RU2530487C1 - Method of producing nitride light-emitting diode - Google Patents

Method of producing nitride light-emitting diode Download PDF

Info

Publication number
RU2530487C1
RU2530487C1 RU2013125887/28A RU2013125887A RU2530487C1 RU 2530487 C1 RU2530487 C1 RU 2530487C1 RU 2013125887/28 A RU2013125887/28 A RU 2013125887/28A RU 2013125887 A RU2013125887 A RU 2013125887A RU 2530487 C1 RU2530487 C1 RU 2530487C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
nitride semiconductor
ito
transparent
conductive layer
Prior art date
Application number
RU2013125887/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Константинович Марков
Ирина Павловна Смирнова
Михаил Васильевич Кукушкин
Алексей Сергеевич Павлюченко
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук"
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Научно-технологический центр микроэлектроники и субмикронных гетероструктур Российской академии наук"
Priority to RU2013125887/28A priority Critical patent/RU2530487C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2530487C1 publication Critical patent/RU2530487C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method of making a nitride light-emitting diode (LED) includes successively forming, on a dielectric substrate, a layer of nitride semiconductor with n-type conductivity, an active layer of nitride semiconductor, a layer of nitride semiconductor with p-type conductivity, a first transparent electroconductive layer of indium tin oxide (ITO) with thickness of 5-15 nm by electron-beam deposition with intermediate annealing in a gas atmosphere at pressure close to atmospheric pressure, a second transparent electroconductive layer of ITO with a considerably larger thickness, followed by annealing the obtained structure at gas pressure close to atmospheric pressure, and depositing metal contacts respectively on the second transparent electroconductive layer of ITO and on the layer of nitride semiconductor with n-type conductivity. The second transparent electroconductive layer of ITO is deposited by magnetron sputtering of a target.
EFFECT: method according to the invention enables to obtain a nitride LED with contact layers having maximum transparency, a higher refraction index, higher charge carrier mobility and better electroconductivity.
1 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к электронике, а более конкретно к способам изготовления светоизлучающих диодов синего и ближнего ультрафиолетового диапазонов.The invention relates to electronics, and more particularly to methods for manufacturing light-emitting diodes in the blue and near ultraviolet ranges.

В последнее время при производстве светодиодов на основе AIGalnN в качестве прозрачного контактного материала все шире применяют слои оксида индия олова (ГГО). Высокое значение работы выхода материала ГТО (~4,6 эВ) и, как следствие, приемлемые значения контактного сопротивления к слоям p-GaN, в сочетании с хорошей электропроводностью и высокой прозрачностью в синей области спектра, существенно увеличивают внешний квантовый выход светодиодов с контактами на основе пленок ITO.Recently, in the manufacture of LEDs based on AIGalnN, layers of indium tin oxide (GGO) are increasingly being used as a transparent contact material. The high value of the work function of the TRP material (~ 4.6 eV) and, as a result, acceptable values of contact resistance to p-GaN layers, combined with good electrical conductivity and high transparency in the blue region of the spectrum, significantly increase the external quantum yield of LEDs with contacts on based on ITO films.

Известен способ изготовления светоизлучающего диода (см. заявка EP 1489196, МПК C23C 14/08; C23C 14/34; H01B 13/00, опубликована 22.12.2004), включающий нанесение магнетронным распылением на стеклянную подложку первого слоя оксида индия олова толщиной менее 70 нм при температуре ниже 150°C, нагрев стеклянной подложки с нанесенным первым слоем до температуры выше температуры 150°C, нанесение магнетронным распылением второго слоя оксида индия олова и последующее формирование органической светоизлучающей структуры.A known method of manufacturing a light-emitting diode (see application EP 1489196, IPC C23C 14/08; C23C 14/34; H01B 13/00, published December 22, 2004), comprising applying magnetron sputtering on a glass substrate a first layer of indium tin oxide with a thickness of less than 70 nm at a temperature below 150 ° C, heating the glass substrate with the first layer deposited to a temperature above 150 ° C, applying a second layer of indium tin oxide by magnetron sputtering and the subsequent formation of an organic light-emitting structure.

Известный способ позволяет получить гладкую поверхность прозрачного контактного слоя оксида индия олова, что необходимо для дальнейшего формирования очень тонких слоев (порядка 10 нм) органической светоизлучающей структуры. Однако используемое в известном способе магнетронное напыление первого слоя оксида индия олова не может быть применено при нанесении прозрачного контактного слоя оксида индия олова на светоизлучающую структуру на основе нитрида галлия, так как при магнетронном распылении происходит разрушение р-типа проводимости, что обусловлено возникновением дефектов, а также вакансий азота, которые являются донорами в GaN.The known method allows to obtain a smooth surface of a transparent contact layer of indium tin oxide, which is necessary for the further formation of very thin layers (of the order of 10 nm) of an organic light-emitting structure. However, the magnetron sputtering of the first layer of indium tin oxide used in the known method cannot be applied when a transparent contact layer of indium tin oxide is deposited on a light-emitting structure based on gallium nitride, since p-type conductivity is destroyed during magnetron sputtering, which is caused by defects, and also nitrogen vacancies, which are donors in GaN.

Известен способ изготовления светоизлучающего диода на основе полупроводника A3B5 (см. заявка US 20130075779, МПК H01L 33/00, H01L 33/42, опубликована 28.03.2013), включающий последовательное формирование на диэлектрической подложке слоя n-типа проводимости полупроводника A3B5, активного слоя, слоя р-типа проводимости, первого прозрачного электропроводящего слоя оксида индия олова толщиной менее 500 Å с напуском кислорода массовым потоком менее 7 см3/мин и второго прозрачного электропроводящего слоя оксида индия олова толщиной 1000-5000 Å с напуском кислорода массовым потоком более 7 см3/мин.A known method of manufacturing a light emitting diode based on the semiconductor A 3 B 5 (see application US 20130075779, IPC H01L 33/00, H01L 33/42, published 03/28/2013), which includes the sequential formation on the dielectric substrate of a layer of n-type conductivity of the semiconductor A 3 B 5 , an active layer, a p-type conductivity layer, a first transparent conductive layer of indium tin oxide with a thickness of less than 500 Å with an oxygen inlet mass flow of less than 7 cm 3 / min and a second transparent conductive layer of indium tin oxide with a thickness of 1000-5000 Å with an oxygen inlet ma gaussian flow more than 7 cm 3 / min.

Недостатками известного способа является то, что в нем предлагается наносить пленки ГТО методом газофазной эпитаксии из паров металлорганических соединений (MOCVD), что является необоснованно дорогостоящим методом по сравнению с обычно используемыми для нанесения таких пленок методами электронно-лучевого испарения и магнетронного напыления.The disadvantages of this method is that it proposes to apply HTP films by gas-phase epitaxy from vapors of organometallic compounds (MOCVD), which is an unreasonably expensive method compared to electron-beam evaporation and magnetron sputtering methods commonly used for applying such films.

Известен способ изготовления нитридного светоизлучающего диода (см. заявка US 2009315065, МПК H01L 33/00, опубликована 24.12.2009), совпадающий с настоящим изобретением по наибольшему числу существенных признаков и принятый за прототип. Способ-прототип включает последовательное формирование на диэлектрической подложке слоя нитридного полупроводника n-типа проводимости, активного слоя нитридного полупроводника, слоя нитридного полупроводника р-типа проводимости, первого прозрачного электропроводящего слоя ITO толщиной не более 40 нм, получаемого электронно-лучевым испарением и нагреванием первого прозрачного электропроводящего слоя ITO в атмосфере газа при температуре по меньшей мере 200°C, и второго прозрачного электропроводящего слоя оксида олова, получаемого электронно-лучевым испарением при температуре по меньшей мере 300°C толщиной, большей толщины первого прозрачного электропроводящего слоя ITO.A known method of manufacturing a nitride light emitting diode (see application US 2009315065, IPC H01L 33/00, published 12.24.2009), coinciding with the present invention for the largest number of essential features and adopted for the prototype. The prototype method includes the sequential formation on a dielectric substrate of a layer of an n-type semiconductor of n-type conductivity, an active layer of a nitride semiconductor, a layer of a nitride semiconductor of a p-type conductivity, the first transparent ITO conductive layer with a thickness of not more than 40 nm, obtained by electron beam evaporation and heating of the first transparent an ITO electrically conductive layer in a gas atmosphere at a temperature of at least 200 ° C, and a second transparent electrically conductive tin oxide layer obtained by electrically continuously beam evaporation at a temperature of at least 300 ° C a thickness greater than the thickness of the first transparent conductive layer ITO.

Недостатками известного способа является использование электронно-лучевого испарения для нанесения второго слоя контакта, поскольку пленки, получаемые данным методом, имеют меньший показатель преломления, более низкую подвижность носителей заряда и обладают худшей электропроводностью.The disadvantages of this method is the use of electron beam evaporation for applying a second contact layer, since the films obtained by this method have a lower refractive index, lower mobility of charge carriers and have worse electrical conductivity.

Задачей, которую решает настоящее техническое решение, является разработка такого способа изготовления нитридного светоизлучающего диода, который бы позволил получать нитридный светоизлучающий диод с контактными слоями, имеющими максимальную прозрачность, более высокий коэффициент преломления, большую подвижность носителей заряда и лучшую электрическую проводимость.The problem that the present technical solution solves is the development of such a method for manufacturing a nitride light emitting diode, which would make it possible to obtain a nitride light emitting diode with contact layers having maximum transparency, higher refractive index, greater mobility of charge carriers and better electrical conductivity.

Поставленная задача решается тем, что способ изготовления нитридного светоизлучающего диода включает последовательное формирование на диэлектрической подложке слоя нитридного полупроводника n-типа проводимости, активного слоя нитридного полупроводника, слоя нитридного полупроводника р-типа проводимости, первого прозрачного электропроводящего слоя ITO толщиной 5-15 нм электронно-лучевым испарением, промежуточный отжиг в атмосфере газа при давлении, близком к атмосферному, второго прозрачного электропроводящего слоя ITO магнетронным напылением, последующий отжиг полученной структуры в атмосфере газа при давлении, близком к атмосферному, и нанесение металлических контактов соответственно на второй прозрачный электропроводящий слой ITO и на слой нитридного полупроводника n-типа проводимости. Новым в настоящем способе является нанесение второго прозрачного электропроводящего слоя ITO магнетронным распылением мишени ITO на предварительно нанесенный электронно-лучевым испарением первый электропроводящий слой ITO толщиной 5-15 нм, который обеспечивает защиту поверхности p-GaN от негативного влияния плазмы разряда магнетрона в процессе напыления второго прозрачного проводящего слоя оксидов металлов.The problem is solved in that the method of manufacturing a nitride light emitting diode includes the sequential formation on a dielectric substrate of a layer of an n-type nitride semiconductor, an active layer of a nitride semiconductor, a layer of a nitride semiconductor of a p-type conductivity, the first transparent ITO conductive layer 5-15 nm thick electronically beam evaporation, intermediate annealing in a gas atmosphere at a pressure close to atmospheric, of the second transparent conductive layer ITO by magnetron dusting, subsequent annealing the resultant structure in a gas atmosphere at a pressure close to atmospheric, and applying metal contacts respectively on the second transparent conductive layer ITO layer and nitride semiconductor is n-type conductivity. New in the present method is the deposition of a second transparent ITO conductive layer by magnetron sputtering of an ITO target onto a first ITO electrically conductive layer deposited by electron beam evaporation with a thickness of 5-15 nm, which protects the p-GaN surface from the negative effects of magnetron discharge plasma during the deposition of a second transparent conductive layer of metal oxides.

При нанесении первого прозрачного электропроводящего слоя ITO его толщина должна быть минимальной, но позволяющей обеспечивать надежную защиту p-GaN поверхности от негативного воздействия плазмы. При толщине первого электропроводящего слоя ITO меньшей 5 нм происходит разрушение р-типа проводимости нижележащего слоя нитридного полупроводника, обусловленное возникновением дефектов, а также вакансий азота, которые являются донорами в GaN. При толщине первого электропроводящего слоя ITO большей 15 нм снижаются прозрачность контакта, коэффициент преломления, уменьшается подвижность носителей заряда и ухудшается электрическая проводимость прозрачного проводящего контакта.When applying the first transparent electrically conductive ITO layer, its thickness should be minimal, but allowing reliable protection of the p-GaN surface from the negative effects of plasma. When the thickness of the first ITO conductive layer is less than 5 nm, the p-type conductivity of the underlying nitride semiconductor layer is destroyed due to the occurrence of defects and nitrogen vacancies that are donors in GaN. When the thickness of the first ITO conductive layer is greater than 15 nm, the contact transparency, the refractive index decrease, the carrier mobility decreases, and the electrical conductivity of the transparent conductive contact deteriorates.

Настоящий способ позволяет получать контактные слои к р-поверхности GaN светодиодов синего и ближнего ультрафиолетового диапазонов более высокого качества, характерного для магнетронного распыления, без опасности деградации светодиодной структуры. Преимущество пленок оксидов металлов, полученных методом магнетронного напыления, заключается в более высоком коэффициенте преломления и большей подвижности носителей заряда и лучшей электрической проводимости по сравнению с пленками, полученными электронно-лучевым испарением.The present method allows to obtain contact layers to the p-surface of the GaN LEDs of the blue and near ultraviolet ranges of higher quality, characteristic of magnetron sputtering, without the risk of degradation of the LED structure. The advantage of films of metal oxides obtained by magnetron sputtering is a higher refractive index and greater mobility of charge carriers and better electrical conductivity compared to films obtained by electron beam evaporation.

Температура отжига структуры при формировании первого и второго прозрачных электропроводящих слоев должна превышать температуру кристаллизации оксидов металлов, используемых для их создания (как правило, не менее 300°C). В качестве газов, в которых осуществляется отжиг, могут выступать, например, азот, аргон, их смеси с кислородом и др.The annealing temperature of the structure during the formation of the first and second transparent electrically conductive layers should exceed the crystallization temperature of the metal oxides used to create them (usually not less than 300 ° C). As gases in which annealing is carried out, for example, nitrogen, argon, their mixtures with oxygen, etc. can act.

При нанесении второго прозрачного электропроводящего слоя ITO толщина слоя выбирается, исходя из требования обеспечения эффективного растекания тока в активной области светоизлучающего кристалла и получения прозрачного проводящего контакта с более высоким коэффициентом преломления, большей подвижностью носителей заряда и лучшей электрической проводимости. Как правило, толщина второго прозрачного электропроводящего слоя ITO должна составлять не менее 150 нм. При выборе толщины второго прозрачного электропроводящего слоя также следует учитывать интерференционные эффекты, определяющие положение максимума пропускания контакта в зависимости от длины волны излучения светодиода.When applying the second transparent ITO conductive layer, the layer thickness is selected based on the requirement to ensure effective current spreading in the active region of the light-emitting crystal and to obtain a transparent conductive contact with a higher refractive index, greater carrier mobility and better electrical conductivity. As a rule, the thickness of the second transparent conductive layer of ITO should be at least 150 nm. When choosing the thickness of the second transparent electrically conductive layer, interference effects should also be taken into account, which determine the position of the maximum transmittance of the contact depending on the wavelength of the LED radiation.

Настоящий способ изготовления нитридного светоизлучающего диода поясняется чертежом, на котором схематически изображен в поперечном разрезе нитридный светоизлучающий диод, содержащий диэлектрическую подложку 1, например, из сапфира, слой 2 нитридного полупроводника n-типа проводимости, активный слой 3 нитридного полупроводника, например, содержащий пять квантовых ям Ini-xGaxN, разделенных барьерами GaN, слой 4 нитридного полупроводника р-типа проводимости, первый прозрачный электропроводящий слой 5 ITO, второй прозрачный электропроводящий слой 6 ITO и металлические контакты 7.The present method of manufacturing a nitride light emitting diode is illustrated in the drawing, which schematically shows in cross section a nitride light emitting diode containing a dielectric substrate 1, for example, sapphire, a layer 2 of an n-type semiconductor, n-type conductivity, an active layer 3 of a nitride semiconductor, for example, containing five quantum In ix Ga x N wells separated by GaN barriers, p-type nitride semiconductor layer 4, first transparent conductive layer 5 ITO, second transparent conductive with LOI 6 ITO and metal contacts 7.

Способ изготовления нитридного светоизлучающего диода осуществляют следующим образом. На диэлектрической подложке 1, например сапфировой (Al2O3), последовательно выращивают, например методом газофазной эпитаксии из паров металлорганических соединений, слой 2 нитридного полупроводника n-типа проводимости, например, GaN:Si толщиной 3500-6000 нм, активный слой 3 нитридного полупроводника, например, толщиной 5-50 нм с одной или несколькими ямами InxGa1-xN, разделенных барьерами GaN, и слой 4 нитридного полупроводника р-типа проводимости, например, GaN:Mg толщиной 100-200 нм. Методом реактивного ионного травления (RIE) или травлением в индуктивно-связанной плазме (ICP) вытравливают участки активного слоя 3 и слоя 4 для получения доступа к слою 2 нитридного полупроводника n-типа проводимости. Электронно-лучевым испарением на нагретую, например, до 500°C подложку 1 наносят первый прозрачный электропроводящий слой 5 ITO (In2O3 90 мас.% +SnO2 10 мас.%) толщиной 5-15 нм. Затем в вакуумную камеру напускают азот без выключения нагрева до давления, близкого к атмосферному, и подготовленную структуру выдерживают в атмосфере газа для получения максимальной прозрачности слоя. После охлаждения структуры до комнатной температуры в вакууме, без вскрытия рабочей камеры, наносят методом магнетронного распыления на первый прозрачный электропроводящий слой 5 ITO второй прозрачный электропроводящий слой 6 ITO, заметно превышающий по толщине первый прозрачный проводящий слой 5. Как правило, толщина второго прозрачного проводящего слоя 6 составляет не менее 150 нм. Последующий отжиг производят без вскрытия вакуумной камеры в атмосфере газа при температуре, например, 500°C для получения максимальной прозрачности контакта. Затем наносят металлические контакты 7 (например, Ti/Au или Ti/Ag, или Ti/Al минимальной площади для улучшения растекания тока и присоединения токовых электродов) в виде контактных площадок толщиной 1500-3000 нм соответственно на второй прозрачный электропроводящий слой 6 и на слой 2 нитридного полупроводника n-типа проводимости.A method of manufacturing a nitride light emitting diode is as follows. On a dielectric substrate 1, for example sapphire (Al 2 O 3 ), a layer 2 of n-type nitride semiconductor, for example, GaN: Si with a thickness of 3500-6000 nm, an active layer of 3 nitride, is sequentially grown, for example, by gas-phase epitaxy from vapors of organometallic compounds a semiconductor, for example, 5-50 nm thick with one or more In x Ga 1-x N wells separated by GaN barriers, and p-type nitride semiconductor layer 4, for example, GaN: Mg 100-200 nm thick. Using reactive ion etching (RIE) or inductively coupled plasma (ICP) etching, sections of the active layer 3 and layer 4 are etched to gain access to layer 2 of an n-type nitride semiconductor. Electron beam evaporation on a heated, for example, up to 500 ° C substrate 1 is applied to the first transparent conductive layer 5 ITO (In 2 O 3 90 wt.% + SnO 2 10 wt.%) With a thickness of 5-15 nm. Then nitrogen is introduced into the vacuum chamber without turning off the heating to a pressure close to atmospheric, and the prepared structure is kept in a gas atmosphere to obtain maximum transparency of the layer. After cooling the structure to room temperature in vacuum, without opening the working chamber, a second transparent conductive layer 6 ITO is applied by magnetron sputtering on the first transparent conductive layer 5 ITO, significantly exceeding the thickness of the first transparent conductive layer 5. Typically, the thickness of the second transparent conductive layer 6 is at least 150 nm. Subsequent annealing is carried out without opening the vacuum chamber in a gas atmosphere at a temperature of, for example, 500 ° C to obtain maximum contact transparency. Then, metal contacts 7 are applied (for example, Ti / Au or Ti / Ag, or Ti / Al of a minimum area to improve current spreading and attach current electrodes) in the form of contact pads with a thickness of 1500-3000 nm, respectively, on the second transparent electrically conductive layer 6 and on the layer 2 nitride semiconductor n-type conductivity.

Пример 1. На сапфировой (Al2O3) подложке последовательно методом MOCVD были выращены слой нитридного полупроводника n-типа проводимости GaN:Si толщиной 5000 нм, активный слой нитридного полупроводника толщиной 20 нм с пятью ямами InxGa1-xN, разделенных барьерами GaN, и слой нитридного полупроводника р-типа проводимости GaN:Mg толщиной 100 нм. Методом реактивного ионного травления были вытравлены участки активного слоя и слоя нитридного полупроводника р-типа проводимости для получения доступа к слою нитридного полупроводника n-типа проводимости. Электронно-лучевым испарением на полученную структуру, нагретую до 500°C, был нанесен первый прозрачный электропроводящий слой ITO (In2O3 90 мас.% +SnO2 10 мас.%) толщиной 5 нм. Затем в вакуумную камеру был напущен азот без выключения нагрева до давления, близкого к атмосферному, и структура выдерживалась в атмосфере азота 10 минут. После охлаждения структуры до комнатной температуры в вакууме, без вскрытия рабочей камеры, был нанесен на первый прозрачный электропроводящий слой ITO второй прозрачный электропроводящий слой ITO толщиной 190 нм методом магнетронного распыления мишени ITO при постоянном токе в атмосфере аргона. Последующий отжиг производился без вскрытия вакуумной камеры в атмосфере азота при температуре 500°C в течение 10 минут. Полученные двухслойные прозрачные электропроводящие контакты имели прозрачность в синей области спектра 95,5%, коэффициент преломления - 2,05 на длине волны 450 нм, удельное сопротивление - 6,9·10-4 Ом*см, подвижность носителей заряда -27,4 см2/(В·с). Затем были нанесены металлические контакты Ti/Au для улучшения растекания тока и присоединения токовых электродов в виде контактных площадок толщиной 3000 нм соответственно на второй прозрачный электропроводящий слой ITO и на слой нитридного полупроводника n-типа проводимости.Example 1. On a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a layer of n-type nitride semiconductor GaN: Si with a thickness of 5000 nm was successively grown by MOCVD method, an active layer of a nitride semiconductor with a thickness of 20 nm with five In x Ga 1-x N wells separated GaN barriers, and a p-type nitride semiconductor layer of GaN: Mg conductivity 100 nm thick. By reactive ion etching, the regions of the active layer and the p-type nitride semiconductor layer were etched to gain access to the n-type conductor nitride semiconductor layer. Electron beam evaporation on the resulting structure, heated to 500 ° C, was applied to the first transparent conductive layer ITO (In 2 O 3 90 wt.% + SnO 2 10 wt.%) With a thickness of 5 nm. Then, nitrogen was introduced into the vacuum chamber without turning off the heating to a pressure close to atmospheric, and the structure was kept in a nitrogen atmosphere for 10 minutes. After the structure was cooled to room temperature in vacuum, without opening the working chamber, a second transparent ITO conductive layer 190 nm thick was deposited on the first transparent ITO conductive layer by the magnetron sputtering of an ITO target with direct current in an argon atmosphere. Subsequent annealing was performed without opening the vacuum chamber in a nitrogen atmosphere at a temperature of 500 ° C for 10 minutes. The obtained two-layer transparent conductive contacts had a transparency in the blue spectral region of 95.5%, a refractive index of 2.05 at a wavelength of 450 nm, a specific resistance of 6.9 · 10 -4 Ohm * cm, and carrier mobility of -27.4 cm 2 / (V · s). Then, Ti / Au metal contacts were deposited to improve current spreading and attach current electrodes in the form of contact pads with a thickness of 3000 nm, respectively, to the second transparent ITO conductive layer and the n-type nitride semiconductor layer.

Пример 2. На сапфировой (Al2O3) подложке последовательно методом MOCVD были выращены слой нитридного полупроводника n-типа проводимости GaN:Si толщиной 3500 нм, активный слой нитридного полупроводника, например, толщиной 20 нм с пятью ямами InxGa1-xN, разделенных барьерами GaN, и слой нитридного полупроводника р-типа проводимости GaN:Mg толщиной 200 нм. Методом реактивного ионного травления были вытравлены участки активного слоя и слоя нитридного полупроводника р-типа проводимости для получения доступа к слою нитридного полупроводника n-типа проводимости. Электронно-лучевым испарением на полученную структуру, нагретую до 500°C, был нанесен первый прозрачный электропроводящий слой ITO (In2O3 90 мас.% +SnO2 10 мас.%) толщиной 15 нм. Затем в вакуумную камеру был напущен азот без выключения нагрева до давления, близкого к атмосферному, и структура выдерживалась в атмосфере азота 10 минут. После охлаждения структуры до комнатной температуры в вакууме, без вскрытия рабочей камеры, был нанесен на первый прозрачный электропроводящий слой ITO второй прозрачный электропроводящий слой ITO толщиной 200 нм методом магнетронного распыления мишени ITO при постоянном токе в атмосфере аргона. Последующий отжиг производился без вскрытия вакуумной камеры в атмосфере азота при температуре 500°C в течение 10 минут. Полученные двухслойные прозрачные электропроводящие контакты имели прозрачность в синей области спектра 95,1%, коэффициент преломления - 2,01 на длине волны 450 нм, удельное сопротивление - 7,5·10-4 Ом·см, подвижность носителей заряда - 29,5 см2/(В·с). Затем были нанесены металлические контакты Ti/Au для улучшения растекания тока и присоединения токовых электродов в виде контактных площадок толщиной 2500 нм соответственно на второй прозрачный электропроводящий слой ITO и на слой нитридного полупроводника n-типа проводимости.Example 2. On a sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, a layer of n-type nitride semiconductor GaN: Si with a thickness of 3500 nm was successively grown by MOCVD method, an active layer of a nitride semiconductor, for example, 20 nm thick with five In x Ga 1-x wells N, separated by GaN barriers, and a p-type nitride semiconductor layer of GaN: Mg conductivity 200 nm thick. By reactive ion etching, the regions of the active layer and the p-type nitride semiconductor layer were etched to gain access to the n-type conductor nitride semiconductor layer. Electron beam evaporation on the resulting structure, heated to 500 ° C, was applied to the first transparent conductive layer ITO (In 2 O 3 90 wt.% + SnO 2 10 wt.%) With a thickness of 15 nm. Then, nitrogen was introduced into the vacuum chamber without turning off the heating to a pressure close to atmospheric, and the structure was kept in a nitrogen atmosphere for 10 minutes. After cooling the structure to room temperature in vacuum, without opening the working chamber, a second transparent ITO conductive layer 200 nm thick was deposited onto the first transparent ITO conductive layer by a 200 nm thick method by magnetron sputtering of an ITO target in a direct current in an argon atmosphere. Subsequent annealing was performed without opening the vacuum chamber in a nitrogen atmosphere at a temperature of 500 ° C for 10 minutes. The obtained two-layer transparent conductive contacts had a transparency in the blue spectral region of 95.1%, a refractive index of 2.01 at a wavelength of 450 nm, a resistivity of 7.5 · 10 -4 Ohm · cm, and carrier mobility of 29.5 cm 2 / (V s). Then, Ti / Au metal contacts were deposited to improve current spreading and attach current electrodes in the form of contact pads 2500 nm thick, respectively, to the second transparent ITO conductive layer and to the n-type nitride semiconductor layer.

Claims (1)

Способ изготовления нитридного светоизлучающего диода, включающий последовательное формирование на диэлектрической подложке слоя нитридного полупроводника n-типа проводимости, активного слоя нитридного полупроводника, слоя нитридного полупроводника р-типа проводимости, первого прозрачного электропроводящего слоя оксида индия олова (ITO) толщиной 5-15 нм электронно-лучевым напылением с промежуточным отжигом в атмосфере газа при давлении, близком к атмосферному, второго прозрачного электропроводящего слоя ITO существенно большей толщины, с последующим отжигом полученной структуры при давлении газа, близком к атмосферному, и нанесение металлических контактов соответственно на второй прозрачный электропроводящий слой ITO и на слой нитридного полупроводника n-типа проводимости, при этом второй прозрачный электропроводящий слой оксидов металлов наносят магнетронным распылением мишени. A method of manufacturing a nitride light emitting diode, comprising sequentially forming on a dielectric substrate a layer of an n-type nitride semiconductor, an active layer of a nitride semiconductor, a layer of p-type nitride semiconductor, the first transparent conductive layer of indium tin oxide (ITO) 5-15 nm thick electronically beam spraying with intermediate annealing in a gas atmosphere at a pressure close to atmospheric, a second transparent ITO conductive layer of significantly greater thickness s, followed by annealing of the obtained structure at a gas pressure close to atmospheric, and the deposition of metal contacts, respectively, on the second transparent ITO conductive layer and on the n-type nitride semiconductor layer, while the second transparent conductive metal oxide layer is deposited by magnetron sputtering of the target.
RU2013125887/28A 2013-06-04 2013-06-04 Method of producing nitride light-emitting diode RU2530487C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125887/28A RU2530487C1 (en) 2013-06-04 2013-06-04 Method of producing nitride light-emitting diode

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013125887/28A RU2530487C1 (en) 2013-06-04 2013-06-04 Method of producing nitride light-emitting diode

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2530487C1 true RU2530487C1 (en) 2014-10-10

Family

ID=53381680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013125887/28A RU2530487C1 (en) 2013-06-04 2013-06-04 Method of producing nitride light-emitting diode

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2530487C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690036C1 (en) * 2018-07-25 2019-05-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for production of nitride light-emitting diode
RU2721166C1 (en) * 2019-10-14 2020-05-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for production of nitride light-emitting diode
RU2747132C1 (en) * 2020-08-21 2021-04-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for producing nitride light-emitting diode

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100675208B1 (en) * 2006-10-26 2007-01-29 삼성전기주식회사 High brightness nitride semiconductor light emitting device
WO2010139860A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Optogan Oy Light emitting semiconductor device and method for manufacturing
JP2011035314A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Mitsubishi Chemicals Corp Method of manufacturing gan-based led element
RU2011106966A (en) * 2011-02-24 2012-08-27 Юрий Георгиевич Шретер (RU) LIGHT-RADIATING SEMICONDUCTOR DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100675208B1 (en) * 2006-10-26 2007-01-29 삼성전기주식회사 High brightness nitride semiconductor light emitting device
WO2010139860A1 (en) * 2009-06-05 2010-12-09 Optogan Oy Light emitting semiconductor device and method for manufacturing
JP2011035314A (en) * 2009-08-05 2011-02-17 Mitsubishi Chemicals Corp Method of manufacturing gan-based led element
RU2011106966A (en) * 2011-02-24 2012-08-27 Юрий Георгиевич Шретер (RU) LIGHT-RADIATING SEMICONDUCTOR DEVICE

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2690036C1 (en) * 2018-07-25 2019-05-30 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for production of nitride light-emitting diode
RU2721166C1 (en) * 2019-10-14 2020-05-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for production of nitride light-emitting diode
RU2747132C1 (en) * 2020-08-21 2021-04-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук Method for producing nitride light-emitting diode

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100550446C (en) With the light-emitting device of conductive nano rod as transparency electrode
KR100975659B1 (en) Light emitting device and method of manufactiuring the same
CN101350392B (en) P type nitride semiconductor Ohm contact electrode with nano pattern and preparation method thereof
WO2006011497A1 (en) Light emitting element and manufacturing method thereof
CN101093866A (en) Clear electrode of semiconductor light emitting device of nitride, and preparation method
RU2530487C1 (en) Method of producing nitride light-emitting diode
Park et al. Sputter deposition of Sn-doped ZnO/Ag/Sn-doped ZnO transparent contact layer for GaN LED applications
RU2690036C1 (en) Method for production of nitride light-emitting diode
RU2721166C1 (en) Method for production of nitride light-emitting diode
KR20110138980A (en) Light emitting diodes and its fabricating method
US6818467B2 (en) P-type ohmic electrode in gallium nitride based optical device and fabrication method thereof
US9130108B2 (en) Light-emitting diode and method for manufacturing thereof
Lin et al. Thermal annealing effects on the performance of a Ga-doped ZnO transparent-conductor layer in a light-emitting diode
KR100621918B1 (en) Light emitting device comprising conductive nanorod as transparent electrode
KR20120081042A (en) Gan compound semiconductor light emitting element
KR20130068448A (en) Light emitting diode
TWI553910B (en) Nitride semiconductor light emitting elements
US20140203322A1 (en) Transparent Conductive Structure, Device comprising the same, and the Manufacturing Method thereof
Gil et al. Hybrid ITO transparent conductive electrodes embedded with Pt nanoclusters for enhanced output efficiency of GaN-based light-emitting diodes
KR100308419B1 (en) Electrode Fabrication Method of Gallium Nitride Light Emitting Device
Smirnova et al. Optimization of the deposition technique of thin ITO films used as transparent conducting contacts for blue and near-UV LEDs
RU2747132C1 (en) Method for producing nitride light-emitting diode
KR101868232B1 (en) Light emitting diode comprising hybrid transparent electrode
KR100855340B1 (en) Manufacturing method for light emitting diode device
Song et al. Formation of low-resistance and transparent indium tin oxide ohmic contact for high-brightness GaN-based light-emitting diodes using a Sn–Ag interlayer