TWI447960B - 發光二極體晶粒及其製造方法 - Google Patents
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Description
本發明涉及一種發光二極體晶粒及其製造方法。
習知的發光二極體(Light Emitting Diode, LED)晶粒包括半導體發光結構以及設置在其上的透明導電層，透明導電層使得電流均勻分佈以提升半導體發光結構的發光效率。
製作透明導電層既要保證其本身具有較低的電阻率，又要保證製作時間較短。在半導體發光結構上製作透明導電層的過程中，透明導電層電性會隨製作條件不同而產生變化，當透明導電層密度較高時，其電性較佳，但製作時間較長；當透明導電層密度較低時，其製作時間較短，但電性較差。因此，在發光二極體晶粒的透明電極的製作時間與電性兩者之間難免會有所舍取而不能兼顧。
有鑒於此，有必要提供一種使透明電極同時具有製作時間較短與良好的導電性能的發光二極體晶粒及其製造方法。
一種發光二極體晶粒，包括：
一磊晶結構，該磊晶結構包括第一半導體層、有源層與第二半導體層，所述有源層位於第一半導體層與第二半導體層之間；
一第一透明導電層，該第一透明導電層形成在第二半導體層上；
一第二透明導電層，該第二透明導電層形成在第一透明導電層上，第二透明導電層的厚度大於第一透明導電層的厚度，該第一透明導電層的密度大於第二透明導電層的密度。
一種發光二極體晶粒的製造方法，包括以下步驟：
提供基板，並在基板上依次形成第一半導體層、有源層與第二半導體層；
採用蒸鍍的方法在第二半導體層上形成第一透明導電層；
採用蒸鍍的方法在第一透明導電層上形成厚度大於第一透明導電層的第二透明導電層；
其中，生長第一透明導電層時採用的蒸鍍速率小於生長第二透明導電層時採用的蒸鍍速率。
由於生長第一透明導電層時採用的蒸鍍速率較低，這樣形成的第一透明導電層具有較好的導電性能，使第一透明導電層可以與第二半導體層形成歐姆接觸，降低發光二極體晶粒的工作電壓；同時，在蒸鍍速率較低的條件下形成的第一透明導電層的厚度較小，從而第一透明導電層的製作時間能夠盡可能地降低；再在蒸鍍速率較高的條件下形成的第二透明導電層儘管其厚度較厚，而製作時間較小；由於第一透明導電層與第二半導體層已經形成了良好的歐姆接觸，較厚的第二透明導電層並不會增加發光二極體晶粒工作所需的電壓。如此，可以兼顧製作時間與導電性能兩個因素。
下面參照附圖，結合具體實施例對本發明作進一步的描述。
請參閱圖1，本發明實施方式提供的發光二極體晶粒10包括一個磊晶結構及一個透明導電層15。
該磊晶結構包括基板11、形成在基板11上的第一半導體層12、有源層13及第二半導體層14。所述有源層13位於第一半導體層12與第二半導體層14之間。
所述基板11的材料可以為藍寶石（Al2O3）、碳化矽（SiC）、矽（Si）、氮化鎵（GaN）或氧化鋅（ZnO）中的一種。
所述第一半導體層12、有源層13、第二半導體層14依次形成於基板11上。所述第一半導體層12與第二半導體層14為不同摻雜型半導體層，本實施方式中，第一半導體層12為N型半導體層，第二半導體層14為P型半導體層。在其他實施方式中，第一半導體層12也可以為P型半導體層，第二半導體層14為N型半導體層。
所述第一半導體層12遠離基板11的區域包括一個裸露的第一區域121與一個被有源層13覆蓋的第二區域122。所述有源層13與第二半導體層14依次形成於第二區域122上。
所述有源層13可為單量子阱結構或多量子阱結構等。
所述透明導電層15採用蒸鍍的方法形成於第二半導體層14上。該透明導電層15包括第一透明導電層151與第二透明導電層152。該第一透明導電層151與第二透明導電層152採用的材料，例如，可以係氧化銦錫（ITO）。第一透明導電層151緊貼形成於第二半導體層14上，第二透明導電層152形成於第一透明導電層151上。第一透明導電層151的厚度小於第二透明導電層152的厚度，形成兩者的蒸鍍條件不相同。該第一透明導電層151的密度大於第二透明導電層152的密度。
一第一電極16形成於第一半導體層12的第一區域121上，一第二電極17形成於第二透明導電層152上。本實施方式中，所述第一電極16與第二電極17分別為N型電極與P型電極。
請一併參閱圖2，本發明實施方式提供的一種發光二極體晶粒10的製造方法包括以下幾個步驟：
提供一磊晶結構，該磊晶結構包括第一半導體層12、有源層13與第二半導體層14，所述有源層13位於第一半導體層12與第二半導體層14之間；具體地，可採用化學氣相沉積法在基板11上生長第一半導體層12、有源層13與第二半導體層14，所述第一半導體層12遠離基板11的區域包括一個裸露的第一區域121與一個被有源層13覆蓋的第二區域122；
採用蒸鍍的方法在第二半導體層14上形成第一透明導電層151，具體地，生長第一透明導電層151時採用的蒸鍍速率控制在小於0.5埃每秒（A/s），並控制第一透明導電層151的厚度小於600埃（A），較低蒸鍍速率時形成的第一透明導電層151的密度較大；
採用蒸鍍的方法在第一透明導電層151上形成厚度大於第一透明導電層151的第二透明導電層152，具體地，生長第二透明導電層152時採用的蒸鍍速率控制在大於0.5埃每秒（A/s），並控制第二透明導電層152的厚度大於1000埃（A）且小於5000（A），較高蒸鍍速率時形成的第二透明導電層152的密度較小。
在形成透明導電層15的步驟之後還包括分別形成於第一半導體層12的第一區域121的第一電極16與形成於第二透明導電層152上的第二電極17的步驟。
由於生長第一透明導電層151時採用的蒸鍍速率較低，這樣形成的第一透明導電層151具有較好的導電性能，使第一透明導電層151可以與第二半導體層14形成歐姆接觸，降低發光二極體晶粒10的工作電壓；同時，在蒸鍍速率較低的條件下形成的第一透明導電層151的厚度較小，從而第一透明導電層151的製作時間能夠盡可能地降低；再在蒸鍍速率較高的條件下形成的第二透明導電層152儘管其厚度較厚，而製作時間較小；由於第一透明導電層151與第二半導體層14已經形成了良好的歐姆接觸，較厚的第二透明導電層152並不會增加發光二極體晶粒10工作所需的電壓。如此，可以兼顧製作時間與導電性能兩個因素。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
10．．．發光二極體晶粒
11．．．基板
12．．．第一半導體層
121．．．第一區域
122．．．第二區域
13．．．有源層
14．．．第二半導體層
15．．．透明導電層
151．．．第一透明導電層
152．．．第二透明導電層
16．．．第一電極
17．．．第二電極
圖1係本發明一實施方式提供的一種發光二極體晶粒的剖面結構示意圖。
圖2係本發明一實施方式提供的一種發光二極體晶粒的製造方法流程圖。
10．．．發光二極體晶粒
11．．．基板
12．．．第一半導體層
121．．．第一區域
122．．．第二區域
13．．．有源層
14．．．第二半導體層
15．．．透明導電層
151．．．第一透明導電層
152．．．第二透明導電層
16．．．第一電極
17．．．第二電極
Claims (10)
- 一種發光二極體晶粒的製造方法，包括以下步驟：
提供一磊晶結構，該磊晶結構包括第一半導體層、有源層與第二半導體層，所述有源層位於第一半導體層與第二半導體層之間；
採用蒸鍍的方法在第二半導體層上形成第一透明導電層；
採用蒸鍍的方法在第一透明導電層上形成厚度大於第一透明導電層的第二透明導電層；
其中，生長第一透明導電層時採用的蒸鍍速率小於生長第二透明導電層時採用的蒸鍍速率。 - 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶粒的製造方法，其中，所述形成第一透明導電層的步驟包括：生長所述第一透明導電層時採用的蒸鍍速率小於0.5埃每秒，所述第一透明導電層的厚度小於600埃。
- 如申請專利範圍第1項所述的發光二極體晶粒的製造方法，其中，所述形成第二透明導電層的步驟包括：生長所述第二透明導電層時採用的蒸鍍速率大於0.5埃每秒，所述第二透明導電層的厚度大於1000埃且小於5000埃。
- 如申請專利範圍第2項或第3項中任意一項所述的發光二極體晶粒的製造方法，其中，所述第一半導體層包括第一區域與第二區域，所述第一區域裸露，第二區域上依次覆蓋所述有源層、所述第二半導體層、所述第一透明導電層及所述第二透明導電層。
- 如申請專利範圍第4項所述的發光二極體晶粒的製造方法，其中，還包括在第一半導體層的第一區域上形成一個第一電極，在第二透明導電層上形成一個第二電極。
- 如申請專利範圍第1至3項中任意一項所述的發光二極體晶粒的製造方法，其中，所述第一半導體層為N型氮化鎵半導體層，第二半導體層為P型氮化鎵半導體層。
- 一種發光二極體晶粒，包括：
一磊晶結構，該磊晶結構包括第一半導體層、有源層與第二半導體層，所述有源層位於第一半導體層與第二半導體層之間；
一第一透明導電層，該第一透明導電層形成在第二半導體層上；
一第二透明導電層，該第二透明導電層形成在第一透明導電層上，第二透明導電層的厚度大於第一透明導電層的厚度，該第一透明導電層的密度大於第二透明導電層的密度。 - 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體晶粒，其中，所述第一半導體層包括第一區域與第二區域，所述第一區域裸露，第二區域上依次覆蓋所述有源層、所述第二半導體層、所述第一透明導電層及所述第二透明導電層。
- 如申請專利範圍第8項所述的發光二極體晶粒，其中，還包括在第一半導體層的第一區域上形成的一個第一電極及在第二透明導電層上形成的一個第二電極。
- 如申請專利範圍第7項所述的發光二極體晶粒，其中，所述第一透明導電層的厚度小於600埃，所述第二透明導電層的厚度大於1000埃且小於5000埃。
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