一种提高ITO电流扩展的发光二极管及其制作方法与流程

本发明涉及发光二极管技术领域，尤其是指一种提高ITO电流扩展的发光二极管及其制作方法。

背景技术：

如图1所示，现有技术揭示的一种发光二极管结构，衬底10上由下至上依次外延缓冲层20、非故意掺杂层30、第一型导电层40、有源区50、电子阻挡层60、第二型导电层70、欧姆接触层80和ITO电流扩展层90。

通常，ITO电流扩展层90为单层的氧化铟锡材料，然而，随着对芯片功率提高需求越来越大，使得芯片面积越做越大，使得所述ITO电流扩展层的扩展效果有限。

为提高ITO电流扩展层的扩展效果，现有技术通常增加扩展电极来提高电流扩展效果，然而，扩展电极的引入，不仅增加了电极遮光面积，减少了一部分光的萃取，还增加了芯片工艺的复杂度及成本，且带来芯片可靠性变差的隐患。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种提高ITO电流扩展的发光二极管及其制作方法，以有效提高ITO电流扩展效果而无须增加扩展电极，达到同样的电流扩展效果；减小电极的遮光面积，提高有源区光的萃取率；降低芯片工艺的复杂度及成本，提高芯片可靠性。

为达成上述目的，本发明的解决方案为：

一种提高ITO电流扩展的发光二极管，衬底上形成外延层，外延层上形成欧姆接触层，欧姆接触层上形成ITO电流扩展层，该ITO电流扩展层由低面阻值ITO层和高面阻值ITO层构成；欧姆接触层上生长底层低面阻值ITO层，在底层低面阻值ITO层上循环生长高面阻值ITO层、低面阻值ITO层，最顶层为低面阻值ITO层，最顶层的低面阻值ITO层连接P型电极；低面阻值ITO层和高面阻值ITO层由SnO₂和In₂O₃构成，低面电阻ITO层中的SnO₂重量比例为6%＜SnO₂＜10%；高面电阻ITO层中的SnO₂重量比例为2%＜SnO₂＜6%。

进一步，衬底与外延层之间依次生成缓冲层和非故意掺杂层，缓冲层与衬底接触，而非故意掺杂层与外延层接触。

进一步，外延层中有源区与第二型导电层之间生长电子阻挡层。

进一步，单个周期的低面电阻ITO层的厚度大于高面电阻ITO层，且高面电阻ITO层的厚度≦3nm，单个循环低面电阻ITO层和高面电阻ITO层的厚度小于15nm。

一种提高ITO电流扩展的发光二极管制作方法，包括以下步骤：

一，在衬底上生长外延层，在外延层上蒸镀SiO₂，蚀刻SiO₂并保留电极区域的SiO₂作为电流阻挡层；

二，在电流阻挡层上及其它区域的外延层上制作底层低面电阻ITO层；

三，在电流阻挡层周围设置分离槽，隔离电流阻挡层上的ITO层与外延层上的ITO层；

四，制作电极于电流阻挡层上的ITO层，且电极面积小于电流阻挡层面积；

五，高温退火合金，使得低面电阻ITO层与外延层形成欧姆接触，同时使得电流阻挡层上的低面电阻ITO层与电极形成欧姆接触；

六，在底层低面电阻ITO层上循坏生长若干层高/低面电阻ITO层，且与电极无连接；

七，最顶层为低面电阻ITO层，且最顶层低面电阻ITO层设置在电流阻挡层上的底层低面电阻ITO层上，与P型电极形成连接；低面阻值ITO层和高面阻值ITO层由SnO₂和In₂O₃构成，低面电阻ITO层中的SnO₂重量比例为6%＜SnO₂＜10%；高面电阻ITO层中的SnO₂重量比例为2%＜SnO₂＜6%。

进一步，步骤六中，单个周期的低面电阻ITO层的厚度大于高面电阻ITO层，且高面电阻ITO层的厚度≦3nm，单个循环低面电阻ITO层和高面电阻ITO层的厚度小于15nm。

进一步，在衬底与外延层之间依次生长缓冲层和非故意掺杂层，缓冲层与衬底接触，而非故意掺杂层与外延层接触。

采用上述方案后，本发明采用面电阻不同的ITO材料间隔构成ITO电流扩展层：采用低面电阻ITO层与高面电阻ITO层交替构成。由于面电阻不同，从低面电阻向高面电阻传导有电流阻挡效果，使得电流在低面电阻ITO层能扩展得更远。经过多次的电流阻挡后，电流能多级扩散，流到离电极较远的边缘区域。有效提高ITO电流扩展效果而无须增加扩展电极，达到同样的电流扩展效果。减小了电极的遮光面积，提高了有源区光的萃取率；降低了芯片工艺的复杂度及成本，提高了芯片可靠性。

采用低面电阻ITO层与外延材料接触，以及采用低面电阻ITO层设置于顶层，与电极结构接触。有效增加ITO层与外延层和电极的欧姆接触，降低接触电阻，提高芯片的发光效率。

采用上述制作方法，可以避免ITO合金、电极合金因高温扩散导致的不同构成组分的ITO材料变成材料相同而失效。采用电极与ITO层的连接结构，使得电流有效扩展。

附图说明

图1是现有技术的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图。

标号说明

衬底10 缓冲层20

非故意掺杂层30 第一型导电层40

有源区50 电子阻挡层60

第二型导电层70 欧姆接触层80

ITO电流扩展层90

衬底1 缓冲层2

非故意掺杂层3 非故意掺杂层3

外延层4 第一型导电层41

有源区42 电子阻挡层43

第二型导电层44 欧姆接触层5

ITO电流扩展层6 低面阻值ITO层61

高面阻值ITO层62。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。

请参阅图2所述，本发明揭示的一种提高ITO电流扩展的发光二极管，衬底1上形成缓冲层2，缓冲层2上形成非故意掺杂层3，非故意掺杂层3上形成外延层4，本实施例中，外延层4由形成于非故意掺杂层3上的第一型导电层41（GaN）,形成于第一型导电层41（GaN）上的有源区42，形成于有源区42上的电子阻挡层43（AlGaN），及形成于电子阻挡层43上的第二型导电层44（GaN）构成。

第二型导电层44（GaN）上形成欧姆接触层5，欧姆接触层5上形成ITO电流扩展层6，该ITO电流扩展层6由低面阻值ITO层61和高面阻值ITO层62构成。欧姆接触层5上生长底层低面阻值ITO层61，在底层低面阻值ITO层61上循环生长高面阻值ITO层62、低面阻值ITO层61，最顶层为低面阻值ITO层61，最顶层的低面阻值ITO层61连接P型电极。

低面阻值ITO层61和高面阻值ITO层62由SnO₂和In₂O₃构成，低面电阻ITO层61中的SnO₂重量比例为6%＜SnO₂＜10%；高面电阻ITO层61中的SnO₂重量比例为2%＜SnO₂＜6%。

单个周期的低面电阻ITO层61的厚度大于高面电阻ITO层62，且高面电阻ITO层62的厚度≦3nm，单个循环低面电阻ITO层61和高面电阻ITO层62的厚度小于15nm。

所述提高ITO电流扩展的发光二极管制作方法，包括以下步骤：

一，在衬底1上生长缓冲层2，缓冲层2上生长非故意掺杂层3，非故意掺杂层3上生长外延层4，本实施例中，外延层4由形成于非故意掺杂层3上的第一型导电层41（GaN）,形成于第一型导电层41（GaN）上的有源区42，形成于有源区42上的电子阻挡层43（AlGaN），及形成于电子阻挡层43上的第二型导电层44（GaN）构成，在第二型导电层44上蒸镀SiO₂，蚀刻SiO₂并保留电极区域的SiO₂作为电流阻挡层。

二，在电流阻挡层上及其它区域的外延层上制作底层低面电阻ITO层61。

三，在电流阻挡层周围设置分离槽，隔离电流阻挡层上的ITO层与外延层上的ITO层。

四，制作电极于电流阻挡层上的ITO层上，且电极面积小于电流阻挡层面积。

五，高温退火合金，使得低面电阻ITO层61与外延层4形成欧姆接触，形成欧姆接触层5，同时使得电流阻挡层上的低面电阻ITO层61与电极形成欧姆接触。

六，在底层低面电阻ITO层61上循坏生长若干层高/低面电阻ITO层（62、61），且与电极无连接。

七，最顶层为低面电阻ITO层61，且最顶层低面电阻ITO层61设置在电流阻挡层上的底层低面电阻ITO层61上，与P型电极形成连接；低面阻值ITO层61和高面阻值ITO层62由SnO₂和In₂O₃构成，低面电阻ITO层61中的SnO₂重量比例为6%＜SnO₂＜10%；高面电阻ITO层62中的SnO₂重量比例为2%＜SnO₂＜6%。

单个周期的低面电阻ITO层61的厚度大于高面电阻ITO层62，且高面电阻ITO层62的厚度≦3nm，单个循环低面电阻ITO层61和高面电阻ITO层62的厚度小于15nm。

本发明采用面电阻不同的ITO材料间隔构成ITO电流扩展层：采用低面电阻ITO层与高面电阻ITO层交替构成。由于面电阻不同，从低面电阻向高面电阻传导有电流阻挡效果，使得电流在低面电阻ITO层能扩展得更远。经过多次的电流阻挡后，电流能多级扩散，流到离电极较远的边缘区域。有效提高ITO电流扩展效果而无须增加扩展电极，达到同样的电流扩展效果。减小了电极的遮光面积，提高了有源区光的萃取率；降低了芯片工艺的复杂度及成本，提高了芯片可靠性。

采用低面电阻ITO层与外延材料接触，以及采用低面电阻ITO层设置于顶层，与电极结构接触。有效增加ITO层与外延层和电极的欧姆接触，降低接触电阻，提高芯片的发光效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非对本案设计的限制，凡依本案的设计关键所做的等同变化，均落入本案的保护范围。