高壓發光二極管透明導電層的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高壓發光二極管透明電極的制造方法，屬于半導體技術領域。
【背景技術】
[0002]現在市場高壓發光二極管(HV LED)應用普遍，在發光二極管中，透明導電層作為表面電流擴展至關重要，這種材料要求很高的透光率以及良好的導電性能。現在LED透明導電層大多使用氧化銦錫(ΙΤ0)，其電阻率一般在5X1(T 4Q*cm左右，透過率可達90%以上，ITO越厚透明度就不夠好；另外In作為一種稀土元素，儲量非常有限。隨著ITO大規模的使用，其價格也越來越高。石墨烯目前是世上最薄的納米材料，石墨烯也是一種透明、良好的導體，它幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，其電阻率只約10_ 6Ω 作為透明導電層都優于ΙΤ0。且石墨烯的元素為大自然中普遍存在的C和H，制作方法多樣簡單，成本較低還環保。石墨烯的機械強度和柔韌性都比常用材料氧化銦錫優良，氧化銦錫脆度較高，比較容易損毀。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種高壓發光二極管透明導電層的制造方法，采用石墨烯代替ITO作為透明導電層，解決目前ITO越厚影響透明度的缺陷。
[0004]按照本發明提供的技術方案，所述高壓發光二極管透明導電層的制造方法，其特征是，包括以下步驟:
步驟1:采用GaN基LED外延片生長形成自下而上分布的襯底、緩沖層、U-GaN層、N-GaN層、多量子肼和P-GaN層；
步驟2:生長完成的LED外延片清洗干凈，采用化學氣相沉積法制備二維石墨烯，將二維石墨烯轉移到LED外延片的P-GaN層表面、并與P-GaN層電學接觸，得到透明導電層；步驟3:在外延片表面涂覆光刻膠，光刻進行圖形化，采用物理刻蝕使得N-GaN層暴露出來，最后清除光刻膠；
步驟4:沉積掩膜層S12，光刻圖形做出S12絕緣層；
步驟5:采用電子束蒸發金屬Au，光刻圖形做出P電極、N電極和橋接結構。
[0005]采用上述的制造方法得到的高壓發光二極管，其特征是:包括襯底，襯底上設置多個發光單元，發光單元包括在襯底上自下而上依設置的緩沖層、U-GaN層、N-GaN層、多量子肼、P-GaN層和透明導電層，透明導電層采用石墨烯透明導電層，在透明導電層上表面設置P電極，N-GaN層上表面設置N電極；所述相鄰的發光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設置S12*緣層，在S1 2絕緣層表面設置橋接結構，橋接結構連接相鄰發光單元的N電極和P電極。
[0006]所述襯底采用藍寶石襯底。
[0007]本發明所述的高壓發光二極管透明導電層的制造方法，采用石墨烯代替ITO作為透明導電層，解決了目前ITO越厚影響透明度的缺陷。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明所述高壓發光二極管的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合具體附圖對本發明作進一步說明。
[0010]如圖1所示，本發明所述高壓發光二極管包括襯底1，襯底I采用藍寶石襯底，襯底I上設置多個發光單元，發光單元包括在襯底I上自下而上依設置的緩沖層2、U-GaN層3、N-GaN層4、多量子肼5、P-GaN層6和透明導電層7，透明導電層7采用石墨稀透明導電層，在透明導電層7上表面設置P電極8，N-GaN層4上表面設置N電極9 ;所述相鄰的發光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設置S12絕緣層10，在S12絕緣層10表面設置橋接結構11，橋接結構11連接相鄰發光單元的N電極9和P電極8。
[0011]本發明所述高壓發光二極管透明導電層的制造方法，包括以下步驟:
步驟1:采用GaN基LED外延片生長形成自下而上分布的藍寶石襯底1、緩沖層2、U-GaN層3、N-GaN層4、多量子肼5和P-GaN層6 ；
步驟2:生長完成的LED外延片清洗干凈，采用化學氣相沉積法(CVD)制備后的二維石墨烯轉移到LED外延片的P-GaN層6表面、并與P-GaN層6電學接觸，得到透明導電層7 ;
步驟3:在外延片表面涂覆光刻膠，利用光刻技術進行圖形化，采用物理方法ICP刻蝕技術使得N-GaN層4暴露出來，最后清除光刻膠；
步驟4:用PECVD設備沉積掩膜層S12,光刻圖形做出HV LED單元橋接結構下的S12絕緣層10 ；
步驟5:采用電子束蒸發金屬Au，光刻圖形做出P電極8、N電極9和橋接結構11。
【主權項】
1.一種高壓發光二極管透明導電層的制造方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟1:采用GaN基LED外延片生長形成自下而上分布的襯底(I )、緩沖層(2)、U-GaN層(3 )、N-GaN層⑷、多量子肼(5 )和P-GaN層(6 ); 步驟2:生長完成的LED外延片清洗干凈，采用化學氣相沉積法制備二維石墨烯，將二維石墨烯轉移到LED外延片的P-GaN層(6)表面、并與P-GaN層(6)電學接觸，得到透明導電層(7); 步驟3:在外延片表面涂覆光刻膠，光刻進行圖形化，采用物理刻蝕使得N-GaN層(4)暴露出來，最后清除光刻膠； 步驟4:沉積掩膜層S12，光刻圖形做出S12絕緣層(10); 步驟5:采用電子束蒸發金屬Au，光刻圖形做出P電極(8)、N電極(9)和橋接結構(11)。2.一種采用權利要求1所述的制造方法得到的高壓發光二極管，其特征是:包括襯底(I )，襯底(I)上設置多個發光單元，發光單元包括在襯底(I)上自下而上依設置的緩沖層(2)、U-GaN層(3)、N-GaN層(4)、多量子肼(5)、P-GaN層(6)和透明導電層(7)，透明導電層(7)采用石墨稀透明導電層，在透明導電層(7)上表面設置P電極(8)，N-GaN層(4)上表面設置N電極(9);所述相鄰的發光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設置S12絕緣層(10)，在S12絕緣層(10)表面設置橋接結構(11)，橋接結構(11)連接相鄰發光單元的N電極(9)和P電極(8)。3.如權利要求2所述的高壓發光二極管，其特征是:所述襯底(I)采用藍寶石襯底。
【專利摘要】本發明涉及一種高壓發光二極管透明導電層的制造方法，其特征是，包括以下步驟：步驟1：采用GaN基LED外延片生長形成自下而上分布的襯底、緩沖層、U-GaN層、N-GaN層、多量子肼和P-GaN層；步驟2：生長完成的LED外延片清洗干凈，采用化學氣相沉積法制備二維石墨烯，將二維石墨烯轉移到LED外延片的P-GaN層表面、并與P-GaN層電學接觸，得到透明導電層；步驟3：在外延片表面涂覆光刻膠，光刻進行圖形化，采用物理刻蝕使得N-GaN層暴露出來，最后清除光刻膠；步驟4：沉積掩膜層SiO2，光刻圖形做出SiO2絕緣層；步驟5：采用電子束蒸發金屬Au，光刻圖形做出P電極、N電極和橋接結構。本發明采用石墨烯代替ITO作為透明導電層，解決目前ITO越厚影響透明度的缺陷。
【IPC分類】H01L33/00, H01L27/15, H01L33/42
【公開號】CN105226075
【申請號】CN201510690723
【發明人】閆曉密, 黃慧詩, 張秀敏
【申請人】江蘇新廣聯半導體有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月22日