具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，涉及半導體器件【技術(shù)領(lǐng)域】。包括襯底層；位于襯底層上表面的N型層；位于N型層上表面左側(cè)的發(fā)光層，位于N型層上表面右側(cè)的N電極；位于發(fā)光層上表面的P型層，所述P型層的上表面設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域，電流擴展層位于P型層的上表面，P電極位于所述P型刻蝕區(qū)域內(nèi)的電流擴展層的上表面。所述發(fā)光二極管的P型層上設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域，達到了電流阻擋效應(yīng)，提高了二極管的發(fā)光亮度。
【專利說明】具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及半導體器件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管是一種能發(fā)光的半導體電子元件，簡稱為LED，由鎵與砷、磷的化合物制成。這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，時至今日能發(fā)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(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短，常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。
[0003]LED光源屬于綠色光源，具有節(jié)能環(huán)保、壽命長、能耗低、安全系數(shù)高等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于照明和背光領(lǐng)域。目前，氮化鎵(GaN)基LED發(fā)展迅速，但仍然存在發(fā)光效率低等問題。如圖2所示，為傳統(tǒng)發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，主要包括藍寶石襯底，由下往上為N型層、發(fā)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芯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(chǎn)生電流擁擠的現(xiàn)象，目前業(yè)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(xiàn)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(fā)生掉電電極風險。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管的P型層上設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域，達到了電流阻擋效應(yīng)，提高了二極管的發(fā)光亮度。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是:一種具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，包括襯底層；位于襯底層上表面的N型層，所述N型層上設(shè)有凸臺；位于N型層凸臺上表面的發(fā)光層，位于凸臺右側(cè)的N型層上表面的N電極；位于發(fā)光層上表面的P型層，其特征在于:所述P型層的上表面設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域，電流擴展層位于P型層的上表面，P電極位于所述P型刻蝕區(qū)域內(nèi)的電流擴展層的上表面。
[0006]優(yōu)選的，所述P型刻蝕區(qū)域的直徑為80-100um，深度為40_60nm。
[0007]優(yōu)選的，所述電流擴展層使用ITO材料。
[0008]優(yōu)選的，所述電極使用Cr、Pt或Au,其厚度為25nm-1500nm。
[0009]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:所述發(fā)光二極管的P型層上設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域，達到了電流阻擋效應(yīng)，提高了二極管的發(fā)光亮度?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]下面結(jié)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(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中:200、襯底層201、N型層202、發(fā)光層203、P型層204、P型刻蝕區(qū)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(yīng)的發(fā)光二極管，包括襯底層200 ;位于襯底層200上表面的N型層201，所述N型層201上設(shè)有凸臺；位于N型層201凸臺上表面的發(fā)光層202,位于凸臺右側(cè)的N型層201上表面的N電極207 ;位于發(fā)光層202上表面的P型層203，所述P型層203的上表面設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域204，所述P型刻蝕區(qū)域204的直徑為80-100um，深度為40-60nm，電流擴展層205位于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位于所述P型刻蝕區(qū)域204內(nèi)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(yīng)的發(fā)光二極管可通過如下步驟制備而成:1)在襯底層上利用金屬有機化合物化學氣相沉淀外延層，其從下到上依次包括N型層、發(fā)光層、P型層；2)在P型層上，利用光刻、腐蝕和ICP蝕刻技術(shù)，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(shù)形成直徑80-100um的圓形圖形，利用ICP刻蝕技術(shù)將該圓形刻掉50nm深度；4)采用電子束蒸發(fā)、光刻、和腐蝕技術(shù)，在所述P型層表面上形成ITO透明電流擴展層；5)采用光刻、電子束蒸發(fā)和金屬剝離技術(shù)，在所述ITO電流擴展層和裸露的N型層上蒸發(fā)電極。
[0016]所述發(fā)光二極管的P型層上設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域，達到了電流阻擋效應(yīng)，提高了二極管的發(fā)光亮度。本文中應(yīng)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(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)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(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，包括襯底層(200);位于襯底層(200)上表面的N型層(201)，所述N型層(201)上設(shè)有凸臺；位于N型層(201)凸臺上表面的發(fā)光層(202)，位于凸臺右側(cè)的N型層(201)上表面的N電極(207);位于發(fā)光層(202)上表面的P型層(203)，其特征在于:所述P型層(203)的上表面設(shè)有向下凹陷的P型刻蝕區(qū)域(204)，電流擴展層(205)位于P型層(203)的上表面，P電極(206)位于所述P型刻蝕區(qū)域(204)內(nèi)的電流擴展層(205)的上表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，其特征在于:所述P型刻蝕區(qū)域(204)的直徑為80-100um，深度為40_60nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，其特征在于:所述電流擴展層(205)使用ITO材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有電流阻擋效應(yīng)的發(fā)光二極管，其特征在于: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(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)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