GaN基發(fā)光二極管及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供一種GaN基發(fā)光二極管及其制作方法。本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管包括：襯底、發(fā)光外延層、第一電極和第二電極；所述第二電極包括環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層；所述發(fā)光外延層包括電流阻擋層、透明導(dǎo)電層、絕緣保護(hù)層、第一半導(dǎo)體層和第二半導(dǎo)體層；所述發(fā)光外延層設(shè)置在襯底的上表面；所述第一電極設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第一半導(dǎo)體層上；所述第二電極設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第二半導(dǎo)體層上；所述透明導(dǎo)電層和所述絕緣保護(hù)層分別設(shè)置有第一圓孔，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層中心軸相同，通過對第二電極的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在保證產(chǎn)品的良率及工藝的穩(wěn)定性同時(shí)，提高了產(chǎn)品的亮度和可靠性。
【專利說明】GaN基發(fā)光二極管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明實(shí)施例涉及半導(dǎo)體技術(shù)，尤其涉及一種氮化鎵(化學(xué)式:GaN)基發(fā)光二極管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管(英文:Light Emitting D1de,簡稱:LED)是一種當(dāng)PN結(jié)處于正偏壓情況下即會(huì)發(fā)光的半導(dǎo)體二極管。LED具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)牢固、抗沖擊和抗震能力強(qiáng)、壽命長、環(huán)保無污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為近年來最受重視的光源技術(shù)之一。
[0003]目前主流的LED芯片為基于藍(lán)寶石襯底的正裝GaN基LED芯片，其主要由:襯底、發(fā)光外延層、第一電極和第二電極組成，其制作順序由下而上依次為襯底、發(fā)光外延層(包括:第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層、第二半導(dǎo)體層、透明導(dǎo)電層、保護(hù)層)以及設(shè)置在第一半導(dǎo)體層之上的第一電極以及設(shè)置在第二半導(dǎo)體層及透明導(dǎo)電層之上的第二電極。鑒于第二電極對光的吸收和遮擋作用，技術(shù)人員對現(xiàn)有技術(shù)的兩個(gè)電極的金屬材料加以改進(jìn)，采用反射率更高的金屬作為電極的其中一種材料。例如以鉻(化學(xué)式:Cr)、鋁(化學(xué)式:A1)、鈦(化學(xué)式:Ti)或金(化學(xué)式:Au)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的Cr、鉬(化學(xué)式:Pt)或Au。金屬Cr被設(shè)置在金屬電極的底層用以獲得良好的歐姆接觸以及電極黏附性。
[0004]然而，由于Cr的吸光性特征，若Cr層膜厚過大，則Cr層會(huì)大量的吸光，導(dǎo)致LED的亮度變低；因此常用的電子束蒸鍍難以實(shí)施納米級(通常為l_3nm)的膜層蒸發(fā)，因?yàn)镃r層膜非常薄，往往在膜厚的一致性方面產(chǎn)生問題，使得部分區(qū)域因沒有蒸發(fā)到金屬Cr，電極與器件之間的歐姆接觸變差，導(dǎo)致LED的正向電壓過高，容易出現(xiàn)掉電極的現(xiàn)象，致使產(chǎn)品的優(yōu)良率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明實(shí)施例提供一種GaN基發(fā)光二極管及其制作方法，以克服LED的正向電壓過高掉電極，吸光增加致使亮度低的問題，通過對第二電極的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在保證產(chǎn)品的良率及工藝的穩(wěn)定性同時(shí)，提高了產(chǎn)品的亮度和可靠性。
[0006]本發(fā)明實(shí)施例提供一種GaN基發(fā)光二極管,包括:
[0007]襯底、發(fā)光外延層、第一電極和第二電極；
[0008]所述第二電極包括環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層；所述發(fā)光外延層包括電流阻擋層、透明導(dǎo)電層、絕緣保護(hù)層、第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層；
[0009]所述發(fā)光外延層設(shè)置在所述襯底的上表面；所述第一電極設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第一半導(dǎo)體層上；所述第二電極設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第二半導(dǎo)體層上；所述透明導(dǎo)電層和所述絕緣保護(hù)層分別設(shè)置有第一圓孔，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層中心軸相同。
[0010]進(jìn)一步的，若所述圓形金屬反射層設(shè)置在所述環(huán)形金屬接觸層的上表面時(shí)，所述環(huán)形金屬接觸層的外徑小于或等于所述圓形金屬反射層的直徑；所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑小于或等于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑，且所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑大于零。
[0011]進(jìn)一步的，若所述環(huán)形金屬接觸層設(shè)置在所述圓形金屬反射層的上表面時(shí)，所述圓形金屬反射層的直徑小于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑。
[0012]進(jìn)一步的，所述環(huán)形金屬接觸層的厚度為3-5納米；所述圓形金屬反射層的厚度為50-200納米。
[0013]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，包括:
[0014]將設(shè)置在襯底上的發(fā)光外延層進(jìn)行刻蝕處理，除去所述發(fā)光外延層的第一位置上的第二半導(dǎo)體層和發(fā)光層，露出第一半導(dǎo)體層的所述第一位置；所述第一位置為用于設(shè)置第一電極的位置；
[0015]在第二半導(dǎo)體層的第二位置形成電流阻擋層；所述第二位置為用于設(shè)置第二電極的位置；
[0016]在所述第二半導(dǎo)體層和所述電流阻擋層上形成透明導(dǎo)電層；
[0017]將所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕處理，形成第一圓孔，并在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層中心軸相同；
[0018]在所述第一位置上形成第一電極，并在所述環(huán)形金屬接觸層或者所述圓形金屬反射層的所述第二位置上形成第二電極。
[0019]進(jìn)一步的，所述在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，包括:
[0020]在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成所述環(huán)形金屬接觸層，并在所述環(huán)形金屬接觸層上形成所述圓形金屬反射層；
[0021]其中，所述環(huán)形金屬接觸層的外徑小于或等于所述圓形金屬反射層的直徑；所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑小于或等于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑，且所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑大于零。
[0022]進(jìn)一步的，所述在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，還包括:
[0023]在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成所述圓形金屬反射層，并在所述圓形金屬反射層上形成所述環(huán)形金屬接觸層；
[0024]其中，所述圓形金屬反射層的直徑小于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑。
[0025]進(jìn)一步的，所述在所述第一位置上形成第一電極，包括:
[0026]在所述第一半導(dǎo)體層的所述第一位置形成所述第一電極的金屬接觸層，并在所述第一電極的金屬接觸層上形成所述第一電極。
[0027]進(jìn)一步的，所述第一電極的金屬接觸層采用的金屬為鉻，且所述第一電極的金屬接觸層的厚度為4-5納米。
[0028]進(jìn)一步的，所述在所述第一位置上形成第一電極，并在所述環(huán)形金屬接觸層或者所述圓形金屬反射層的所述第二位置上形成第二電極之后，所述制作方法還包括:
[0029]在除所述第一電極和第二電極的位置之外的所述透明導(dǎo)電層上形成絕緣保護(hù)層。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例GaN基發(fā)光二極管及其制作方法，該GaN基發(fā)光二極管的第二電極包括環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，第二電極設(shè)置在發(fā)光外延層的第二半導(dǎo)體層上；透明導(dǎo)電層和絕緣保護(hù)層分別設(shè)置有第一圓孔，第一圓孔與環(huán)形金屬接觸層中心軸相同，通過將第二電極的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既保證了電極與透明導(dǎo)電層之間的電傳導(dǎo)，又使得電極底部中心大部分區(qū)域不被吸光的金屬接觸層遮擋，使得射出到電極下表面的光可直接被金屬反射層反射，充分發(fā)揮了金屬反射層的反射效果，在保證良率及工藝的穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了廣品売度，同時(shí)提聞了廣品的可罪性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0032]圖1為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例一的俯視圖；
[0034]圖3為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的制作方法的實(shí)施例一的流程圖。
[0037]附圖標(biāo)記說明:
[0038]100:襯底；
[0039]110:緩沖層；
[0040]111:本征半導(dǎo)體層；
[0041]120:第一半導(dǎo)體層；
[0042]130:發(fā)光層；
[0043]140:第二半導(dǎo)體層；
[0044]210:電流阻擋層；
[0045]220:透明導(dǎo)電層；
[0046]230:絕緣保護(hù)層；
[0047]240:第二 電極；
[0048]241:環(huán)形金屬接觸層；
[0049]242:圓形金屬反射層；
[0050]250:第一電極；
[0051]251:第一電極的金屬接觸層。
【具體實(shí)施方式】
[0052]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0053]圖1為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例一的俯視圖。如圖1和圖2所不,該GaN基發(fā)光二極管包括:襯底100、發(fā)光外延層、第一電極250和第二電極240 ;所述第二電極240包括環(huán)形金屬接觸層241和圓形金屬反射層242 ;所述發(fā)光外延層包括電流阻擋層210、透明導(dǎo)電層220、絕緣保護(hù)層230、第一半導(dǎo)體層120、發(fā)光層130和第二半導(dǎo)體層140 ;所述發(fā)光外延層設(shè)置在襯底100的上表面；所述第一電極250設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第一半導(dǎo)體層120上；所述第二電極240設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第二半導(dǎo)體層140上；所述透明導(dǎo)電層220和所述絕緣保護(hù)層230分別設(shè)置有第一圓孔，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層241中心軸相同。
[0054]在本實(shí)施例中，發(fā)光外延層還包括緩沖層110，本征半導(dǎo)體層111等其他層。
[0055]本實(shí)施例提供的GaN基發(fā)光二極管的第二電極240包括環(huán)形金屬接觸層241和圓形金屬反射層242，第二電極240設(shè)置在發(fā)光外延層的第二半導(dǎo)體層140上；透明導(dǎo)電層220和絕緣保護(hù)層230分別設(shè)置有第一圓孔，第一圓孔與環(huán)形金屬接觸層241中心軸相同，通過將第二電極240的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既保證了電極與透明導(dǎo)電層220之間的電傳導(dǎo)，又使得電極底部中心大部分區(qū)域不被吸光的金屬接觸層遮擋，使得射出到電極下表面的光可直接被金屬反射層反射，充分發(fā)揮了金屬反射層的反射效果，在保證良率及工藝的穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了廣品的売度，同時(shí)提聞了廣品的可罪性。
[0056]圖3為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖三所示，若所述圓形金屬反射層242設(shè)置在所述環(huán)形金屬接觸層241的上表面時(shí)，所述環(huán)形金屬接觸層241的外徑小于或等于所述圓形金屬反射層242的直徑；所述環(huán)形金屬接觸層241的內(nèi)徑小于或等于所述透明導(dǎo)電層220的第一圓孔的直徑，且所述環(huán)形金屬接觸層241的內(nèi)徑大于零。
[0057]圖4為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，若所述環(huán)形金屬接觸層241設(shè)置在所述圓形金屬反射層242的上表面時(shí)，所述圓形金屬反射層242的直徑小于所述透明導(dǎo)電層220的第一圓孔的直徑。以保證作為第二層的金屬接觸層有充足面積與透明導(dǎo)電層220形成良好接觸。
[0058]在上述實(shí)施例一至實(shí)施例三中，第二半導(dǎo)體層140和發(fā)光層130部分去除使得對應(yīng)其下的第一半導(dǎo)體層120露出；所述電流阻擋層210位于第二半導(dǎo)體層140之上，部分覆蓋第二半導(dǎo)體層140 ;所述透明導(dǎo)電層220位于第二半導(dǎo)體層140和電流阻擋層210之上，部分覆蓋或全部第二半導(dǎo)體層140和電流阻擋層210。第一電極250位于露出的第一半導(dǎo)體層120之上，第二電極240位于第二半導(dǎo)體層140、電流阻擋層210、透明導(dǎo)電層220之上。其特征在于，依照芯片設(shè)計(jì)的不同，第二電極240與透明導(dǎo)電層220、電流阻擋層210同時(shí)形成接觸，或第二電極240與透明導(dǎo)電層220、第二半導(dǎo)體層140同時(shí)形成接觸，或者三者同時(shí)形成接觸。
[0059]進(jìn)一步的，為保證各層之間的有效接觸，所述電流阻擋層210、透明導(dǎo)電層220的第一圓孔、環(huán)形金屬接觸層241、圓形金屬反射層242、第二電極240均在同一圓心位置。
[0060]進(jìn)一步的，所述第二電極240下設(shè)置有環(huán)形金屬接觸層241、圓形金屬反射層242，第一電極250下設(shè)置有第一電極250的金屬接觸層，該第一電極250和第二電極240的材料可以為鉻、鉬、鈦、金、鎳等常見形成電極的金屬材料或其組合；
[0061]以Cr、Al、Ti或Au為例說明，所述由Cr、Al、Ti或Au形成的第二電極240的設(shè)置部分可劃分為兩個(gè)層次:先形成4-5nm的鉻金屬層，作為環(huán)形金屬接觸層241。相比較2_3nm厚度來說，4-5nm的厚度通過常規(guī)的電子束蒸發(fā)等方式相對容易實(shí)施且對光的吸收增加不顯著；其另一特征在于，鉻金屬層自上而下俯視呈環(huán)形。位于鉻金屬層之上再依次形成Al、Ti或Au金屬電極。
[0062]為了便于說明透明導(dǎo)電層220、第一電極250、第二電極240、環(huán)形金屬接觸層241之間的相對關(guān)系，這里設(shè)定所述環(huán)形金屬接觸層241的外徑為R，內(nèi)徑為r，所述透明導(dǎo)電層220可采用不開孔設(shè)計(jì)，也可采用開孔設(shè)計(jì)，即第一圓孔，該第一圓孔的直徑為Ri，所述第二電極240的直徑為Rp。則本發(fā)明可分為以下三種方案實(shí)施:
[0063]環(huán)形金屬接觸層241完全位于透明導(dǎo)電層220之上，此時(shí)需滿足Rp > R > Ri且r > Ri,O ≤ Ri < Rp ；
[0064]環(huán)形金屬接觸層241部分位于透明導(dǎo)電層220之上，此時(shí)需滿足Rp > R > Ri且O < r < Ri,O < Ri < Rp ；
[0065]環(huán)形金屬接觸層241部分位于透明導(dǎo)電層220之下，此時(shí)需滿足Rp > R > Ri且O < r < Ri, Ri > O。
[0066]進(jìn)一步的，假設(shè)以鋁作為圓形金屬反射層242的材料時(shí)，由于其被設(shè)計(jì)成直徑小于環(huán)形金屬接觸層241直徑，被完全包裹在其他金屬之內(nèi)，在后續(xù)的加工過程中可被很好的保護(hù)避免被氧化、腐蝕。可明顯提高電極結(jié)構(gòu)的可靠性。
[0067]進(jìn)一步的，所述透明導(dǎo)電層220完全位于第二半導(dǎo)體層140之上，透明導(dǎo)電層220的材料可以是氧化銦錫、銦摻雜氧化鋅、鋁摻雜氧化鋅、鎵摻雜氧化鋅、氧化鎳、鎳/金合金、中的一種或其組合。
[0068]進(jìn)一步的，所述發(fā)光二極管還包括位于所述襯底100和第一半導(dǎo)體層120之間的緩沖層110。所述襯底100為藍(lán)寶石襯底100、碳化硅襯底100或氮化鎵襯底100。所述第一半導(dǎo)體層120的材料為η型摻雜的氮化鎵；所述發(fā)光層130包括多量子阱有源層，所述多量子阱有源層的材料包括氮化鎵(化學(xué)式:GaN)/InGaN ;所述第二半導(dǎo)體層140的材料為p型摻雜的氮化鎵。發(fā)光二極管還包括位于所述透明導(dǎo)電層220上絕緣保護(hù)層230，所述絕緣保護(hù)層230覆蓋發(fā)光二級管的上表面用于實(shí)施隔離保護(hù)，且包覆住第一、二電極的邊緣，僅使得電極主體裸露以供后續(xù)焊線封裝。
[0069]在上述實(shí)施例一至三的基礎(chǔ)上，優(yōu)選的，所述環(huán)形金屬接觸層241的厚度為3-5納米；所述圓形金屬反射層242的厚度為50-200納米。
[0070]上述實(shí)施例提供的GaN基發(fā)光二極管的第二電極240包括環(huán)形金屬接觸層241和圓形金屬反射層242，第二電極240設(shè)置在發(fā)光外延層的第二半導(dǎo)體層140上；透明導(dǎo)電層220和絕緣保護(hù)層230分別設(shè)置有第一圓孔，第一圓孔與環(huán)形金屬接觸層241中心軸相同，通過將第二電極240的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既保證了電極與透明導(dǎo)電層220之間的電傳導(dǎo)，又使得電極底部中心大部分區(qū)域不被吸光的金屬接觸層遮擋，使得射出到電極下表面的光可直接被金屬反射層反射，充分發(fā)揮了金屬反射層的反射效果，在保證良率及工藝的穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了產(chǎn)品亮度，同時(shí)提高了產(chǎn)品的可靠性。
[0071]圖5為本發(fā)明GaN基發(fā)光二極管的制作方法的實(shí)施例一的流程圖，如圖5所示，該制作方法包括:
[0072]S501:將設(shè)置在襯底100上的發(fā)光外延層進(jìn)行刻蝕處理，除去所述發(fā)光外延層的第一位置上的第二半導(dǎo)體層140和發(fā)光層130，露出第一半導(dǎo)體層120的所述第一位置；所述第一位置為用于設(shè)置第一電極250的位置。
[0073]在本實(shí)施例中，[0074]S502:在第二半導(dǎo)體層140的第二位置形成電流阻擋層210 ;所述第二位置為用于設(shè)置第二電極240的位置。
[0075]S503:在所述第二半導(dǎo)體層140和所述電流阻擋層210上形成透明導(dǎo)電層220。
[0076]S504:將所述透明導(dǎo)電層220進(jìn)行刻蝕處理，形成第一圓孔，并在所述電流阻擋層210和所述透明導(dǎo)電層220的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層241和圓形金屬反射層242，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層241中心軸相同。
[0077]S505:在所述第一位置上形成第一電極250，并在所述環(huán)形金屬接觸層241或者所述圓形金屬反射層242的所述第二位置上形成第二電極240。
[0078]在本實(shí)施例中，所述刻蝕處理包括:光刻和等離子刻蝕；或者，光刻和濕法刻蝕。
[0079]本實(shí)施例提供的GaN基發(fā)光二極管的制作方法，將透明導(dǎo)電層220進(jìn)行刻蝕處理，形成第一圓孔，并在電流阻擋層210和透明導(dǎo)電層220的第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層241和圓形金屬反射層242，第一圓孔與環(huán)形金屬接觸層241中心軸相同，通過將第二電極240的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既保證了電極與透明導(dǎo)電層220之間的電傳導(dǎo)，又使得電極底部中心大部分區(qū)域不被吸光的金屬接觸層遮擋，使得射出到電極下表面的光可直接被金屬反射層反射，充分發(fā)揮了金屬反射層的反射效果，在保證良率及工藝的穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了廣品売度，同時(shí)提聞了廣品的可罪性。
[0080]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，S504中的在所述電流阻擋層210和所述透明導(dǎo)電層220的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層241和圓形金屬反射層242，包括以下兩種實(shí)現(xiàn)方式:
[0081]第一種實(shí)現(xiàn)方式，在所述電流阻擋層210和所述透明導(dǎo)電層220的所述第二位置上形成所述環(huán)形金屬接觸層241，并在所述環(huán)形金屬接觸層241上形成所述圓形金屬反射層 242 ；
[0082]其中，所述環(huán)形金屬接觸層241的外徑小于或等于所述圓形金屬反射層242的直徑；所述環(huán)形金屬接觸層241的內(nèi)徑小于或等于所述透明導(dǎo)電層220的第一圓孔的直徑，且所述環(huán)形金屬接觸層241的內(nèi)徑大于零。
[0083]第二種實(shí)現(xiàn)方式，在所述電流阻擋層210和所述透明導(dǎo)電層220的所述第二位置上形成所述圓形金屬反射層242，并在所述圓形金屬反射層242上形成所述環(huán)形金屬接觸層 241 ；
[0084]其中，所述圓形金屬反射層242的直徑小于所述透明導(dǎo)電層220的第一圓孔的直徑。
[0085]進(jìn)一步的，S505中的在所述第一位置上形成第一電極250，具體實(shí)現(xiàn)方式為:
[0086]在所述第一半導(dǎo)體層120的所述第一位置形成所述第一電極250的金屬接觸層，并在所述第一電極的金屬接觸層251上形成所述第一電極250。
[0087]優(yōu)選的，所述第一電極250的金屬接觸層采用的金屬為鉻，且所述第一電極250的金屬接觸層的厚度為4-5納米。
[0088]在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在所述第一位置上形成第一電極250，并在所述環(huán)形金屬接觸層241或者所述圓形金屬反射層242的所述第二位置上形成第二電極240之后，所述制作方法還包括:在除所述第一電極250和第二電極240的位置之外的所述透明導(dǎo)電層220上形成絕緣保護(hù)層230，完成該制作過程。[0089]下面特舉幾個(gè)實(shí)例，對本發(fā)明提供的GaN基發(fā)光二極管的制作方法進(jìn)行說明。
[0090]實(shí)例一，制作如圖3所示的GaN基發(fā)光二極管的制作方法為:
[0091]第一步:通過光刻和等離子刻蝕的方式去除部分第二半導(dǎo)體層140和發(fā)光層130，使得部分第一半導(dǎo)體層120露出。
[0092]第二步:通過電子束蒸發(fā)、化學(xué)氣相沉積等方式形成二氧化硅(化學(xué)式:Si02)，再經(jīng)過光刻、濕法蝕刻形成電流阻擋層210，，使之變成預(yù)設(shè)的形狀。
[0093]第三步:在電流阻擋層210之上，通過蒸鍍或?yàn)R鍍的方式形成氧化銦錫(俗稱:ΙΤ0)透明導(dǎo)電層220，透明導(dǎo)電層220的厚度優(yōu)選為600-2500A。
[0094]第四步:對透明導(dǎo)電層220實(shí)施光刻和濕法蝕刻，使之保留第二半導(dǎo)體層140之上的部分，并使得電流阻擋層210部分露出。
[0095]第五步:通過電子束蒸發(fā)和剝離的方式形成第一電極250的金屬接觸層251和環(huán)形金屬接觸層241。作為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，所述鉻金屬層的厚度可以是4-5nm，按照蒸發(fā)工藝之現(xiàn)有水平容易實(shí)施。第一電極250的金屬接觸層251位于第一半導(dǎo)體層120之上，對應(yīng)于第一電極250位置且具有與第一電極250相同的形貌和尺寸；環(huán)形金屬接觸層241完全位于透明導(dǎo)電層220之上，對應(yīng)于第二電極240位置；環(huán)形金屬接觸層241自上而下俯視呈環(huán)形，環(huán)外徑R與電極直徑Rp相同，環(huán)內(nèi)徑r與透明導(dǎo)電層220之開孔直徑Ri相同。
[0096]第六步:依照常規(guī)手段實(shí)施金屬電極其余材料之Al、Ti或Au的蒸鍍，形成第一電極250和第二電極240。
[0097]第七步:依照常規(guī)手段形成絕緣保護(hù)層230，完成芯片的制作。
[0098]實(shí)例2，制作如圖1所示的GaN基發(fā)光二極管的制作方法為:
[0099]本實(shí)例的GaN基發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)與上述實(shí)例上大致相同。不同的地方在于:環(huán)形金屬接觸層241、第一電極250的金屬接觸層被設(shè)計(jì)在透明導(dǎo)電層220之下，透明導(dǎo)電層220經(jīng)蝕刻形成開孔后，環(huán)形金屬接觸層241的外側(cè)依舊被透明導(dǎo)電層220覆蓋形成接觸，而環(huán)形金屬接觸層241的內(nèi)側(cè)由于透明導(dǎo)電層220的第一圓孔而被裸露，用于形成與金屬電極的接觸。
[0100]第一步:對所述的發(fā)光外延層通過光刻和等離子刻蝕的方式去除部分第二半導(dǎo)體層140和發(fā)光層130，使得部分第一半導(dǎo)體層120露出；
[0101]第二步:通過蒸發(fā)、氣相沉積等方式生成Si02再經(jīng)過光刻、濕法蝕刻形成電流阻擋層210，使之形成預(yù)設(shè)的形狀；
[0102]第三步:通過電子束蒸發(fā)和剝離的方式形成由鉻金屬構(gòu)成的第一電極的金屬接觸層251和環(huán)形金屬接觸層241。該鉻金屬層的厚度為10-40nm。第一電極的金屬接觸層251位于第一半導(dǎo)體層120之上，對應(yīng)于第一電極250且具有與第一電極250相同的形貌和尺寸；環(huán)形金屬接觸層241位于電流阻擋層210之上，對應(yīng)于第二電極240位置；環(huán)形金屬接觸層241自上而下俯視呈環(huán)形，環(huán)形外徑R與電極直徑Rp相同，環(huán)內(nèi)徑r小于透明導(dǎo)電層220之開孔直徑Ri，作為優(yōu)選實(shí)施例選擇環(huán)內(nèi)徑較開孔直徑內(nèi)縮3-5um為佳。
[0103]第四步:通過蒸鍍或?yàn)R鍍的方式形成ITO透明導(dǎo)電層220。對透明導(dǎo)電層220實(shí)施光刻和濕法蝕刻，使之保留第二半導(dǎo)體層140之上的部分，并使得電流阻擋層210部分露出。透明導(dǎo)電層220的厚度優(yōu)選為600-2400A。[0104]第五步:依照常規(guī)手段實(shí)施金屬電極剩余材料之Al、Ti或Au的蒸鍍，形成第一電極250和第二電極240。
[0105]第六步:依照常規(guī)手段形成絕緣保護(hù)層230，完成芯片的制作。
[0106]實(shí)例3，制作如圖4所示的GaN基發(fā)光二極管的制作方法為:
[0107]第一步:對所述的發(fā)光外延層通過光刻和等離子刻蝕的方式去除部分第二半導(dǎo)體層140和發(fā)光層130，使得部分第一半導(dǎo)體層120露出。
[0108]第二步:通過蒸發(fā)、氣相沉積等方式生成Si02再經(jīng)過光刻、濕法蝕刻形成電流阻擋層210，使之形成預(yù)設(shè)的形狀。
[0109]第三步:通過蒸鍍或?yàn)R鍍的方式形成ITO透明導(dǎo)電層220。對透明導(dǎo)電層220實(shí)施光刻和濕法蝕刻，使之保留第二半導(dǎo)體層140之上的部分，并使得電流阻擋層210部分露出。透明導(dǎo)電層220的厚度優(yōu)選為600-2400A。
[0110]第四步:通過電子束蒸發(fā)和剝離的方式形成金屬鋁構(gòu)成的圓形金屬反射層242。所述圓形金屬反射層242的厚度為50-200nm。圓形金屬反射層242位于電流阻擋層210之上，對應(yīng)于第二電極240位置；圓形金屬反射層242自上而下俯視其形狀與透明導(dǎo)電層220開孔形狀相同，且尺寸直徑與第一圓孔或內(nèi)縮3-5um ；
[0111]第五步:依照常規(guī)手段實(shí)施金屬電極剩余材料之Cr、Pt或Au的蒸鍍，形成第一電極250和第二電極240。
[0112]第六步:依照常規(guī)手段形成絕緣保護(hù)層230，完成芯片的制作。
[0113]上述三個(gè)實(shí)例提供的制作方法，通過將第二電極240的接觸層和反射層結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，既保證了電極與透明導(dǎo)電層220之間的電傳導(dǎo)，又使得電極底部中心大部分區(qū)域不被吸光的金屬接觸層遮擋，使得射出到電極下表面的光可直接被金屬反射層反射，充分發(fā)揮了金屬反射層的反射效果，在保證良率及工藝的穩(wěn)定性的同時(shí)，提升了產(chǎn)品的亮度，同時(shí)提聞了廣品的可罪性。
[0114]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種GaN基發(fā)光二極管,其特征在于,包括: 襯底、發(fā)光外延層、第一電極和第二電極； 所述第二電極包括環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層；所述發(fā)光外延層包括電流阻擋層、透明導(dǎo)電層、絕緣保護(hù)層、第一半導(dǎo)體層、發(fā)光層和第二半導(dǎo)體層； 所述發(fā)光外延層設(shè)置在所述襯底的上表面；所述第一電極設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第一半導(dǎo)體層上；所述第二電極設(shè)置在所述發(fā)光外延層的所述第二半導(dǎo)體層上；所述透明導(dǎo)電層和所述絕緣保護(hù)層分別設(shè)置有第一圓孔，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層中心軸相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，若所述圓形金屬反射層設(shè)置在所述環(huán)形金屬接觸層的上表面時(shí)，所述環(huán)形金屬接觸層的外徑小于或等于所述圓形金屬反射層的直徑；所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑小于或等于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑，且所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑大于零。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，若所述環(huán)形金屬接觸層設(shè)置在所述圓形金屬反射層的上表面時(shí)，所述圓形金屬反射層的直徑小于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，所述環(huán)形金屬接觸層的厚度為3-5納米；所述圓形金屬反射層的厚度為50-200納米。
5.—種GaN基發(fā)光 二極管的制作方法,其特征在于,包括: 將設(shè)置在襯底上的發(fā)光外延層進(jìn)行刻蝕處理，除去所述發(fā)光外延層的第一位置上的第二半導(dǎo)體層和發(fā)光層，露出第一半導(dǎo)體層的所述第一位置；所述第一位置為用于設(shè)置第一電極的位置； 在第二半導(dǎo)體層的第二位置形成電流阻擋層；所述第二位置為用于設(shè)置第二電極的位置； 在所述第二半導(dǎo)體層和所述電流阻擋層上形成透明導(dǎo)電層； 將所述透明導(dǎo)電層進(jìn)行刻蝕處理，形成第一圓孔，并在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，所述第一圓孔與所述環(huán)形金屬接觸層中心軸相同； 在所述第一位置上形成第一電極，并在所述環(huán)形金屬接觸層或者所述圓形金屬反射層的所述第二位置上形成第二電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，包括: 在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成所述環(huán)形金屬接觸層，并在所述環(huán)形金屬接觸層上形成所述圓形金屬反射層； 其中，所述環(huán)形金屬接觸層的外徑小于或等于所述圓形金屬反射層的直徑；所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑小于或等于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑，且所述環(huán)形金屬接觸層的內(nèi)徑大于零。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成環(huán)形金屬接觸層和圓形金屬反射層，還包括: 在所述電流阻擋層和所述透明導(dǎo)電層的所述第二位置上形成所述圓形金屬反射層，并在所述圓形金屬反射層上形成所述環(huán)形金屬接觸層； 其中，所述圓形金屬反射層的直徑小于所述透明導(dǎo)電層的第一圓孔的直徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求5至7任一項(xiàng)所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第一位置上形成第一電極，包括: 在所述第一半導(dǎo)體層的所述第一位置形成所述第一電極的金屬接觸層，并在所述第一電極的金屬接觸層上形成所述第一電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述第一電極的金屬接觸層采用的金屬為鉻，且所述第一電極的金屬接觸層的厚度為4-5納米。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述在所述第一位置上形成第一電極，并在所述環(huán)形金屬接觸層或者所述圓形金屬反射層的所述第二位置上形成第二電極之后，所述制作方法還包括: 在除所述第一電 極和第二電極的位置之外的所述透明導(dǎo)電層上形成絕緣保護(hù)層。
【文檔編號】H01L33/40GK104037294SQ201410301607
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】姚禹, 鄭遠(yuǎn)志, 陳向東, 康建, 梁旭東 申請人:圓融光電科技有限公司