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具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管及其制造方法

文檔序號(hào):6934043閱讀:128來源:國知局

專利名稱::具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明是關(guān)于一種發(fā)光二極管及其制造方法,尤其是關(guān)于一種具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管及其制造方法。
背景技術(shù)
:在日常生活中,發(fā)光二極管(LEDs,lightemittingdiodes)的重要性正與日俱增。在各種應(yīng)用層面上皆可發(fā)現(xiàn)發(fā)光二極管蹤影,例如移動(dòng)式電話的通訊設(shè)備以及其他電子裝置等方面。近年來,對于視頻顯示器、光學(xué)儲(chǔ)存器、照明、醫(yī)療器材而言,應(yīng)用在光電領(lǐng)域的氮化物基底二極管材料(例如氮化鎵)的需求已大幅增加。傳統(tǒng)藍(lán)光發(fā)光二極管是通過使用氮化物半導(dǎo)體材料而形成,例如氮化鎵(GaN)、氮化鋁鎵(AlGaN)、氮化銦鎵(InGaN)、以及氮化鋁銦鎵(AlInGaN)。大部分前述類型的發(fā)光二極管裝置的半導(dǎo)體層是以外延方式形成在非導(dǎo)電的藍(lán)寶石基板上。由于藍(lán)寶石基板為電絕緣體,所以無法直接在藍(lán)寶石基板上形成電極以驅(qū)動(dòng)電流而流貫發(fā)光二極管,而實(shí)際作法是將電極分別與一P型半導(dǎo)體層以及一η型半導(dǎo)體層作直接接觸,以完成發(fā)光二極管裝置的制作。然而,此種電極配置以及藍(lán)寶石基板的非導(dǎo)電性質(zhì)會(huì)對裝置操作造成極大的限制。例如,需要在P型半導(dǎo)體層上形成半透明接面,以使電流由P型電極分布到η型電極。由于發(fā)光二極管內(nèi)部的反射與吸收,半透明接面會(huì)減低自發(fā)光二極管裝置所發(fā)射出來的光強(qiáng)度。另一方面,P型以及η型電極不但會(huì)對光造成阻礙,同時(shí)也會(huì)減少發(fā)光二極管裝置的發(fā)光面積。此外,由于藍(lán)寶石基板為熱絕緣體,所以在裝置操作過程中所產(chǎn)生的熱量無法通過藍(lán)寶石基板進(jìn)行有效散熱。因此,已知半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的限制包括(1)由于電極的設(shè)置位置,從η型電極流貫至P型電極的電流并非呈均勻分布;以及(2)由于藍(lán)寶石為熱與電絕緣體,因此熱量會(huì)于裝置操作過程中累積。當(dāng)ρ型電極以及η型電極被施加順向電壓(forwardvoltage)時(shí),便可導(dǎo)通發(fā)光二極管,而電流會(huì)從P型電極流向活化層。由于傳統(tǒng)P-GaN接觸層的載子濃度無法太高,所以其電阻率高,因而導(dǎo)致電流散布(currentspreading)效應(yīng)不佳。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述問題,本發(fā)明之一實(shí)施樣態(tài)為提供一種具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,包括下列步驟在基底上沉積一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層,其中此一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層具有第一表面以及第二表面;在此一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第一表面上沉積一或多層III族氮化物活化層;在一或多層III族氮化物活化層上沉積一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層;在一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層上沉積反向穿隧層;以及在反向穿隧層上沉積一或多層反射金屬層。此制造方法更包括在一或多層反射金屬層上沉積一或多層金屬層;移除基底;以及在η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面上形成一或多層η型電極。此外,本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過光電化學(xué)(PEC,photoelectrochemical)氧化與刻蝕處理,而使η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面具有無次序(non-ordered)蝕紋型態(tài),以增加發(fā)光二極管的光取出效率。本發(fā)明的另一實(shí)施樣態(tài)為提供一種具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,包括下列步驟在基底上沉積一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層,其中此一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層具有第一表面以及第二表面;在此一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第一表面上沉積一或多層III族氮化物活化層;在一或多層III族氮化物活化層上沉積一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層;在一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層上沉積反向穿隧層;形成多個(gè)溝渠,以界定出一或多個(gè)臺(tái)面;在臺(tái)面的反向穿隧層上方沉積一或多層反射金屬層;沉積一或多層非導(dǎo)電層,以覆蓋各臺(tái)面;以及移除一部分的非導(dǎo)電層,以露出反射金屬層的表面。所述制造方法更包括沉積一或多層金屬層,以覆蓋臺(tái)面并且填滿溝渠;移除基底;以及在η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面上形成一或多層η型電極。此外,本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過光電化學(xué)氧化與刻蝕處理,而使η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面具有無次序蝕紋型態(tài),以增加發(fā)光二極管的光取出效率。本發(fā)明的又另一實(shí)施樣態(tài)為提供一種III族氮化物發(fā)光二極管,包括一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層,具有第一表面以及第二表面;一或多層III族氮化物活化層,設(shè)置在此一或多層η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第一表面上;一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層,設(shè)置在一或多層III族氮化物活化層上;反向穿隧層,設(shè)置在一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層上;以及一或多層反射金屬層,設(shè)置在反向穿隧層上。此發(fā)光二極管更包括一或多層金屬層,設(shè)置在反射金屬層上;以及一或多層η型電極,設(shè)置在η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面上。η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面可經(jīng)過光電化學(xué)氧化與刻蝕處理,而具有無次序蝕紋型態(tài)。本發(fā)明提供一種具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管,通過光電化學(xué)氧化與刻蝕處理,而使η型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面具有無次序蝕紋型態(tài),以增加發(fā)光二極管的光取出效率。圖IA至圖IH顯示用以說明依照本發(fā)明之一實(shí)施例的發(fā)光二極管制造程序的概略橫剖面圖;圖2顯示依照本發(fā)明之一實(shí)施例的光電化學(xué)氧化與刻蝕設(shè)備;及圖3顯示依照本發(fā)明之一實(shí)施例的已粗糙化的發(fā)光二極管晶片的部分概略橫剖面圖。附圖標(biāo)號(hào)1基底3η型III族氮化物半導(dǎo)體層3a第一表面3b第二表面5111族氮化物活化層7p型III族氮化物半導(dǎo)體層9反向穿隧層11溝渠12臺(tái)面13反射金屬層15非導(dǎo)電層17晶種層19金屬層2In型電極50發(fā)光二極管晶片100光電化學(xué)氧化與刻蝕設(shè)備110照明系統(tǒng)120電偏壓系統(tǒng)130電解質(zhì)溶液系統(tǒng)140容器150載臺(tái)160夾具具體實(shí)施例方式圖1A至圖1H顯示用以說明依照本發(fā)明之一實(shí)施例的發(fā)光二極管制造程序的概略橫剖面圖。圖1A顯示在基底1的上方沉積具有第一表面3a以及第二表面3b的n型III族氮化物半導(dǎo)體層3,在n型III族氮化物半導(dǎo)體層3的第一表面3a上沉積一或多層III族氮化物活化層5,然后在一或多層III族氮化物活化層5上沉積p型III族氮化物半導(dǎo)體層7。上述外延結(jié)構(gòu)(即n型III族氮化物半導(dǎo)體層3、III族氮化物活化層5、以及p型III族氮化物半導(dǎo)體層7)可通過例如金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積(MOCVD,metal-organicchemicalvapordeposition)、分子束夕卜延(MBE,molecularbeamepitaxy)或汽相夕卜延(VPE,vaporphaseepitaxy)等等的技術(shù)來進(jìn)行沉積。基底1可為例如藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鋅、氮化鋁或砷化鎵等等的材料。n型III族氮化物半導(dǎo)體層3可包括下列至少其中之一n-GaN、n-InGaN、n-AlGaN或n-AlInGaN。p型III族氮化物半導(dǎo)體層7包括下列至少其中之一p-GaN、p-AlGaN、p-AlGalnN、p-InGaN以及p-AIN。III族氮化物活化層5可為InGaN/GaN層、AlInGaN/AlGaN層、或AlInGaN/GaN層。雖然在圖式中僅顯示一層n型III族氮化物半導(dǎo)體層3以及一層p型III族氮化物半導(dǎo)體層7,但n型III族氮化物半導(dǎo)體層3以及p型III族氮化物半導(dǎo)體層7在實(shí)際上可具有多層結(jié)構(gòu)。圖1B顯示在p型III族氮化物半導(dǎo)體層7上沉積反向穿隧層9。反向穿隧層9可包括下列至少其中之一n+-InGaN、n+-AlInGaN,以及n+-GaN。反向穿隧層9的厚度可介于約lnm與約lOnm之間,并且具有約1.OX102°/cm3的載子濃度。反向穿隧層9亦可通過例如金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積(M0CVD)、分子束外延(MBE)或汽相外延(VPE)等等的技術(shù)來進(jìn)行沉積,并且以硅進(jìn)行摻雜,其摻雜濃度至少為約1.0X102°個(gè)/cm3,以及其沉積溫度為約700°C至約1000°C。圖1C顯示在圖IB的結(jié)構(gòu)中形成多個(gè)溝渠11,以界定出多個(gè)臺(tái)面(mesa)12,藉以將圖1B的結(jié)構(gòu)劃分成多個(gè)區(qū)域。溝渠11可通過下列其中一種方式加以形成濕式刻蝕、反應(yīng)性離子刻蝕(RIE,reactiveionetching)、激光、切鋸、或噴射水刀法?;蛘撸瑴锨?1可通過聚合物(例如光阻)或硬遮罩(例如二氧化硅、氮化硅、鋁)加以形成。圖1D顯示在界定出臺(tái)面12之后,通過蒸鍍、或涂布與烘焙等等的方法在臺(tái)面12的反向穿隧層9的上方沉積反射金屬層13。然后,通過蒸鍍或涂布技術(shù),例如電子束(e-beam)、熱蒸鍍(thermalcoater)、濺射、或化學(xué)汽相沉積等方式沉積非導(dǎo)電層15,以覆蓋臺(tái)面12。然后,通過光阻施加、曝光、以及刻蝕步驟來移除一部分的非導(dǎo)電層15,而露出反射金屬層13的表面。反射金屬層13可包括下列至少其中之一銀、金、鋁、或其合金。雖然在圖式中僅顯示一層反射金屬層13以及一層非導(dǎo)電層15,但實(shí)際上本領(lǐng)域技術(shù)人員可沉積多層的反射金屬層13以及非導(dǎo)電層15。再者,在沉積反射金屬層13之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可執(zhí)行退火處理,以增加反射金屬層13與反向穿隧層9之間的附著性。退火處理的溫度范圍為約250°C至約600C。依照圖1A至圖1D所示的制造方法所制成的發(fā)光二極管可應(yīng)用在薄膜型發(fā)光二極管(thinfilmLED)或覆晶型發(fā)光二極管(flipchipLED)。在應(yīng)用方面,薄膜型發(fā)光二極管除了可設(shè)置在金屬層(無圖示)上,還可設(shè)置在非金屬層(無圖示)上,例如設(shè)置在3131166、3比、或6沖等等的非金屬層上。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中,可如圖1E所示,接著在圖1D的結(jié)構(gòu)上沉積晶種層17。晶種層17可包括下列其中之一銅、鎢、金、鎳、鉻、鈀、鉬或其合金。晶種層17可用以促進(jìn)后續(xù)在圖1D的結(jié)構(gòu)上所執(zhí)行的電鍍制程。然而,假使本領(lǐng)域技術(shù)人員利用無電電鍍制程、濺射或磁濺射制程來取代電鍍制程時(shí),可不在圖1D的結(jié)構(gòu)上沉積晶種層17。晶種層17可通過下列其中一種方式加以沉積化學(xué)汽相沉積(CVD,chemicalvapord印osition)、金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積(M0CVD,metal-organicchemicalvapord印osition)、物理汽相沉禾只(PVD,physicalvapordeposition)、原子層沉禾只(ALD,atomiclayerdeposition)、或蒸鍍。接著,如圖IF所示,在圖IE的結(jié)構(gòu)上沉積金屬層19,以覆蓋臺(tái)面12并且填滿溝渠11。雖然圖式僅顯示一層金屬層19,但金屬層19可具有單層或多層結(jié)構(gòu)。金屬層19可包括下列其中之一銅、鎳、金、鋁、鉻、鉬、鋅、或其合金。金屬層19可通過下列方式加以沉積濺射、物理汽相沉積、化學(xué)汽相沉積、離子增長型化學(xué)汽相沉積(PECVD,plasmaenhancedchemicalvapord印osition)、蒸鍍-電子束沉積、蒸鍍-離子束沉積、電沉積、無電沉積、離子噴涂(plasmaspray)、噴墨沉積(injetexposition)。接著,如圖1G所示,移除基底1而露出n型III族氮化物半導(dǎo)體層3的第二表面3b。本領(lǐng)域技術(shù)人員可利用于式刻蝕技術(shù)、化學(xué)移除技術(shù)、化學(xué)機(jī)械研磨技術(shù)、或激光剝除(LL0,laserlift-off)技術(shù)來進(jìn)行基底1的移除。最后,如圖1H所示,在n型III族氮化物半導(dǎo)體層3的第二表面3b上形成n型電極21。n型電極21具有單層或多層結(jié)構(gòu)。n型電極21的單層或多層結(jié)構(gòu)可包括下列其中之一鎳、鉻、鉬、金、鈦、鉭、氮化鉭、銅、錫、鋅、鎢、鉬、鋁、銀或其組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過下列方法形成n型電極21蒸鍍、濺射、電鍍、無電電鍍、涂布、或印刷。此外,在形成n型電極21之前,于約20°C至約150°C的溫度下,以例如包括硫酸以及鹽酸至少其中之一的酸性液體對n型III族氮化物半導(dǎo)體層3的表面進(jìn)行清理,藉以移除位于此表面上的殘余金屬,然后再使用例如丙酮及/或異丙醇等等的有機(jī)溶劑來移除此表面上的油脂或其他污染物。在已知發(fā)光二極管中,p接觸層與后續(xù)所沉積的透明電極相接觸,而p接觸層的載子濃度通常必須到達(dá)相當(dāng)高的位準(zhǔn)(level),例如約1.OX1018/cm3,才能夠獲得較佳的歐姆接觸(ohmiccontact)。此外,假使半導(dǎo)體材料的載子濃度過低時(shí),在此半導(dǎo)體材料與由金屬所構(gòu)成的電極之間會(huì)產(chǎn)生極大的電阻,其中又以P型半導(dǎo)體材料最為嚴(yán)重。一般已知P型摻雜GaN層的摻雜物為Mg、Zn、Cd、或Be等等,由于這些元素的活化能相當(dāng)高,因此不易形成高濃度的P型摻雜接觸層。反之,n型摻雜(例如摻雜硅)的半導(dǎo)體材料因?yàn)榫哂休^低的活化能,所以容易形成高濃度的n型摻雜層。此外,p型摻雜的主要載子為空穴,而n型摻雜的主要載子為電子,由于空穴的有效質(zhì)量(effectivemass)較電子為大,所以相較于P型摻雜的載子,n型摻雜的載子可具有較佳的穿透性,因此可獲得較佳的歐姆接觸。此外,在沉積反射金屬層13之前,本領(lǐng)域技術(shù)人員可對反向穿隧層9的表面進(jìn)行清理,以降低p側(cè)接觸電阻,即本領(lǐng)域技術(shù)人員可在溫度范圍為約20°C至約150°C的情況下,通過酸性或堿性液體來執(zhí)行此清理步驟,以移除位于反向穿隧層9的表面上的氧化物,例如Ga203等等,藉以降低p側(cè)接觸電阻。此酸性液體可為鹽酸、硝鹽酸(aquaregia)以及過氧硫酸(piranha)至少其中之一;而此堿性液體可為氨水以及過氧氨水至少其中之一。在使用上述化學(xué)品清理反向穿隧層9的表面之后,以例如丙酮及/或異丙醇等等的有機(jī)溶劑來移除反向穿隧層9的表面上的油脂或其他污染物。此外,為了增加發(fā)光二極管的光取出,本領(lǐng)域技術(shù)人員可將n型III族氮化物半導(dǎo)體層3的第二表面3b進(jìn)行粗糙化,以使第二表面3b形成無次序(non-ordered)蝕紋型態(tài)。此種粗糙化可通過光電化學(xué)(PEC,photoelectrochemical)氧化與刻蝕處理而達(dá)成。圖2顯示依照本發(fā)明之一實(shí)施例的光電化學(xué)氧化與刻蝕設(shè)備100。光電化學(xué)氧化與刻蝕設(shè)備100包括照明系統(tǒng)110、電偏壓系統(tǒng)120、以及電解質(zhì)溶液系統(tǒng)130。如圖2所示,發(fā)光二極管晶片50被放置在位于容器140中的載臺(tái)150上,且通過夾具160加以固定,并且使發(fā)光二極管晶片50完全浸入電解質(zhì)溶液系統(tǒng)130中,然后啟動(dòng)照明系統(tǒng)110以及電偏壓系統(tǒng)120,以執(zhí)行光電化學(xué)氧化與刻蝕處理。照明系統(tǒng)110可具有介于可見光與紫外光光譜之間的波長范圍。在本發(fā)明的實(shí)施例中,照明系統(tǒng)110為具有從可見光分布至紫外光的波長范圍的Xe或Hg弧光燈。電偏壓系統(tǒng)120可用以施加電偏壓,并且將電壓值控制在-5V與+5V之間,以促進(jìn)光電化學(xué)氧化與刻蝕處理的進(jìn)行。電解質(zhì)溶液系統(tǒng)130可包括氧化劑與酸性溶液或堿性溶液的組合,其中氧化劑可包括!1202、K2S208其中之一或其組合;酸性溶液可包括H2S04、HF、HC1、H3P04、HN03、以及CH3C00H其中之一或其組合;以及堿性溶液可包括K0H、NaOH、以及NH40H其中之一或其組合。圖3顯示依照本發(fā)明之一實(shí)施例的已粗糙化的發(fā)光二極管晶片50的部分概略橫剖面圖。如圖3所示,在發(fā)光二極管晶片50經(jīng)過光電化學(xué)氧化與刻蝕處理之后,n型III族氮化物半導(dǎo)體層3的第二表面3b可呈現(xiàn)出無次序蝕紋型態(tài)。再者,相較于與反射金屬層接合的已知p-GaN,由于本發(fā)明的發(fā)光二極管是使用包括例如n+-InGaN、n+-AlInGaN、以及n+-GaN至少其中之一的反向穿隧層,所以本領(lǐng)域技術(shù)人員可在本發(fā)明的反向穿隧層與反射金屬層之間獲得更佳的附著性。表1顯示在不同退火條件下,已知p-GaN(結(jié)構(gòu)A)以及本發(fā)明的反向穿隧層(結(jié)構(gòu)B)的剝離測試結(jié)果,此結(jié)果可顯示出已知p-GaN(結(jié)構(gòu)A)以及本發(fā)明的反向穿隧層(結(jié)構(gòu)B)分別與反射金屬層之間的附著性。表1的結(jié)構(gòu)A是通過以下程序而形成在于其上具有外延結(jié)構(gòu)的2時(shí)晶片上,直接以電子束將Ag蒸鍍在此外延結(jié)構(gòu)的p-GaN層上而形成反射金屬層,然后進(jìn)行退火,并且執(zhí)行剝離測試;而表1的結(jié)構(gòu)B是通過以下程序而形成在于其上具有外延結(jié)構(gòu)的2時(shí)晶片上,通過金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積法,以855°C的沉積溫度,于此外延結(jié)構(gòu)的p-GaN層上沉積具有2.5nm厚度的n+-InGaN反向穿隧層,然后依序以過氧硫酸以及鹽酸對反向穿隧層的表面進(jìn)行清理,接著依序使用丙酮以及異丙醇對反向穿隧層的表面進(jìn)行清理,并且通過電子束將Ag蒸鍍在n+-InGaN層上而形成反射金屬層,然后進(jìn)行退火,并且執(zhí)行剝離測試。剝離測試的方法為利用切割器將反射金屬層的表面進(jìn)行等分割,將標(biāo)準(zhǔn)粘性膠帶貼附于反射金屬層的表面,然后撕下膠帶并且觀察反射金屬層表面的剝離情形。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表1的測試結(jié)果可知,相較于已知p-GaN,本發(fā)明的反向穿隧層可對反射金屬層提供較佳的附著性。雖然本發(fā)明已參考其示范實(shí)施例來進(jìn)行說明,但本發(fā)明并不限于這些示范實(shí)施例。凡本
技術(shù)領(lǐng)域
的技術(shù)人員可了解在不離開本發(fā)明的權(quán)利要求所界定的精神與范圍的情形下,可進(jìn)行各種修改、變化、以及等效替代。因此,此種修改、變化、以及等效替代皆屬于在本發(fā)明的權(quán)利要求所界定的范圍內(nèi)。權(quán)利要求一種具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述方法包括下列步驟在一基底上沉積一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層,其中所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層具有一第一表面以及一第二表面;在所述一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第一表面上沉積一或多層III族氮化物活化層;在所述一或多層III族氮化物活化層上沉積一或多層p型III族氮化物半導(dǎo)體層;在所述一或多層p型III族氮化物半導(dǎo)體層上沉積一反向穿隧層;及在所述反向穿隧層上沉積一或多層反射金屬層。2.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述方法更包括在所述一或多層反射金屬層上沉積一或多層金屬層;移除所述基底;及在所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面上形成一或多層n型電極。3.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層包括下列至少其中之一n-GaN、n-InGaN、n-AlGaN、以及n-AlInGaN和/或所述p型III族氮化物半導(dǎo)體層包括下列至少其中之一p-GaN、p_AlGaN、p-AlGalnN、以及p-AIN。4.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述III族氮化物活化層為InGaN/GaN層、AlInGaN/AlGaN層、或AlInGaN/GaN層。5.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述反射金屬層包括下列至少其中之一銀、金、鋁、或其合金。6.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述反向穿隧層包括下列至少其中之一n+-InGaN、n+-AlInGaN,以及n+-GaN;所述反向穿隧層的厚度是介于約lnm與約lOnm之間;所述反向穿隧層具有約1.0X102°個(gè)/cm3的載子濃度。7.如權(quán)利要求2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述方法更包括將所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面進(jìn)行粗糙化,以使所述第二表面形成無次序蝕紋型態(tài)。8.如權(quán)利要求1或2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述基底為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鋅、氮化鋁或砷化鎵。9.如權(quán)利要求2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述一或多層金屬層包括銅、鎳、金、鋁、鉻、鉬、鋅、或其合金。10.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,在沉積所述反射金屬層之前,對所述反向穿隧層的表面進(jìn)行清理,在溫度范圍為約20°C至約150°C的情況下,通過酸性或堿性液體執(zhí)行所述清理步驟。11.如權(quán)利要求10所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述酸性液體為鹽酸、硝鹽酸以及過氧硫酸至少其中之一;而所述堿性液體為氨水以及過氧氨水至少其中之一。12.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,在沉積所述反向穿隧層之后并且在沉積所述反射金屬層之前,形成多個(gè)溝渠以界定出一或多個(gè)臺(tái)面,然后在所述反射金屬層沉積于所述臺(tái)面的所述反向穿隧層上之后,沉積一或多層非導(dǎo)電層,以覆蓋所述臺(tái)面,并且部分移除所述非導(dǎo)電層,以露出所述反射金屬層的表面。13.如權(quán)利要求2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,在沉積所述反向穿隧層之后并且在沉積所述反射金屬層之前,形成多個(gè)溝渠以界定出一或多個(gè)臺(tái)面,然后在所述反射金屬層沉積于所述臺(tái)面的所述反向穿隧層上之后,沉積一或多層非導(dǎo)電層,以覆蓋所述臺(tái)面,并且部分移除所述非導(dǎo)電層,以露出所述反射金屬層的表面。14.如權(quán)利要求12或13所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述非導(dǎo)電層包括下列其中之一二氧化硅、氮化硅、類鉆石薄膜、非導(dǎo)電性金屬氧化物材料、聚合物材料、以及陶瓷材料。15.如權(quán)利要求13所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述方法更包括在所述一或多層金屬層與所述反射金屬層以及所述非導(dǎo)電層之間沉積一晶種層。16.如權(quán)利要求15所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述晶種層包括下列其中之一銅、鎢、金、鎳、鉻、鈀、鉬或其合金。17.如權(quán)利要求13或15所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述一或多層金屬層覆蓋所述臺(tái)面并且填滿所述溝渠。18.如權(quán)利要求1或2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述反向穿隧層是通過下列其中一種方法而形成金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積、分子束外延或汽相外延;所述反向穿隧層的沉積溫度為約700°C至約1000°C。19.如權(quán)利要求1所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,在沉積所述反射金屬層之后,執(zhí)行一退火處理,以增加所述反射金屬層與所述反向穿隧層之間的附著性,而所述退火處理的溫度范圍為約250°C至約600°C。20.如權(quán)利要求2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,在形成所述n型電極之前,于約20°C至約150°C的溫度下,以一酸性液體對所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層的表面進(jìn)行清理,藉以移除所述表面上的殘余金屬,然后再使用丙酮及/或異丙醇移除所述表面上的油脂或其他污染物。21.如權(quán)利要求2所述的具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法,其特征在于,所述n型電極包括下列其中之一鎳、鉻、鉬、金、鈦、鉭、氮化鉭、銅、錫、鋅、鎢、鉬、鋁、銀、或其組合。22.—種III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述發(fā)光二極管包括一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層,具有一第一表面以及一第二表面;一或多層III族氮化物活化層,設(shè)置在所述一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第一表面上;一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層,設(shè)置在所述一或多層III族氮化物活化層上;一反向穿隧層,設(shè)置在所述一或多層P型III族氮化物半導(dǎo)體層上;及一或多層反射金屬層,設(shè)置在所述反向穿隧層上。23.如權(quán)利要求22所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述發(fā)光二極管更包括一或多層金屬層,設(shè)置在所述反射金屬層上及一或多層n型電極,設(shè)置在所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面上。24.如權(quán)利要求22所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層包括下列至少其中之一n-GaN、n-InGaN、n-AlGaN、以及n-AlInGaN和/或所述P型III族氮化物半導(dǎo)體層包括下列至少其中之一p-GaN、p-AlGaN、p-AlGalnN、以及p-AIN。25.如權(quán)利要求22所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述III族氮化物活化層為InGaN/GaN層、AlInGaN/AlGaN層、或AlInGaN/GaN層。26.如權(quán)利要求22所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述反射金屬層包括下列至少其中之一銀、金、鋁、或其合金。27.如權(quán)利要求22所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述反向穿隧層包括下列至少其中之一n+-InGaN、n+_AlInGaN、以及n+_GaN。28.如權(quán)利要求22所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述反向穿隧層的厚度是介于約lnm與約lOnm之間;所述反向穿隧層具有約1.0X102°個(gè)/cm3的載子濃度。29.如權(quán)利要求23所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面為無次序蝕紋型態(tài)的粗糙表面。30.如權(quán)利要求23所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述一或多層金屬層包括銅、鎳、金、鋁、鉻、鉬、鋅、或其合金。31.如權(quán)利要求22或23所述的III族氮化物發(fā)光二極管,其特征在于,所述基底為藍(lán)寶石、碳化硅、硅、氧化鋅、氮化鋁或砷化鎵。全文摘要本發(fā)明是關(guān)于一種具有高反射率接觸電極的發(fā)光二極管的制造方法。所述方法包括在一基底上沉積一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層,其中所述一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層具有一第一表面以及一第二表面;在所述一或多層n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第表面上沉積一或多層III族氮化物活化層;在所述一或多層III族氮化物活化層上沉積一或多層p型III族氮化物半導(dǎo)體層;在所述一或多層p型III族氮化物半導(dǎo)體層上沉積一反向穿隧層;以及在所述反向穿隧層上沉積一或多層反射金屬層。本發(fā)明亦關(guān)于一種III族氮化物發(fā)光二極管。本發(fā)明通過光電化學(xué)氧化與刻蝕處理,而使n型III族氮化物半導(dǎo)體層的第二表面具有無次序蝕紋型態(tài),以增加發(fā)光二極管的光取出效率。文檔編號(hào)H01L33/00GK101834240SQ200910137479公開日2010年9月15日申請日期2009年4月29日優(yōu)先權(quán)日2009年3月11日發(fā)明者劉文煌申請人:旭明光電股份有限公司
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