一種發(fā)光器件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種發(fā)光器件，所述發(fā)光器件自下往上依次為底電極、藍(lán)寶石襯底、低溫緩沖層、n型摻雜層、多量子阱層、p型摻雜層、疊層電極。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種發(fā)光器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體發(fā)光器件【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種具有疊層電極的高亮度發(fā)光器件。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體發(fā)光器件應(yīng)用日益廣泛，特別是在照明方面有取代白熾燈和熒光燈的趨勢(shì)，但是目前還面臨一些技術(shù)上的問(wèn)題，特別是光取出效率比較低。這導(dǎo)致了發(fā)光器件的亮度不足等缺陷。
[0003]常規(guī)半導(dǎo)體發(fā)光器件(例如LED)包括順序形成在藍(lán)寶石襯底上的半導(dǎo)體層發(fā)光單元以及半導(dǎo)體發(fā)光單元上的接觸電極。一般而言，接觸電極普遍采用單層金屬材料，通過(guò)單層金屬材料與半導(dǎo)體接觸形成歐姆接觸，從而形成發(fā)光器件的電極。但是這種單層金屬材料構(gòu)成的接觸電極的歐姆接觸性能并不盡如人意。因?yàn)榘雽?dǎo)體的表面能和用于形成接觸電極的金屬材料(如Ag)的表面能通常彼此顯著不同。由于表面能的差異，在退火期間在接觸電極與半導(dǎo)體之間會(huì)發(fā)生聚結(jié)效應(yīng)，從而在半導(dǎo)體和接觸電極之間的界面處形成了多個(gè)空洞，這種空洞的存在降低了接觸電極的反射率，使得半導(dǎo)體發(fā)光器件的光輸出性能降低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供了一種具有疊層電極的高亮度發(fā)光器件，通過(guò)量子阱材料交替變化的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了對(duì)電子和空穴的限制作用，同時(shí)通過(guò)采用不同的材料進(jìn)行堆疊，從而構(gòu)成疊層結(jié)構(gòu)，將此疊層結(jié)構(gòu)用作半導(dǎo)體發(fā)光器件的接觸電極，以抑制聚結(jié)效應(yīng)，避免空洞的產(chǎn)生，進(jìn)一步增強(qiáng)歐姆接觸的性能。
[0005]本發(fā)明提出的一種具有疊層電極的高亮度發(fā)光器件，具有如下的結(jié)構(gòu):自下往上依次為底電極、藍(lán)寶石襯底、低溫緩沖層、η型摻雜層、多量子阱層、P型摻雜層、疊層電極。
[0006]其中，底電極為金屬電極，所述金屬可以采用鋁或銅；η型摻雜層由Al0.05In0.05Ga0.9Ν形成，ρ型慘雜層由AlaiIna05Gaa85N形成；多星子講層為I1-Alatl45Incici55Gaci9N 層和 I1-AIcici45Incici55Gaci9P 層交替形成的周期結(jié)構(gòu)，以一層n-Al0.045In0.055Ga0.9N 層和一層 n_A10.045In0.055Ga0.9P 作為一個(gè)周期,共形成 20-30 個(gè)周期；
[0007]其中，所述疊層電極包括:反射層、阻擋層、聚結(jié)抑制層以及氧化屏蔽層。
[0008]其中，反射層為三層結(jié)構(gòu)，自下而上依次為=TiO2層、Ti3O5層以及Ta2O5層，該反射層用于反射入射到其表面的光；
[0009]阻擋層由導(dǎo)電的透明材料形成，所述導(dǎo)電的透明材料選自TiN、RuO、InO、MoO和IrO中的至少一種材料；阻擋層用于阻擋反射層表面的聚結(jié)效應(yīng)，防止空洞的產(chǎn)生；
[0010]聚結(jié)抑制層為雙層結(jié)構(gòu)，下層由金屬鋁(Al)構(gòu)成，上層由鋁基合金構(gòu)成，其中，鋁基合金為Al-Ag合金、Al-Cu合金、Al-Pd合金、Al-Rh合金、Al-Ni合金、Al-Ru合金或Al-Pt合金；聚結(jié)抑制層用于在退火期間抑制接觸電極中發(fā)生聚結(jié)效應(yīng)而產(chǎn)生空洞；
[0011]氧化屏蔽層選自Au、N1、Pd、Cu、Rh、Ru或Pt中的一種或兩種；氧化屏蔽層用于防止聚結(jié)抑制層表面被氧化，而且還能用作疊層電極的表面保護(hù)層。
[0012]本發(fā)明的發(fā)光器件上的疊層電極的有益效果為:
[0013]1.采用交替形成的周期結(jié)構(gòu)的 n_Al0.045In0.055Ga0.9N 層和 n-A10 045In0 055Ga0 9P 層組成多量子阱層，可以增強(qiáng)對(duì)電子和空穴的限制作用，有效提高發(fā)光器件的發(fā)光效率；
[0014]2.采用疊層電極作為發(fā)光器件的頂電極，能夠避免疊層電極中發(fā)生聚結(jié)效應(yīng)，避免空洞的產(chǎn)生，從而提高發(fā)光器件的光輸出特性，并且增強(qiáng)電極與半導(dǎo)體材料之間的歐姆接觸性能。
【專(zhuān)利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明提出的發(fā)光器件的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明提出的發(fā)光器件的疊層電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]參見(jiàn)圖1，本發(fā)明提出的發(fā)光器件結(jié)構(gòu)為:自下往上依次為底電極10、藍(lán)寶石襯底
11、低溫緩沖層12、n型摻雜層13、多量子阱層14、p型摻雜層15、疊層電極20。
[0018]其中，底電極10為金屬電極，所述金屬可以采用鋁或銅；η型摻雜層13由Al0.Q5In0.05Ga0.9Ν形成，ρ型慘雜層15由AlaiIna05Gaa85N形成；多星子講層14為n-Al0.045In0.055Ga0.9Ν層和n-A10 045In0 055Ga0 9P層交替形成的周期結(jié)構(gòu)，以一層n-Al0.045In0.055Ga0.9N 層和一層 n_A10.045In0.055Ga0.9P 作為一個(gè)周期,共形成 20-30 個(gè)周期；
[0019]參見(jiàn)圖2，疊層電極20包括:反射層2、阻擋層3、聚結(jié)抑制層4以及氧化屏蔽層5。
[0020]其中，反射層2為三層結(jié)構(gòu)，自下而上依次為:1102層21、Ti3O5層2以及Ta2O5層3，該反射層用于反射入射到其表面的光；1102層21、Ti305層2以及Ta2O5層3的厚度相同；
[0021]阻擋層3由導(dǎo)電的透明材料形成，所述導(dǎo)電的透明材料選自TiN、RuO、InO、MoO和IrO中的至少一種材料；阻擋層3用于阻擋反射層2表面的聚結(jié)效應(yīng)，防止空洞的產(chǎn)生；
[0022]聚結(jié)抑制層4為雙層結(jié)構(gòu)，下層為由金屬鋁(Al)構(gòu)成的鋁層41，上層由鋁基合金構(gòu)成的鋁基合金層2 ;聚結(jié)抑制層4用于在退火期間抑制接觸電極中發(fā)生聚結(jié)效應(yīng)而產(chǎn)生空洞；鋁基合金層2為Al-Ag合金、Al-Cu合金、Al-Pd合金、Al-Rh合金、Al-Ni合金、Al-Ru合金或Al-Pt合金，鋁層41的厚度小于鋁基合金層42的厚度，在本發(fā)明中，鋁層41的厚度為鋁基合金層42的厚度的1/2 ；
[0023]氧化屏蔽層5選自Au、N1、Pd、Cu、Rh、Ru或Pt中的一種或兩種；氧化屏蔽層5用于防止聚結(jié)抑制層表面被氧化，而且還能用作疊層電極的表面保護(hù)層。氧化屏蔽層5可以是單層結(jié)構(gòu)，此時(shí)氧化屏蔽層5可由Au、N1、Pd、Cu、Rh、Ru或Pt中的一種來(lái)形成；氧化屏蔽層5也可以是雙層結(jié)構(gòu),此時(shí),氧化屏蔽層5可由Au、N1、Pd、Cu、Rh、Ru或Pt中的兩種來(lái)形成。
[0024]至此已對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)的說(shuō)明，但前文的描述的實(shí)施例僅僅只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其并非用于限定本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神的前提下，可對(duì)本發(fā)明做任何的修改，而本發(fā)明的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求來(lái)限定。
【權(quán)利要求】
1.一種發(fā)光器件，其特征為在于所述發(fā)光器件自下往上依次為底電極、藍(lán)寶石襯底、低溫緩沖層、η型摻雜層、多量子阱層、P型摻雜層、疊層電極。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光器件，其特征在于: 其中，η型摻雜層由Al。.Jnaci5Gaa9N形成，P型摻雜層由AlaiInatl5Gaa85N形成；多量子講層為I1-Alaci45Inaci55Gaa9N層和I1-AIaci45Inaci55Gaa9P層交替形成的周期結(jié)構(gòu)，以一層n-Al0.045In0.055Ga0.9N 層和一層 n_A10.045In0.055Ga0.9P 作為一個(gè)周期,共形成 20-30 個(gè)周期。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光器件，其特征在于: 所述疊層電極包括:反射層、阻擋層、聚結(jié)抑制層以及氧化屏蔽層； 其中，反射層為三層結(jié)構(gòu)，自下而上依次為=TiO2層、Ti3O5層以及Ta2O5層；阻擋層由導(dǎo)電的透明材料形成，所述導(dǎo)電的透明材料選自TiN、Ru0、In0、Mo0和IrO中的至少一種材料；聚結(jié)抑制層為雙層結(jié)構(gòu)，下層由金屬鋁(Al)構(gòu)成，上層由鋁基合金構(gòu)成，其中，鋁基合金為Al-Ag合金、Al-Cu合金、Al-Pd合金、Al-Rh合金、Al-Ni合金、Al-Ru合金或Al-Pt合金； 氧化屏蔽層選自Au、N1、Pd、Cu、Rh、Ru或Pt中的一種或兩種。
【文檔編號(hào)】H01L33/40GK103594576SQ201310501021
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月22日
【發(fā)明者】叢國(guó)芳 申請(qǐng)人:溧陽(yáng)市東大技術(shù)轉(zhuǎn)移中心有限公司