一種具有高可靠性透明導電層的發光二極管的制作方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及發光二極管的生產技術領域。
【背景技術】
[0002]發光二極管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等優點，作為新一代光源受到極大的青睞。隨著氮化鎵基藍綠發光二極管技術不斷進步，使得LED在各個應用領域得到空前的發展。
[0003]特別是近年來小間距LED顯示屏在市場上嶄露頭角，對LED提出更高的可靠性要求。藍綠發光二極管作為小間距LED顯示屏主要構成部分，目前采用的芯片結構基本都具有ITO導電透明層，ITO導電透明層與芯片的外延結構存在熱失配。對LED的可靠性具有一定的影響。
【發明內容】
[0004]本發明目的是為了提高LED可靠性，增加發光二極管的發光效率，降低芯片的制作成本，提出一種具有高可靠性透明導電層的發光二極管。
[0005]本發明包括襯底和依次外延生長在襯底同一側的緩沖層、非故意摻雜層、第一型導電層、有源層、電子阻擋層、第二型導電層、第二型接觸層，在第二型接觸層上外延生長第一層透明高導電層和第二層高導電層，所述第一層透明高導電層和第二層高導電層材料中分別以Hf元素進行摻雜;第一電極連接在第一型導電層上，第二電極連接在第二層高導電層上。
[0006]本發明通過外延生長，設置一層具有和ITO透明導電層相同的電能和光學性能的高導電外延層，直接通過此高導電外延層形成有效的電流擴展。極大地提高P型電流擴展效果，減小發光二極管的串聯電阻，降低了工作電壓，有效提高發光二極管的發光效率。由于高導電外延層是直接通過形成，減少芯片工序，有效降低芯片成本。
[0007]進一步地，本發明所述第一層透明高導電層以三五族化合物為材料，并摻雜濃度為1.0E+20?1.0E+21的Hf元素。通過Hf元素的摻雜量可調節第一層透明高導電層的摻雜濃度。使得氮化物外延材料達到1.0E+20以上的摻雜濃度，具有較好的電流擴展效果，且又具備有良好透光性質。
[0008]所述三五族化合物為GaN、AlGaInN或GalnN。采用同是氮化物系的三五族化合物替代ΙΤ0、Ζη0等材料充當透明導電層，能有效提高器件的可靠性及降低器件的制作成本。
[0009]所述第一層透明高導電層的厚度為20?200nm。第一高導電層厚度越厚，其電流擴展效果越好，但由于GaN基的發光二極管的有源區存在材料失配引起的內應力較大，導致第一高導電層不能太厚，避免導致晶體質量嚴重變差。
[0010]所述第二層透明高導電層以三五族化合物為材料，并摻雜濃度為1.0E+21?1.0E+22的Hf元素。通過提高其Hf元素的摻雜量達到其摻雜濃度目標。使得氮化物外延材料達到1.0E+22以上的摻雜濃度，具有較好的歐姆接觸及電流擴展效果，且又具備有良好透光性質。
[0011]所述三五族化合物為GaN、AlGaInN或GalnN。采用同是氮化物系的三五族化合物替代ΙΤ0、Ζη0等材料充當透明導電層，能有效提高器件的可靠性及降低器件的制作成本。
[0012]所述第二層透明高導電層的厚度為3?10nm。第二高導電層厚度要求適合一定的區間，厚度越厚其電流擴展效果越好，但由于摻入大量的Hf元素，厚度越厚其透光性越差。
[0013]所述第二型接觸層采用Mg、Zn或P型摻雜的GaN、GaInN材料。
[0014]所述第二型接觸層材料中，Mg、Zn或P型摻雜濃度為1.0E+19?5.0E+20。采用此摻雜濃度范圍，才能起到與上面的高導電層形成電流隧穿作用。
[0015]第二型接觸層厚度為I?5nm。第二型接觸層采用此厚度范圍，避免對上面外延形成的高導電層造成晶體質量急劇惡化。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的一種結構不意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本發明在襯底I同一側依次外延生長有緩沖層2、非故意摻雜層3、第一型導電層4、有源層5、電子阻擋層6、第二型導電層7、第二型接觸層8，在第二型接觸層8上外延生長厚度為20?200nm的第一層透明高導電層9，在第一層透明高導電層9上外延生長厚度為3?1nm的第二層高導電層10。第一電極11連接在第一型導電層4上，第二電極12連接在第二層高導電層10上。在第一電極11和有源層5、電子阻擋層6、第二型導電層7、第二型接觸層8、第一層透明高導電層9、第二層高導電層10之間設置電極隔離層13。
[0018]其中，第二型接觸層采用Mg、Zn或P型摻雜的GaN、GaInN材料，Mg、Zn或P型摻雜濃度為1.0E+19?5.0E+20。生長的第二型接觸層厚度為I?5nm。
[0019]第一層透明高導電層以GaN、AlGaInN或GaInN三五族化合物為材料，并摻雜濃度為1.0E+20 ?1.0E+21 的 Hf 元素。
[0020]第二層透明高導電層以GaN、AlGaInN或GaInN三五族化合物為材料，并摻雜濃度為1.0E+21 ?1.0E+22的 Hf 元素。
【主權項】
1.一種具有高可靠性透明導電層的發光二極管，包括襯底和依次外延生長在襯底同一側的緩沖層、非故意摻雜層、第一型導電層、有源層、電子阻擋層、第二型導電層、第二型接觸層，其特征在于在第二型接觸層上外延生長第一層透明高導電層和第二層高導電層，所述第一層透明高導電層和第二層高導電層材料中分別以Hf元素進行摻雜;第一電極連接在第一型導電層上，第二電極連接在第二層高導電層上。2.根據權利要求1所述發光二極管，其特征在于所述第一層透明高導電層以三五族化合物為材料，并摻雜濃度為1.0E+20?1.0E+21的Hf元素。3.根據權利要求2所述發光二極管，其特征在于所述三五族化合物為GaN、AlGaInN或GaInN04.根據權利要求1或2或3所述發光二極管，其特征在于所述第一層透明高導電層的厚度為20?200nm。5.根據權利要求1所述發光二極管，其特征在于所述第二層透明高導電層以三五族化合物為材料，并摻雜濃度為1.0E+21?1.0E+22的Hf元素。6.根據權利要求5所述發光二極管，其特征在于所述三五族化合物為GaN、AlGaInN或GaInN07.根據權利要求1或5或6所述發光二極管，其特征在于所述第二層透明高導電層的厚度為3?10nm。8.根據權利要求1所述發光二極管，其特征在于所述第二型接觸層采用Mg、Zn或P型摻雜的GaN、GaInN材料。9.根據權利要求8所述發光二極管，其特征在于所述第二型接觸層材料中，Mg、Zn或P型摻雜濃度為1.0E+19?5.0E+20。10.根據權利要求1或8或9所述發光二極管，其特征在于所述第二型接觸層厚度為I?5nm0
【專利摘要】一種具有高可靠性透明導電層的發光二極管，涉及發光二極管的生產技術領域。本發明通過外延生長，設置一層具有和ITO透明導電層相同的電能和光學性能的高導電外延層，直接通過此高導電外延層形成有效的電流擴展。極大地提高P型電流擴展效果，減小發光二極管的串聯電阻，降低了工作電壓，有效提高發光二極管的發光效率。由于高導電外延層是直接通過形成，減少芯片工序，有效降低芯片成本。
【IPC分類】H01L33/14
【公開號】CN105514241
【申請號】CN201610018937
【發明人】汪洋, 林志偉, 陳凱軒, 張永, 姜偉, 劉嘯
【申請人】廈門乾照光電股份有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月13日