CN1787237A - 一种发光二极管芯片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光二极管芯片，包括蓝宝石衬底、在所述衬底上外延生长的N型氮化镓和P型氮化镓半导体材料，还包括在所述氮化镓半导体材料上制备的透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括氧化铟锡层和镍金合金层。制备所述发光二极管芯片的步骤包括：1)刻蚀部分暴露N型氮化镓；2)在P型氮化镓上先后蒸镀或溅射镍金，然后再进行合金；3)蒸镀或溅射氧化铟锡层，然后再进行合金；4)蒸镀或溅射PN电极。由于本发明的发光二极管芯片保留了传统的氧化镍金与P型氮化镓接触，可以获得较理想的欧姆接触；并且在镍金合金上加了一层较厚的氧化铟锡，有利于电流的横向传输，可以改善电流分布，对于整个发光二极管还可以保持较好的透光率。
Description
技术领域
本发明涉及光电子信息技术领域，具体涉及一种发光二极管芯片及其制备方法。
背景技术
传统的GaN基LED都是采用薄的镍金(Ni/Au)合金(通常是小于200埃)作为透明导电层(即透明电极)。如图1、图2所示为现有技术的发光二极管芯片的结构示意图。如图1所示，通过氧化合金，镍金合金5与P型氮化镓4形成较好的欧姆接触，从而获得比较理想的电学性能，但氧化镍金合金5是半透明的(对于蓝光波段透射率仅60～75％)，这大大降低了出光效率，虽然可以通过减小镍金合金5的厚度来获得较高的透射率，但这会降低接触的可靠性并且使得电流横向传输的电阻变大。如图2所示，为了提高发光二极管芯片的出光效率，一些研究机构提出了用氧化铟锡6代替氧化镍金合金5作为LED的透明导电层。氧化铟锡6是较为常用的透明导电材料，其在蓝光波段的透射率可以达到90％以上。但是氧化铟锡6与P型氮化镓4的接触电阻太大，这会增加LED的串连电阻，使得正向电压Vf变大，降低了LED的整体电学性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种出光效率高、电学特性好的发光二极管芯片。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种发光二极管芯片，包括蓝宝石衬底、在所述衬底上外延生长的N型氮化镓和P型氮化镓半导体材料，以及设置在所述N型氮化镓和P型氮化镓之间的量子阱，还包括在所述氮化镓半导体材料上制备的透明导电薄膜，所述透明导电薄膜包括氧化铟锡层和镍金合金层，所述镍金合金层设置在所述P型氮化镓上，所述氧化铟锡层设置在所述镍金合金层上。
在本发明所述的发光二极管芯片中，所述镍金合金层的厚度范围为小于100埃，所述氧化铟锡层的厚度为1000～5000埃。
在本发明所述的一种制备发光二极管芯片的方法中，包括步骤：
1)刻蚀部分暴露N型氮化镓(2)；
2)在P型氮化镓(4)上先后蒸镀或溅射镍金，再进行合金；
3)蒸镀或溅射氧化铟锡层(6)，再进行合金；
4)蒸镀或溅射PN电极(7)(8)；
在本发明所述的一种制备发光二极管芯片的方法中，在步骤2中，所述的镍金(5)合金是在纯氧或含氧的氛围中温度450～550℃下退火5～15分钟。
在本发明所述的一种制备发光二极管芯片的方法中，在步骤3中，所述的氧化铟锡层(6)，其合金是在氧气氛围450～700℃下退火5～20分钟。
本发明的有益效果是，由于本发明的发光二极管芯片在整合上面两种发光二极管芯片的基础上，采用镍金合金上加氧化铟锡作为透明导电层并且通过优化其厚度以达到最佳的电学和光学性能。保留了传统的氧化镍金与P型氮化镓接触，可以获得较理想的欧姆接触。通过减薄镍金的厚度来提高其透光率。在镍金上加了一层较厚的氧化铟锡，不仅有利于电流的横向传输，改善电流分布；同时也保持了较好的透光率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的发光二极管芯片的一种结构示意图；
图2是现有技术的发光二极管芯片的另一种结构示意图；
图3是本发明的发光二极管芯片的结构示意图。
具体实施方式
如图3所示，为本发明的发光二极管芯片的结构示意图。本发明的发光二极管芯片，包括蓝宝石衬底1、在所述衬底1上外延生长的N型氮化镓2和P型氮化镓4半导体材料，以及设置在所述N型氮化镓2和P型氮化镓4之间的量子阱3，还包括在所述氮化镓半导体材料上制备的透明导电薄膜。所述透明导电薄膜包括氧化铟锡层6和镍金合金层5。其中镍金合金层5设置在所述P型氮化镓4上，所述氧化铟锡层6设置在所述镍金合金层5上。分别在N型氮化镓2和氧化铟锡层6上制备负电级8和正电级7。
在本实施例中，镍金合金层5的厚度范围为小于100埃，所述氧化铟锡层6的厚度为1000～5000埃。
制备本发明的发光二极管芯片的具体方法包括步骤：
1)刻蚀部分暴露N型氮化镓2；
2)在P型氮化镓4上先后蒸镀或溅射镍金，在纯氧或含氧的氛围中，在450～600℃的温度中，退火5～15分钟形成合金；
3)蒸镀或溅射氧化铟锡层(6)，在氧气氛围500～700℃下合金5～15分钟；
4)蒸镀或溅射PN电极7，8。
Claims (6)
1、一种发光二极管芯片，包括蓝宝石衬底(1)、在所述衬底(1)上外延生长的N型氮化镓(2)和P型氮化镓(4)半导体材料，以及设置在所述N型氮化镓(2)和P型氮化镓(4)之间的量子阱(3)，还包括在所述氮化镓半导体材料上制备的透明导电薄膜，其特征在于，所述透明导电薄膜包括设置在所述P型氮化镓(4)上的镍金合金层(5)和设置在所述镍金合金层(5)上的氧化铟锡层(6)。
2、根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述镍金合金层(5)的厚度小于100埃。
3、根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述氧化铟锡层(6)的厚度为1000～5000埃。
4、一种制备发光二极管芯片的方法，所述发光二极管芯片为权利要求1所述的发光二极管芯片，包括步骤：
1)刻蚀部分暴露的N型氮化镓(2)；
2)在P型氮化镓(4)上先后蒸镀或溅射镍和金，再进行合金；
3)蒸镀或溅射氧化铟锡层(6)，再进行合金；
4)蒸镀或溅射PN电极(7)(8)。
5、根据权利要求4所述的一种制备发光二极管芯片的方法，其特征在于，在步骤2中，镍金合金层(5)是在纯氧或含氧的氛围中退火形成，温度范围为450～550℃，时间范围为5～15分钟。
6、根据权利要求4所述的一种制备发光二极管芯片的方法，其特征在于，在步骤3中，氧化铟锡层(6)，其合金是在氧气氛围450～700℃下退火5～20分钟。
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| CNA2004100773788A CN1787237A (zh) | 2004-12-08 | 2004-12-08 | 一种发光二极管芯片及其制备方法 |
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| CN1787237A true CN1787237A (zh) | 2006-06-14 |
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| CN (1) | CN1787237A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101800273B (zh) * | 2009-02-11 | 2011-06-01 | 立景光电股份有限公司 | 形成横向分布发光二极管的方法 |
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2004
- 2004-12-08 CN CNA2004100773788A patent/CN1787237A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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