二极管的结构及其制备方法。
背景技术：
半导体发光二极管，作为一种显示器件，其发光效率的提高一直是技术的追求目标。提高外延材料的质量，改善载流子注入效率，通过布拉格反射体减少砷化镓衬底吸收，透明衬底键合，厚电流扩展窗口，芯片出光结构优化，这些都对效率提高起到很好的效果。然而，目前芯片侧面载流子复合损耗较少得到考虑。众所周知，即使外延半导体材料表面复合都很高，通常在表面增加高带宽的半导体材料能够显著减少表面载流子复合，提高发光效率。发光二极管侧面通常由机械切割获得，其表面缺陷较正常外延表面还要高得多，避免载流子侧向复合对提高发光二极管效率非常重要。
常规发光二极管的结构如图1，包括一个基板1，布拉格反射体2，第一种导电性载流子注入限制层3，控制发光波长的的活化层4，第二种导电性和载流子注入限制层5，以及电流扩展层6。
如图2为发光二极管的常规制备工艺：通过物理蒸发或溅射方法制备第二种导电性金属接触，对半导体器件第二种导电性金属接触退火，再将半导体器件减薄到需要的厚度，制备第一种导电性金属接触，然后，对半导体器件第一种导电性金属接触退火。将完成金属制备的外延片，用机械方法按芯片尺寸部切分割，此切割深度应通过外延层，但未完全切穿，完成部分切割的芯片进行测试后，再用机械方法完全分割成分立的芯片。此机械切割对芯片侧面产生大量缺陷，形成非辐射发光中心，影响发光二极管发光效率。
美国专利6201264B1提出对具有高铝组分的LED结构通过水氧化发光二极管侧面的方法改善可靠性。本方法在于将发光二极管中易氧化的部分(此部分并非有意引入)水氧化，由于水氧化质量较自然氧化好，因而器件寿命得以改善。为了达到目的，美国专利6201264B1提出厚度不能太厚(小于2微米)。中国专利98100008.8和中国专利申01103909.4通过水氧化高铝组分实现电流扩展。为了实现电流扩展，电极必需在氧化层上，且与电流阻挡层面积相当。美国专利6201264B1采用薄氧化层(＜2微米)，无法有效阻挡载流子的侧向复合，不能产生本专利方法明显的提高发光效率的效果。
发明内容：
本发明旨在提出一种减小发光二极管载流子侧向复合，以提高发光二极管效率的高效发光二极管的结构及其制备方法。
一种高效发光二极管的结构，包括：
一个基板；
在基板上有一发光二极管结构；
结构中有一层或一层以上易氧化的III-V半导体材料；
结构中位于芯片侧向的易氧化层被氧化形成不导电的载流子阻挡层。
易氧化层位于载流子注入限制层两侧，载流子注入限制层中，或活化层中，或布拉格反射体两侧，或布拉格反射体内，或布拉格反射体本身，或电流扩展层中，或电流扩展层底部，或器件全结构；易氧化层为AlGaAs(Al组分大于70％)；易氧化层氧化条件为温度300-650℃，在水汽条件下；易氧化层宽度大于3微米。
本发明的制备方法为：外延结构具有高铝III-V半导体材料(Al＞50％)层。通过氧化高铝III-V半导体层，实现载流子阻挡。其工艺方法为：采用机械切割或化学腐蚀的方法，将芯片侧面易氧化层暴露出来，对侧面易氧化层氧化形成载流子阻挡层。
在发光二极管芯片制作工艺过程中，发光二极管结构中位于芯片侧向的易氧化层被氧化形成不导电的载流子阻挡层，以减少侧向载流子复合；由于氧化载流子阻挡层的高阻抗特性，载流子被挡离侧面，从而实现减小侧向载流子复合，提高发光二极管发光效率的目的。由于芯片侧向无高带宽材料，测向仍有由于载流子扩散产生的复合，载流子阻挡层宽度的增加将减小载流子扩散到达侧面复合的几率。实验表明，随着载流子阻挡层宽度的增加，芯片发光效率显著提高。载流子阻挡层宽度高达120微米，仍可见发光效率提高。
附图说明：
图1一种常规发光二极管结构示意图。
图2发光二极管的常规制备工艺流程图。
图3为本发明的一种实施例结构示意图。
图4为本发明的又一种实施例结构示意图。
图5为本发明的实施例制备工艺流程图。
图6为本发明的芯片结构示意图。
具体实施例：
以下结合附图对本发明实施例作进一步说明。实施例以AlGaInP发光二极管为半导体器件例。
实施例一：参照图3，本发明为一种625nm红光AlGaInP发光二极管外延结构，包括15个周期的AlAs/Al0.5Ga0.5As布拉格反射层，AlGaInPn-型载流子注入限制层，AlGaInP/GaInP活化层，AlGaInP p-型载流子注入限制层，GaP电流扩展层。此发光二极管外延结构中AlAs是易氧化层，氧化后将用于载流子阻挡层。
实施例二：参照图4，本发明为另一种625nm红光AlGaInP发光二极管外延结构，包括一个AlAs载流子阻挡层，15个周期的Al0.5In0.5P/Al0.15Ga0.35In0.5P布拉格反射层，AlGaInP n-型载流子注入限制层，AlGaInP/GaInP活化层，AlGaInP p-型载流子注入限制层，p-GaP电流扩展层。此发光二极管外延结构中AlAs是易氧化层，氧化后将用于载流子阻挡层。
参照图5，本发明的实施例根据图3、4结构的制备工艺流程图。用电子束蒸发形成p-型接触电极。p-型接触电极退火后，减薄到约8mil，用电子束蒸发形成n-型接触电极，用机械方法在芯片分离处切割约30微米深的沟道，对半切后的外延片氧化形成载流子阻挡层；易氧化层为AlGaAs(Al组分大于70％)；易氧化层氧化条件为温度300-650℃，在水汽条件下；易氧化层宽度大于3微米。量点墨后，用机械方法在芯片分离处切穿，目检后入库。
经过图5所示制备工艺后，图3结构的芯片结构如图6(a)，图4结构的芯片结构如图6(b)，其中侧向氧化区域对载流子起到阻挡作用。

Claims (6)

1一种高效发光二极管的结构，包括：
一个基板；
在基板上有一发光二极管结构；
结构中有一层或一层以上易氧化的III-V半导体材料。
结构中位于芯片侧向的易氧化层被氧化形成不导电的载流子阻挡层。
2如权利要求1所述一种高效发光二极管的结构，其特征是易氧化层位于载流子注入限制层两侧，载流子注入限制层中，活化层中，布拉格反射体两侧，布拉格反射体内，布拉格反射体本身，电流扩展层中，电流扩展层底部，或器件全结构。
3如权利要求1所述一种高效发光二极管的结构，其特征是其中易氧化层为AlGaAs(Al组分大于70％)。
4如权利要求1所述一种高效发光二极管的结构，其特征是易氧化层氧化条件为温度300-650℃，在水汽条件下。
5如权利要求1所述一种高效发光二极管的结构，其特征是易氧化层宽度大于3微米。
6一种高效发光二极管的结构的制备方法为：外延结构具有高铝III-V半导体材料(Al＞50％)层。通过氧化高铝III-V半导体层，实现载流子阻挡。其工艺方法为：采用机械切割或化学腐蚀的方法，将芯片侧面易氧化层暴露出来，对侧面易氧化层氧化形成载流子阻挡层。
CNA2004100235817A 2004-02-13 2004-02-13 一种高效发光二极管的结构及其制备方法 Pending CN1655369A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2004100235817A CN1655369A (zh) 2004-02-13 2004-02-13 一种高效发光二极管的结构及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2004100235817A CN1655369A (zh) 2004-02-13 2004-02-13 一种高效发光二极管的结构及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1655369A true CN1655369A (zh) 2005-08-17

Family

ID=34892263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2004100235817A Pending CN1655369A (zh) 2004-02-13 2004-02-13 一种高效发光二极管的结构及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1655369A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102208504A (zh) * 2011-05-10 2011-10-05 北京太时芯光科技有限公司 一种四元发光二极管及其制备方法
CN104319325A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 华灿光电(苏州）有限公司 一种红黄光发光二极管及其制备方法
CN114038966A (zh) * 2021-07-27 2022-02-11 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延结构及其制造方法、led器件
WO2023004579A1 (zh) * 2021-07-27 2023-02-02 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延结构及其制造方法、led器件

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102208504A (zh) * 2011-05-10 2011-10-05 北京太时芯光科技有限公司 一种四元发光二极管及其制备方法
CN104319325A (zh) * 2014-10-29 2015-01-28 华灿光电(苏州）有限公司 一种红黄光发光二极管及其制备方法
CN114038966A (zh) * 2021-07-27 2022-02-11 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延结构及其制造方法、led器件
WO2023004579A1 (zh) * 2021-07-27 2023-02-02 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延结构及其制造方法、led器件
CN114038966B (zh) * 2021-07-27 2023-04-25 重庆康佳光电技术研究院有限公司 Led外延结构及其制造方法、led器件

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2763192B1 (en) Nitride semiconductor element and method for producing same
US20020137243A1 (en) Method for forming a semiconductor device having a metallic substrate
US20070278508A1 (en) Thin Film Led Comprising a Current-Dispersing Structure
JPH114020A (ja) 半導体発光素子及びその製造方法、並びに半導体発光装置
US20060186552A1 (en) High reflectivity p-contacts for group lll-nitride light emitting diodes
CN1346154A (zh) 高亮度发光装置
CN101867002A (zh) 一种新型半导体发光二极管
JP2007080899A (ja) 窒化ガリウム系半導体発光素子およびその製造方法
US8115192B2 (en) Light emitting device
JP3720341B2 (ja) 半導体発光素子
KR100295241B1 (ko) 반도체발광소자및그의제조방법
KR20110085609A (ko) 발광 소자 및 그 제조방법
US20130062657A1 (en) Light emitting diode structure and manufacturing method thereof
EP1403933B1 (en) Semiconductor light emitting diode
JP2008192790A (ja) 発光ダイオード
EP3216062B1 (en) Light emitting device with trenches beneath a top contact
CN104916752A (zh) 一种窗口层覆盖有氧化铟锡的反极性AlGaInP发光二极管结构
CN102473804A (zh) 用于III族磷化物半导体发光器件的p接触层
CN1674310A (zh) 氮化镓基ⅲ－v族化合物半导体发光器件及其制造方法
KR100648812B1 (ko) 질화 갈륨계 발광 다이오드 및 그 제조방법
CN113571612A (zh) Led外延结构及其应用以及包含该结构的发光二极管及其制备方法
CN1331245C (zh) 铟镓铝氮发光器件
CN1655369A (zh) 一种高效发光二极管的结构及其制备方法
CN117080326A (zh) 改善光效的发光二极管及其制备方法
CN115241337A (zh) 发光二极管

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication