氮化鎵系發光二極體的製作方法

2023-12-01 12:47:16 2

專利名稱：氮化鎵系發光二極體的製作方法
技術領域：
本發明涉及二極體，尤其涉及一種以新的AlGaInSnO透明導電氧化層取代現有技術的Ni/Au層，從而提高亮度及導電率的氮化鎵系發光二極體。
背景技術：
III-V族氧化物材料為所有III-V族材料中具有較高的直接能隙者；但是，由於P型氮化鎵半導體化合物的載子濃度，在經過熱處理之後，大都小於1×1018cm-3，其電阻係數的最佳值約只有1Ωcn左右，由於導電性不佳，從電極流下的電流無法有效分布在整個晶粒，以致形成電流擁塞現象，因而影響其發光效率。
直到1993年年底，日本日亞化學工業宣布成功地作出第一個以氮化鎵為主要材料的發光二極體，其使用金屬薄膜作為P電極之後，日亞化工又發表更佳的金屬薄膜是由金(Au)及鎳(Ni)所組成。其中，鎳是直接形成在P型半導體層，然後金再形成在鎳層之上，經過熱處理之後，形成了一Ni/Au合金複合層結構，使其成為III-V族P型氮化鎵系半導體化合物的光導層及歐姆接觸層。
在現有技術中，如圖1所示，是日亞化工在美國申請的第6093965號專利的結構，其氮化鎵發光二極體，包括有一藍寶石基體(Sapphiresubstrate)116，一n型氮化鎵(GaN)束縛層15，一n型Ti/Al電極14，一氮化銦鎵(InGaN)發光層13，一p型氮化鎵(GaN)束縛層12，一由Ni/Au薄膜11A所構成的光導層，以及一p型Ni/Au電極10。
由於該Ni/Au薄膜11A厚度約只有數百個Angstroms(埃)當作電流分布層，以便有效地將電流分散在整個晶粒；然而，此一Ni/Au薄膜11A的穿透率約20-40％，因此，大部分來自發光層13所發出的光，都被這一電流分布層所吸收，使得其發光效率降低。
為此，在現有技術中，氧化銦錫(Indium Tin Oxide，ITO)被使用於取代前述的Ni/Au薄層，作為光導層，如圖2所示，其結構包括有一藍寶石基體116，一n型GaN束縛層15，一n型氮化鋁鎵(AlGaN)束縛層15A，一n型電極14，一InGaN發光層13，一P型GaN束縛層12，一P型高載子濃度接觸層117，一氧化銦錫(ITO)光導層11C，及一P型電極10。
此類型專利見諸於晶元光電(Epistarco)的氧化銦鎵發光二極體結構中。由於氮化鎵的載子濃度一般都低於1×1018cm-3，因此，與金屬或是氧化銦錫之間無法形成良好接觸，於是，晶元光電乃將氮化鎵的載子濃度控制在5×1018cm-3以上、厚度控制在500埃以下。其使用的方法是氮化鎵(GaN)接觸層117，可以利用鋅擴散(Zn diffusion)、鎂擴散(Mg diffusion)、鋅離子布值(Zn ionimplantation)或是鎂離子布值方式，在其表面形成極薄而且載子濃度極高的接觸層117，當ITO光導層11C以濺鍍(sputtering)或是電子槍蒸鍍(E-gunevaporation)形成在其上時，可以增進發光效率，晶元光電使用這種方法後，整體的穿透率可以維持在50-70％以上。然而，該ITO膜層內填入的載子是由錫(Tin dopant)及空給予(donors)氧化離子，使得溼氣極易散布至ITO膜層，並破壞ITO與GaN接觸層的中間表面，使得歐姆接觸電阻將增大，所以，在這種高溼度情況下，將使LED的穩定度及可靠度降低。
所以，在GaN系發光裝置的現有技術中，尚未揭示有光導層同時具有良好效率及可靠度技術和產品。

發明內容
本發明的主要目的在於克服現有產品存在的上述缺點，而提供一種氮化鎵系發光二極體，其包括一新的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統透明導電氧化層(TCO)，為一非結晶性(Amorphous)或微結晶性(Nanocrystalline)的薄膜，這一薄膜具有較佳導電性，比現有技術的ITO膜層，約高出十倍的導電效果。
本發明的另一目的在於提供一種氮化鎵系發光二極體，其具有一富含鎵相(Gallium rich phase)的氮化鎵系接觸層，據此降低III-V族氮化鎵系半導體發光裝置與新的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統透明導電氧化層之間的接觸電阻，且該接觸層可以是n型、p型或是未摻雜。
本發明的再一目的在於提供一種氮化鎵系發光二極體，其具有一種中介層(Intermediate later)形成在束縛層與接觸層之間，其採用AlGalnN，InGaN，及InN任一組群材料所構成，材料帶隙能量(Band-gap energy)需低於GaN束縛層，具有降低束縛層與接觸層之間電的尖峰效應(Electricalspiking effect)。
本發明的目的是由以下技術方案實現的。
本發明氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相(Gallium rich phase)的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃(Angstroms)之間，形成在該第二上束縛層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層(TCO)，其厚度在5埃(Angstroms)以上，形成在該接觸層之上，作為光導層(Light transmitting layer)；一第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵裸露區域之上；一第二電極，形成在該光導層之上。
前述的氮化鎵系發光二極體，其中所述透明導電氧化層(TCO)的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤Z＜2；所述透光絕緣基體採用Al2O3，LiGaO2，LiAlO2以及MgAl2O4任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成。
本發明氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一第一導電型基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該第一導電型基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相(Gallium rich phase)的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃(Angstroms)之間，形成在該第二上束縛層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層(TCO)，其厚度在5埃(Angstroms)以上，形成在該接觸層之上，作為光導層(Light transmitting layer)；一第一電極，形成在該第一導電型基體的底面；以及一第二電極，形成在該光導層之上。
前述的氮化鎵系發光二極體，其中所述透明導電氧化層(TCO)的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤Z＜2；所述第一導電型基體採用SiC、Si、ZnSe、GaAs、GaP、GaN以及AlN任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成。
本發明氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一AlGalnN為中介層(Intermediate later)，形成在該第二上束縛層之上，其材料帶隙能量(Band-gap energy)需低於第二導電型氮化鎵，且厚度在5-500埃(Angstroms)之間；一富含鎵相(Gallium rich phase)的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃(Angstroms)之間，形成在該中介層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層(TCO)，其厚度在5埃(Angstroms)以上，形成在該接觸層之上，作為光導層(Light transmitting layer)；一第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵裸露區域之上；一第二電極，形成在該光導層之上。
前述的氮化鎵系發光二極體，其中透明導電氧化層(TCO)的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤Z＜2；所述透光絕緣基體採用Al2O3、LiGaO2、LiAlO2以及MgAl2O4任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成；所述中介層採用AlGalnN、InGaN以及InN任一組群材料構成。
本發明氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相(Gallium rich phase)的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃(Angstroms)之間，形成在該第二上束縛層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層(TCO)，其厚度在5埃(Angstroms)
以上，形成在該接觸層之上，作為光導層(Light transmitting laycr)；一透明導電氧化窗口層，形成在該光導層之上；一第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵露出區域之上；一第二電極，形成在該透明導電氧化窗口層之上。
前述的氮化鎵系發光二極體，其中所述透明導電氧化層(TCO)的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤Z＜2；所述透光絕緣基體採用Al2O3、LiGaO2、LiAlO2以及MgAl2O4任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成；所述透明導電氧化窗口層採用SnO2、In2O3、ITO、Cd2SnO4、ZnO、CuAlO2、CuGaO2、SrCu2O2、NiO以及AgCoO2任一組群材料構成。
本發明氮化鎵系發光二極體的有益效果是，其具體結構包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相(Gallium rich phase)的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000Angstroms(埃)之間，且形成在該第二上束縛層之上；一AlGaInSnO為透明導電氧化層(TCO)，其厚度在5埃(Angstroms)以上，形成在該接觸層之上，作為光導層(Light transmitting layer)；第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵裸露區域之上；第二電極，形成在該光導層之上。
根據前述構成，該透光絕緣基體可以一導電型基體取代，且將第一電極形成在該導電型基體底緣。
根據前述構成，該AlGaInSnO光導層之上，還可形成一透明導電氧化窗口層。
通過上述技術手段，本發明氮化鎵系發光二極體可以實施生產，該Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統光導層能與p型GaN束縛層形成歐姆接觸，再者，形成在該光導層之上的窗口層，則進一步可增加發光及電流分散效果。
又，富含鎵相的接觸層，使其與Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統光導層之間形成穩固接觸面(Interface)，該接觸面可降低歐姆接觸電阻，增強發光效率，並可增加可靠度。
總之，本發明的氮化鎵系發光二極體，其是在富含鎵相(Gallium richphase)的氮化鎵系接觸層之上形成一新的透明導電氧化層(TCO)，該透明導電氧化層由在藍-綠區的光學特性優於Ni/Au構成的透明導電層，該新的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統氧化物比現有技術製備過程可增加1.5至2.5倍的亮度，新的透明氧化物薄膜比Ni/Au層薄膜的導電率較佳。
四

圖1為現有發光裝置，其具有一與P型氮化鎵系束縛層12接觸的金屬光導電極的剖視圖。
圖2為現有發光裝置，其具有一與P型氮化鎵系束縛層12接觸的氧化銦錫(ITO)光導層的剖視圖。
圖3為本發明的透光絕緣基體116，例如是Al2O3，LiGaO2，LiAlO2以及MgAl2O4基體的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
圖4為依據本發明的透光導電基體216，例如是SiC、GaN、AlN基體上的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
圖5為依據本發明的矽質或ZnSe基體316上的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的圖6為依據本發明的吸光導電基體416，例如是GaAs、GaP基體上的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
圖7為依據本發明的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B、富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A以及氮化銦系中介層17B所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
圖8為依據本發明的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B、富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A以及透明導電氧化窗口層11D，例如是SnO2，In2O3，ITO，Cd2SnO4，ZnO，CuAlO2，CuGaO2，SrCu2O2，NiO，AgCoO2等等所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
圖9為比較氧化銦錫(ITO)、Ga1.6lIn6.4Sn2O16、Ga2.8In5.2Sn2O16、以及Al0.1Ga2.7In5.2Sn2O16四者的透射係數關係圖。
圖10為與本發明P型氮化鎵系的束縛層接觸的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統光導層的電流-電壓特徵圖，其中，X軸一部分為0.5V，而Y軸一部分為0.2mA。
圖11為設置在Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統和p型氮化鎵系的束縛層之間的具有富含鎵相的氮化鎵系接觸層的電流-電壓特徵圖，其中，X軸一部分為0.5V，而Y軸一部分為0.2mA。
圖12為設置在P型氮化鎵系束縛層12和氮化鎵系接觸層17A之間的氮化銦系中介層17B的低材料帶隙能量的電流-電壓特徵圖，其中，X軸一部分為0.5V，而Y軸一部分為0.2mA。
圖中標號說明10為p型電極、11A為Ni/Au薄膜、11B為Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統光導層、11C光導層、12第二上束縛層、13發光層、14為n型電極、15第一下束縛層、15A為n型氮化鋁鎵束縛層、17A為富含鎵相的氮化鎵系接觸層、17B氮化銦系中介層、116透光絕緣基體、117氮化鎵接觸層、216透光導電基體、316矽質或ZnSe基體、416吸光導電基體、11D為透明導電氧化窗口層。
五具體實施例方式
首先提供一相同厚度的氧化銦錫(ITO)、Ga1.6In6.4Sn2O16、Ga2.8In5.2Sn2O16、以及Al0.1Ga2.7In5.2Sn2O16透明導電氧化層的樣本。Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統樣本的顏色由淡藍綠色(含微量的鋁質)至淡綠色(含高量的鎵質)以至綠色(含低量的鎵質)。復晶的氧化銦錫(ITO)透明導膜的顏色也為綠色，但比任一Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統樣本的顏色較為深色。
參閱圖9所示，為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物的透光度，在波長(λ)大於400nm時，微微地優於氧化銦錫(ITO)透明導膜。此外，AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物在紫外線區域具有較低的吸收性。本發明顯示，由於增加鎵含量或是輕微的鋁含量至AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物中，可達到在藍-綠區域中具有較高透光率的效果。
透明導電氧化層的透射特性可由於下波長範圍的材質帶隙來決定，其可表示為λbg＝hc/Eg，而在上波長則由帶電粒子密度來決定，其可表示為λp＝2π[mc2/4π(N/V)e2]1/2。
此外，材質缺陷密度和相位關係也可決定透明導電氧化層的透光特性。在本發明的AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物中，當鋁含量增加至x＞1時，AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物的透光性就會大大的降低。
由本發明的結果得知，AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物，其中x＞1時，薄層電阻增加，帶電粒子含量降低，且當AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物中的鋁質含量過高時，缺陷密度即會增加，而單斜晶β-Gallia相位結構會由增加AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z化合物中的鋁質密度超過x＞1時而受到破壞。
Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的較佳實施例可由下列公式來表示AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤z＜2。
此外，本發明中的AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z具有一正方形結構相位，其中，鋅(Sn)結合成為一結構元件，而不是成為像是在氧化銦錫(ITO)透明導膜內的替代性摻雜材料。由此，新的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統與氧化銦錫(ITO)透明導膜相比較，具有較佳的穩定性和可靠性。
另在本發明中的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層必需與p型氮化鎵系的束縛層相連接，並在200℃或更高的溫度予以韌化。藉此仍會產生衝擊式的阻擋，並在Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統和P型氮化鎵系的束縛層之間形成一不良的電阻性接觸。如圖10所示，為與本發明P型氮化鎵系的束縛層接觸的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統光導層的電流電壓特徵圖。
另，本發明在考慮Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統光導層的導電率時，其厚度必需大於5埃。
本發明為了將具有富含鎵相的氮化鎵系接觸層設置在Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統和P型氮化鎵系的束縛層之間，並在200℃或更高的溫度予以韌化，富含鎵相的氮化鎵系接觸層的鎵系部分擴散在AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z的光導層內，並且形成一較佳的高鎵含量的AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z界面，並與一氮化鎵系接觸層形成一良好的電阻性接觸；再者，氮化鎵系接觸層的厚度為5-1000埃。如圖11所示為設置在Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統和p型氮化鎵系的束縛層之間的具有富含鎵相的氮化鎵系接觸層的電流-電壓特徵圖。
具有富含鎵相的氮化鎵系接觸層與p型氮化鎵系的束縛層相比較，其具有高度不規律結構，其中，一電流穿越一p型氮化鎵系的束縛層和一氮化鎵系接觸層，該電流尖峰出現在該束縛層和該接觸層之間，而該氮化銦系中介層的厚度為5-500埃。
參閱圖7所示，為顯示一氮化銦系中介層17bB，其設置在P型束縛層12和氮化鎵系接觸層17A之間，而氮化銦系中介層17B可為AlGalnN，AlInN，InGaN或是InN任一組群材料所組成，也可為p型、n型或非摻雜者。而氮化銦系中介層17B的材料帶隙能量必需低於P型氮化鎵系束縛層12。
參閱圖12所示，為設置在P型氮化鎵系束縛層12和氮化鎵系接觸層17A之間的氮化銦系中介層17B的低材料帶隙能量的電流-電壓特徵圖，其可產生一降低電性尖峰效果的功能，其電流穿越一p型氮化鎵系的束縛層和一氮化鎵系接觸層。
參閱圖3所示，為依據本發明的透光絕緣基體116，例如Al2O3，LiGaO2，LiAlO2以及MgAl2O4基體的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例剖視圖，其結構具有一作為第一下束縛層15的n型GaN直接設置在透光絕緣基體116；一InGaN發光層13直接設置在第一下束縛層15之上；一作為第二上束縛層12的p型GaN直接設置在該InGaN發光層13之上；一富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A，形成為在該第二上束縛層12之上；一形成在第一下束縛層15的半裸露區域上的n型電極14；以及，一形成在Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B頂端的p型電極10。
參閱圖4為依據本發明的第一導電型透光導電基體216，例如是SiC、GaN、AlN基體上的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵錄相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例剖視圖；本實施例與圖3所示的實施例的不同之處在於，設置在透光導電基體216下方的n型電極14。
參閱圖5所示，為依據本發明的矽質或ZnSe基體316上的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例圖。
參閱圖6所示，為依據本發明的吸光導電基體416，例如是GaAs、GaP基體上的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B以及富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
參閱圖7所示，為依據本發明的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B、富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A以及氮化銦系中介層17B所設計的發光裝置的實施例剖視圖。
參閱圖8所示，為依據本發明的Al2O3-Ga2O3-In2O3-SnO2系統的光導層11B、富含鎵相的氮化鎵系接觸層17A以及透明導電氧化窗口層11D，例如是SnO2，In2O3，ITO，Cd2SnO4，ZnO，CuAlO2，CuGaO2，SrCu2O2，NiO，AgCoO2等等所設計的發光裝置的實施例剖視圖，其可與光導電極接觸，並用來改善光效率和電流擴散，也可顧及至透明導電氧化物的光效率和電流擴散以及其厚度必需大於5埃。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃之間，形成在該第二上束縛層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層，其厚度在5埃以上，形成在該接觸層之上，作為光導層；一第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵裸露區域之上；一第二電極，形成在該光導層之上。
2.根據權利要求1所述的氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，所述透明導電氧化層的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤z＜2；所述透光絕緣基體採用Al2O3，LiGaO2，LiAlO2以及MgAl2O4任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成。
3.一種氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一第一導電型基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該第一導電型基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃之間，形成在該第二上束縛層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層，其厚度在5埃以上，形成在該接觸層之上，作為光導層；一第一電極，形成在該第一導電型基體的底面；一第二電極，形成在該光導層之上。
4.根據權利要求3所述的氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，所述透明導電氧化層的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤z＜2；所述第一導電型基體採用SiC、Si、ZnSe、GaAs、GaP、GaN以及AlN任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成。
5.一種氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一AlGalnN為中介層，形成在該第二上束縛層之上，其材料帶隙能量需低於第二導電型氮化鎵，且厚度在5-500埃之間；一富含鎵相的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃之間，形成在該中介層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層，其厚度在5埃以上，形成在該接觸層之上，作為光導層；一第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵裸露區域之上；一第二電極，形成在該光導層之上。
6.根據權利要求5所述的氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，所述透明導電氧化層的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2z，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤z＜2；所述透光絕緣基體採用Al2O3、LiGaO2、LiAlO2以及MgAl2O4任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成；所述中介層採用AlGalnN、InGaN以及InN任一組群材料構成。
7.一種氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，包括一透光絕緣基體；一第一導電型氮化鎵，形成在該透光絕緣基體之上，作為第一下束縛層；一氮化銦鎵發光層，形成在該第一下束縛層之上；一第二導電型氮化鎵，形成在該發光層之上，作為第二上束縛層；一富含鎵相的氮化鎵系接觸層，其厚度在5-1000埃之間，形成在該第二上束縛層之上；一AlGalnSnO系統透明導電氧化層，其厚度在5埃以上，形成在該接觸層之上，作為光導層；一透明導電氧化窗口層，形成在該光導層之上；一第一電極，形成在該第一導電型氮化鎵露出區域之上；一第二電極，形成在該透明導電氧化窗口層之上。
8.根據權利要求7所述的氮化鎵系發光二極體，其特徵在於，所述透明導電氧化層的組成為AlxGa3-x-yIn5+ySn2-zO16-2x，其中，0≤x＜2，0＜y＜3，0≤z＜2；所述透光絕緣基體採用Al2O3、LiGaO2、LiAlO2以及MgAl2O4任一組群材料構成；所述氮化鎵系接觸層採用AlGaN、GaN以及InGaN任一組群材料構成；所述透明導電氧化窗口層採用SnO2、In2O3、ITO、Cd2SnO4、ZnO、CuAlO2、CuGaO2、SrCu2O2、NiO以及AgCoO2任一組群材料構成。
全文摘要
本發明提供一種氮化鎵系發光二極體，其包括透光絕緣基體；第一導電型氮化鎵，形成在透光絕緣基體上，作為第一下束縛層；氮化銦鎵發光層形成在第一下束縛層上；第二導電型氮化鎵形成在發光層上，作為第二上束縛層；富含鎵相的氮化鎵系接觸層，其厚度在5－1000埃間，形成在第二上束縛層上；AlGalnSnO系統透明導電氧化層，厚度在5埃以上，形成在接觸層上，作為光導層；第一電極形成在第一導電型氮化鎵裸露區域上；第二電極形成在光導層上；透明導電氧化層在藍－綠區的光學特性優於Ni/Au構成的透明導電層，新的Al
文檔編號H01L31/102GK1805162SQ20051006440
公開日2006年7月19日 申請日期2005年4月15日 優先權日2004年4月16日
發明者黃文杰 申請人:華上光電股份有限公司