采用金屬納米線電極的氮化鎵基發光二極管的制作方法
【專利摘要】采用金屬納米線電極的氮化鎵基發光二極管，涉及發光二極管的生產技術領域，包括依次設置的襯底一側的N?GaN層、有源區、P?GaN層和電流擴展層，在N電極連接在裸露的N?GaN層上，在電流擴展層上設置網格狀金屬納米線P電極。本實用新型通過設置于電流擴展層表面的金屬納米線P電極代替原來設計的集中的單一P電極，網格狀金屬納米線P電極為納米尺寸，使電流分布更均勻的同時，還能大大降低電極引腳對出射光的阻擋作用，提高LED的發光效率和亮度。
【專利說明】
采用金屬納米線電極的氮化鎵基發光二極管
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及發光二極管(LED)的生產技術領域。
【背景技術】
[0002]發光二極管(LED)作為代替白熾燈和熒光燈的新一代環保光源，被廣泛應用在照明、顯示和背光等領域。與傳統照明光源相比，LED具有效率高、能耗低、壽命長、無污染、體積小、色彩豐富等諸多優點。
[0003]在LED中，P電極與N電極之間的水平距離通常遠高于垂直距離，電流容易集中在P電極下及P電極附近，而P電極的金屬材料對光有強烈的吸收和遮擋作用，導致LED的光效降低。因此，為了注入電流的均勻分布，P電極下的電流阻擋層、覆蓋整個有源區的電流擴展層、各種形狀的P/N電極引腳等技術均已應用在LED生產工藝中。
[0004]現有的LED結構如圖1、2所示，現有LED芯片的結構主要包括依次設置的襯底101、N-GaN層102、有源區103和P-GaN層104。通過刻蝕LED芯片形成臺階，將N-GaN層102裸露出來，在未刻蝕的P-GaN層104表面有電流擴展層105，在N-GaN層102的臺階面上有N電極及N電極引腳106，在電流擴展層105之上有P電極及P電極引腳1071電極的引腳107作為金屬淀積于LED的發光面內，雖然P電極引腳107的面積相對出光面積很小，但是依然存在對光的吸收和遮擋作用，會降低約1%的亮度。同時N電極引腳106則需要刻蝕臺面，降低有源區的面積，由于有源區面積的降低，同樣會降低約1%的亮度。因此如何克服現有的缺陷提高發光效率是亟需技術人員解決的問題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的目的是提出一種能降低電極引腳對出射光的阻擋、提高發光效率的采用金屬納米線電極的氮化鎵基發光二極管。
[0006]本實用新型包括依次設置的襯底一側的N-GaN層、有源區、P-GaN層和電流擴展層，在N電極連接在裸露的N-GaN層上，在電流擴展層上設置網格狀金屬納米線P電極。
[0007]使用時，在N電極上連接N電極引腳，在網格狀金屬納米線P電極的任一點連接P電極引腳。本實用新型通過設置于電流擴展層表面的金屬納米線P電極代替原來設計的集中的單一 P電極，網格狀金屬納米線P電極為納米尺寸，使電流分布更均勻的同時，還能大大降低電極引腳對出射光的阻擋作用，提高LED的發光效率和亮度。
【附圖說明】
[0008]圖1為現有的LED結構示意圖。
[0009]圖2為圖1的A-A向斷面圖。
[0010]圖3為本實用新型的一種結構示意圖。
[0011]圖4為本實用新型的另一種結構不意圖。
[0012]圖5為圖3和圖4的B-B向斷面圖。
[0013]圖6至圖10為本實用新型的生產加工過程圖。
【具體實施方式】
[0014]—、生產工藝步驟:
[0015]1、在襯底101的同一側依次外延生長形成N-GaN層102、有源區103和P-GaN層104，如圖6所示。其中襯底101的材料包括且不限于藍寶石、碳化硅、硅中的一種。
[0016]2、自P-GaN層104表面光刻后，再向下刻蝕形成臺階，直至裸露出部分N-GaN層102，臺階高度10000A?16000A，如圖7所示。
[0017]3、將1100A的ITO蒸鍍于保留的P-GaN層104的外表面，光刻后通過化學腐蝕去除多余的部分，形成電流擴展層105，如圖8所示。
[0018]以上電流擴展層105的材料包括且不限于氧化銦錫(IT0)、Au、AZ0(摻鋁ZnO)中的一種或幾種，厚度范圍約10A?3000A。
[0019]可選的，在生長電流擴展層105之前，可以先生長電流阻擋層，電流阻擋層的材料包括且不限于Si02、SiN、Al203中的一種或幾種，厚度范圍約10A?5000A。
[0020]4、事先將Cu納米線、Ag納米線、Au納米線中至少任意一種材料均勾分散于異丙醇或正乙烷中，形成混合液。
[0021]取混合液，通過旋涂、滴注、涂覆等方式鋪設在電流擴展層105外表面，形成一層網格狀金屬納米線層，即P電極108，如圖9所示。
[0022]5、將共13000A的Cr/Al/Ti/Pt/Au蒸鍍于裸露的N-GaN層上，形成N電極106，如圖10所示。
[0023]二、制成的產品特點:
[0024]如圖3、4和5所示，本實用新型在襯底1I的一側的依次設置N-GaN層1 2、有源區103、P-GaN層104和電流擴展層105，N電極106連接在裸露的N-GaN層102上，在電流擴展層105上設置網格狀金屬納米線P電極108。
[0025]在N電極106上連接N電極引腳，在網格狀金屬納米線P電極108的任一點連接P電極引腳107。
[0026]網格狀金屬納米線P電極108與P電極引腳107連通，即通過網格狀金屬納米線P電極108代替傳統LED的電極P引腳結構，將電流均勻的注入整個有源區，網格狀金屬納米線P電極108為納米尺寸，對光的吸收和遮擋作用小于傳統的P電極引腳，故本實用新型可以大大提高LED的亮度。
【主權項】
1.一種采用金屬納米線電極的氮化鎵基發光二極管，包括依次設置在襯底一側的N-GaN層、有源區、P-GaN層和電流擴展層，N電極連接在裸露的N-GaN層上，其特征在于:在電流擴展層上設置網格狀金屬納米線P電極。
【文檔編號】H01L33/38GK205645859SQ201620196473
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月15日
【發明人】周弘毅, 張永, 陳凱軒, 李俊賢, 劉英策, 陳亮, 魏振東, 吳奇隆, 李小平, 蔡立鶴, 鄔新根, 黃新茂
【申請人】廈門乾照光電股份有限公司