一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(LED)被廣泛應(yīng)用于背光源、顯示標(biāo)識、裝飾及通訊等，通過采用不同的半導(dǎo)體材料和結(jié)構(gòu)，發(fā)光二極管能覆蓋從紫外到紅外的波段范圍。通常，金屬與半導(dǎo)體的接觸有歐姆接觸和肖特基接觸?，F(xiàn)有技術(shù)中，四元系紅黃光芯片用來制作歐姆接觸電極的金屬主要有Au/AuBe/Au/Ti/Au、Au/AuBe/Au/Ti/Al等金屬組合,此類金屬組合制作的金屬電極具有較低的特征接觸阻抗，可獲得優(yōu)異的歐姆接觸特性。然而，其缺陷在于，采用此類金屬組合的金屬電極熱穩(wěn)定性不佳，如Al與Au之間的相互擴(kuò)散產(chǎn)生Kirderdall (柯肯達(dá)爾)效應(yīng)，尤其是長時間工作條件下，Ti層對保護(hù)Au擴(kuò)散的阻擋作用有限，Au的內(nèi)擴(kuò)散會導(dǎo)致電極熱穩(wěn)定性變差。
[0003]發(fā)光二極管發(fā)光效率的提高和成本的降低一直是技術(shù)人員的追求目標(biāo)。發(fā)光二極管的成本主要為貴金屬黃金的消耗，采用Au/AuBe/Au/Ti/Au金屬組合來制作歐姆接觸電極時，會使用大量的貴金屬黃金。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，用不含黃金的電極結(jié)構(gòu)取代有貴金屬黃金組成的電極結(jié)構(gòu)，以降低電極材料使用成本。
[0005]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案為:
一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，包括以下步驟:
一，在基板上生長發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)表層為高摻雜的GaP,摻雜濃度大于1.0E19 ； 二，在發(fā)光結(jié)構(gòu)上制作第一電極，第一電極材料為鋁或/和鈦金屬材料；
三，在發(fā)光結(jié)構(gòu)上通過曝光、顯影及蝕刻工藝制作電極圖形；
四，通過熱處理方式使第一電極與發(fā)光結(jié)構(gòu)融合，熱處理溫度介于200°C -1OOO0C ；
五，在基板另一面制作第二電極。
[0006]進(jìn)一步，所述熱處理溫度介于400°C -800°C。
[0007]進(jìn)一步，所述第二電極材料為金、金鍺及鎳金屬材料的一種或多種。
[0008]采用上述方案后，本發(fā)明在基板上生長發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)表層為高摻雜的GaP，摻雜濃度大于1.0E19，使得鋁或/和鈦金屬材料的第一電極可以在200°C-1000°C溫度下通過熱處理方式使第一電極與發(fā)光結(jié)構(gòu)融合。本發(fā)明制作的第一電極結(jié)構(gòu)用不含黃金的電極結(jié)構(gòu)取代有貴金屬黃金組成的電極結(jié)構(gòu)，以降低電極材料使用成本。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明制作的二極管結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]標(biāo)號說明基板I發(fā)光結(jié)構(gòu)2
第一電極3 第二電極4。
【具體實施方式】
[0011]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0012]如圖1所示，具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，包括以下步驟: 一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，包括以下步驟:
一，在基板I上生長發(fā)光結(jié)構(gòu)2，采用金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(M0CVD)、分子束外延(MBE)等方式生長發(fā)光結(jié)構(gòu)2，該發(fā)光結(jié)構(gòu)2表層為高摻雜的GaP，摻雜濃度大于1.0E19。
[0013]二，在發(fā)光結(jié)構(gòu)2上制作第一電極3，用蒸鍍或濺射等方式，在發(fā)光結(jié)構(gòu)2上形成金屬層，把金屬層通過曝光、顯影及蝕刻工藝，制作出第一電極3，第一電極3材料為鋁或/和鈦金屬材料。
[0014]三，在發(fā)光結(jié)構(gòu)2上通過曝光、顯影及蝕刻工藝制作電極圖形。其中，蝕刻工藝為濕法蝕刻工藝，蝕刻液包括冰乙酸、氨水、雙氧水、磷酸、硝酸、鹽酸、硫酸、氫氟酸等化學(xué)制劑中的一種或多種。
[0015]四，通過熱處理方式使第一電極3與發(fā)光結(jié)構(gòu)2融合，熱處理溫度介于2000C -1OOO0C ;熱處理方式可以為快速熱處理，也可以為常規(guī)熱處理，所述熱處理溫度優(yōu)選為介于 400°C -800°C。
[0016]五，在基板I另一面制作第二電極4，所述第二電極4材料為金、金鍺及鎳金屬材料的一種或多種。
實施例
[0017]在砷化鎵為材料的基板上，用MOCVD工藝生長發(fā)光結(jié)構(gòu)，然后用真空鍍膜機(jī)在發(fā)光結(jié)構(gòu)上鍍40000埃的金屬鋁，然后經(jīng)過曝光、顯影、蝕刻工藝，制作出電極圖形；然后用快速熱處理方式使發(fā)光結(jié)構(gòu)與金屬鋁在500攝氏度的高溫下進(jìn)行融合，最后在砷化鎵另一表面上鍍3500埃的金鍺。
[0018]本發(fā)明所述的具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，提出一種電極結(jié)構(gòu)可以和半導(dǎo)體形成較低特征接觸阻抗，且在不影響產(chǎn)品性能的情況下，采用低廉的不含黃金電極結(jié)構(gòu)取代有貴金屬黃金組成的電極結(jié)構(gòu)，降低了電極材料使用成本。
[0019]鋁或/和鈦金屬材料兩者都可形成歐姆接觸，當(dāng)半導(dǎo)體表層具有高濃度的摻雜和金屬與半導(dǎo)體之間有低的界面能障時，經(jīng)過退火，半導(dǎo)體和金屬形成線性的電流-電壓特征曲線即歐姆接觸。金屬鋁比金屬金具有略低的功函數(shù)(正常情況下，功函數(shù)越低，半導(dǎo)體與金屬間的界面能障越低)，金屬鋁和GaP經(jīng)過退火后也可形成歐姆接觸。
【主權(quán)項】
1.一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 一，在基板上生長發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)表層為高摻雜的GaP,摻雜濃度大于1.0E19 ； 二，在發(fā)光結(jié)構(gòu)上制作第一電極，第一電極材料為鋁或/和鈦金屬材料； 三，在發(fā)光結(jié)構(gòu)上通過曝光、顯影及蝕刻工藝制作電極圖形； 四，通過熱處理方式使第一電極與發(fā)光結(jié)構(gòu)融合，熱處理溫度介于200°C -1OOO0C ； 五，在基板另一面制作第二電極。2.如權(quán)利要求1所述的一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述熱處理溫度介于400°C -800°C。3.如權(quán)利要求1所述的一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，所述第二電極材料為金、金鍺及鎳金屬材料的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有新電極結(jié)構(gòu)的四元系發(fā)光二極管的制作方法，包括以下步驟：一，在基板上生長發(fā)光結(jié)構(gòu)，該發(fā)光結(jié)構(gòu)表層為高摻雜的GaP，摻雜濃度大于1.0E19；二，在發(fā)光結(jié)構(gòu)上制作第一電極，第一電極材料為鋁或/和鈦金屬材料；三，在發(fā)光結(jié)構(gòu)上通過曝光、顯影及蝕刻工藝制作電極圖形；四，通過熱處理方式使第一電極與發(fā)光結(jié)構(gòu)融合，熱處理溫度介于200℃-1000℃；五，在基板另一面制作第二電極。本發(fā)明用不含黃金的電極結(jié)構(gòu)取代有貴金屬黃金組成的電極結(jié)構(gòu)，可以降低電極材料使用成本。
【IPC分類】H01L33/00, H01L33/40, H01L33/30
【公開號】CN104979433
【申請?zhí)枴緾N201410147451
【發(fā)明人】李濤, 陳凱軒, 彭紹文, 謝昆江, 鄔新根
【申請人】廈門乾照光電股份有限公司
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2014年4月14日