具有電流阻擋效應的發光二極體的製作方法

2023-04-30 07:44:06

具有電流阻擋效應的發光二極體的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有電流阻擋效應的發光二極體，涉及半導體器件【技術領域】。包括襯底層；位於襯底層上表面的N型層；位於N型層上表面左側的發光層，位於N型層上表面右側的N電極；位於發光層上表面的P型層，所述P型層的上表面設有向下凹陷的P型刻蝕區域，電流擴展層位於P型層的上表面，P電極位於所述P型刻蝕區域內的電流擴展層的上表面。所述發光二極體的P型層上設有向下凹陷的P型刻蝕區域，達到了電流阻擋效應，提高了二極體的發光亮度。
【專利說明】具有電流阻擋效應的發光二極體
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及半導體器件【技術領域】，尤其涉及一種具有電流阻擋效應的發光二極體。
【背景技術】
[0002]發光二極體是一種能發光的半導體電子元件，簡稱為LED，由鎵與砷、磷的化合物製成。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之後發展出其他單色光的版本，時至今日能發出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當高的程度。發光二極體與普通二極體一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極體加上正向電壓後，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴複合，產生自發輻射的螢光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴複合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短，常用的是發紅光、綠光或黃光的二極體。
[0003]LED光源屬於綠色光源，具有節能環保、壽命長、能耗低、安全係數高等優點，被廣泛應用於照明和背光領域。目前，氮化鎵(GaN)基LED發展迅速，但仍然存在發光效率低等問題。如圖2所示，為傳統發光二極體結構，主要包括藍寶石襯底，由下往上為N型層、發光層、P型層、電流擴展層、P電極以及在N型層上表面上的N電極。LED晶片表面的金屬可以很好的將電流擴展開，但是這也會造成P電極下產生電流擁擠的現象，目前業界普遍添加絕緣氧化物作為電流阻擋層來改善電流擁擠現象，提高LED光功率。但是金屬和氧化物之間粘附性較差，容易發生掉電電極風險。
實用新型內容
[0004]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種具有電流阻擋效應的發光二極體，所述發光二極體的P型層上設有向下凹陷的P型刻蝕區域，達到了電流阻擋效應，提高了二極體的發光亮度。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是:一種具有電流阻擋效應的發光二極體，包括襯底層；位於襯底層上表面的N型層，所述N型層上設有凸臺；位於N型層凸臺上表面的發光層，位於凸臺右側的N型層上表面的N電極；位於發光層上表面的P型層，其特徵在於:所述P型層的上表面設有向下凹陷的P型刻蝕區域，電流擴展層位於P型層的上表面，P電極位於所述P型刻蝕區域內的電流擴展層的上表面。
[0006]優選的，所述P型刻蝕區域的直徑為80-100um，深度為40_60nm。
[0007]優選的，所述電流擴展層使用ITO材料。
[0008]優選的，所述電極使用Cr、Pt或Au,其厚度為25nm-1500nm。
[0009]採用上述技術方案所產生的有益效果在於:所述發光二極體的P型層上設有向下凹陷的P型刻蝕區域，達到了電流阻擋效應，提高了二極體的發光亮度。【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0012]圖2是現有技術的結構示意圖；
[0013]其中:200、襯底層201、N型層202、發光層203、P型層204、P型刻蝕區域205、電流擴展層206、P電極207、N電極。
【具體實施方式】
[0014]如圖1所示，一種具有電流阻擋效應的發光二極體，包括襯底層200 ;位於襯底層200上表面的N型層201，所述N型層201上設有凸臺；位於N型層201凸臺上表面的發光層202,位於凸臺右側的N型層201上表面的N電極207 ;位於發光層202上表面的P型層203，所述P型層203的上表面設有向下凹陷的P型刻蝕區域204，所述P型刻蝕區域204的直徑為80-100um，深度為40-60nm，電流擴展層205位於P型層203的上表面，所述電流擴展層205使用ITO材料，P電極206位於所述P型刻蝕區域204內的電流擴展層205的上表面，所述電極使用Cr、Pt或Au，其厚度為25nm-1500nm。
[0015]如圖1所示，具有電流阻擋效應的發光二極體可通過如下步驟製備而成:1)在襯底層上利用金屬有機化合物化學氣相沉澱外延層，其從下到上依次包括N型層、發光層、P型層；2)在P型層上，利用光刻、腐蝕和ICP蝕刻技術，從P型層表面往下蝕刻出部分裸露的N型層；3)在P型層上利用光刻技術形成直徑80-100um的圓形圖形，利用ICP刻蝕技術將該圓形刻掉50nm深度；4)採用電子束蒸發、光刻、和腐蝕技術，在所述P型層表面上形成ITO透明電流擴展層；5)採用光刻、電子束蒸發和金屬剝離技術，在所述ITO電流擴展層和裸露的N型層上蒸發電極。
[0016]所述發光二極體的P型層上設有向下凹陷的P型刻蝕區域，達到了電流阻擋效應，提高了二極體的發光亮度。本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及其實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用來幫助理解本實用新型的方法及其核心思想。應當指出，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下還可以對本實用新型進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本實用新型權利要求的保護範圍內。
【權利要求】
1.一種具有電流阻擋效應的發光二極體，包括襯底層(200);位於襯底層(200)上表面的N型層(201)，所述N型層(201)上設有凸臺；位於N型層(201)凸臺上表面的發光層(202)，位於凸臺右側的N型層(201)上表面的N電極(207);位於發光層(202)上表面的P型層(203)，其特徵在於:所述P型層(203)的上表面設有向下凹陷的P型刻蝕區域(204)，電流擴展層(205)位於P型層(203)的上表面，P電極(206)位於所述P型刻蝕區域(204)內的電流擴展層(205)的上表面。
2.根據權利要求1所述的具有電流阻擋效應的發光二極體，其特徵在於:所述P型刻蝕區域(204)的直徑為80-100um，深度為40_60nm。
3.根據權利要求1所述的具有電流阻擋效應的發光二極體，其特徵在於:所述電流擴展層(205)使用ITO材料。
4.根據權利要求1所述的具有電流阻擋效應的發光二極體，其特徵在於:所述電極使用 Cr、Pt 或 Au，其厚度為 25nm-1500nm。
【文檔編號】H01L33/14GK203631586SQ201320818565
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】李珅, 李曉波, 王義虎, 甄珍珍, 任繼民, 孟麗麗 申請人:同輝電子科技股份有限公司