一种低成本发光二极管及其制作方法技术

一种低成本发光二极管及其制作方法，涉及发光二极管的生产技术领域。在生长处延层的P型欧姆接触层时，以InxGa(1‑x)As或GaP为材料，掺杂Mg或C；采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P型欧姆接触外延层的表面，再在300～550℃的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面采用Ti、Al、Cr或Ni中的任意一种再依次制作1～2层金属层。本发明专利技术不仅达到了上电极与P型欧姆接触层的良好欧姆接触，而且无须采用金属Au，利于大大降低材料成本，利于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及发光二极管的生产
在生长处延层的P型欧姆接触层时，以InxGa(1?x)As或GaP为材料，掺杂Mg或C；采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P型欧姆接触外延层的表面，再在300～550℃的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面采用Ti、Al、Cr或Ni中的任意一种再依次制作1～2层金属层。本专利技术不仅达到了上电极与P型欧姆接触层的良好欧姆接触，而且无须采用金属Au，利于大大降低材料成本，利于推广使用。【专利说明】
本专利技术涉及半导体元器件一一发光二极管的生产

技术介绍
发光二极管(Light Emitting D1de，简称LED)属半导体元器件之一，由于LED具有寿命长、功耗小、体积小、坚固耐用、多色显示、响应时间快、冷光发射、工作温度稳定性好、电压低和有利于环保，已经广泛应用于建筑物外观照明、景观照明、标识与指示性照明、室内空间展示照明、娱乐场所及舞台照明和视频屏幕，随着显示屏采用LED当背光源后，LED将打开了新的应用领域。传统四元系AlGaInPLED中，上电极通常有五至七层金属层制成，其中与P型欧姆接触层连接的金属层采用金(Au)，在其它的金属层中也还需要采用金(Au)或金铍(AuBe)，因此，大大增加了 LED的制造成本，降低了 LED商业化进程和竞争力。
技术实现思路
鉴于上述传统LED的缺点，本专利技术提出一种用金属镍做欧姆接触的发光二极管。本专利技术包括在基板一侧设置下电极，在基板另一侧依次设置DBR层、N限制层、有源层、P限制层、电流扩展层、P型欧姆接触层和上电极，其特征在于:所述P型欧姆接触层是掺杂Mg或C的InxGa(Ii)As或GaP材料层;所述上电极为2?3层金属层，连接在P型欧姆接触层上的金属层为金属镍层。采用该结构以后，用金属镍取代了传统结构中的AuBe，成本得到了显著的降低，而且达到了上电极与P型欧姆接触层的良好欧姆接触。进一步地，本专利技术所述Mg或C在P型欧姆接触层中的掺杂浓度为lel9?le21。通过该设计，外延欧姆接触层的势皇比传统结构的势皇低了一个数量级，可以与镍金属形成欧姆接触。可以不需要Be原子的扩散，达到金属与半导体的欧姆接触。本专利技术另一目的是提出以上产品的制作方法。本专利技术方法包括在基板一侧依次生长形成DBR层、N限制层、有源层、P限制层、电流扩展层和P型欧姆接触层，在P型欧姆接触层上生长2?3层金，经刻蚀形成上电极，在基板另一侧生长形成下电极。特点是:在生长P型欧姆接触层时，以InxGa(Ii)As或GaP为材料，掺杂Mg或C;在制作上电极时，采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P型欧姆接触外延层的表面，再在300?550 0C的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面采用T1、A1、Cr或Ni中的任意一种再依次制作I?2层金属层。本工艺简单，与常规工艺条件相差无几，仅是在制作P型欧姆接触层时，在材料中使用Mg或C进行掺杂，并且，在制作上电极时，采用低价的金属镍，并采用特殊的退火温度，达到了上电极与P型欧姆接触层的完好的欧姆接触，而在其它上电极层的金属中采用T1、Al、Cr或Ni中的任意一种。因此，本专利技术不仅达到了上电极与P型欧姆接触层的良好欧姆接触，而且无须采用金属Au，利于大大降低材料成本，利于推广使用。当然，还可根据客户对产品的外观需要，在上电极表面生产形成Au装饰层。以提高产品的感观性。进一步地，本专利技术:所述Mg或C在P型欧姆接触层中的掺杂浓度为lel9?le21。在高浓度下，降低半导体的势皇，与金属更容易形成欧姆接触。退火时，可以采用管式炉或者快速退火炉。【附图说明】图1为本专利技术产品的一种结构示意图。图2为本专利技术广品的另一种结构不意图。【具体实施方式】实施例一: 1、生产工艺: 如图1所示，在材料为GaAs的生长基板108上通过有机金属气相外延法在基板108同一侧依序生长DBR层107(选用的材料为:GaAs/AlGaAs);N限制层106(选用的材料为:(AlxGa91-x))Q.5InQ.5P，其中，X为O至1，并以Si或Te进行掺杂，掺杂浓度为lel7?lel9);有源层105(选用的材料为:AlxGa(1-x)InP);P限制层104(选用的材料为:AlInP);电流扩展层103(选用的材料为:GaP或(AlxGau-x))Q.5InQ.5P);欧姆接触层202(选用的材料为:InxGa(1—x)As，其中以Mg或C进行掺杂，掺杂浓度为:lel9?le21)，形成完整的发光二极管外延结构。芯片工艺制作:选用215和511溶液清洗，涂覆光刻胶，光刻尺寸为60至100微米，曝光5?15s，120°C烘烤30min，显影Imin后吹干。利用电子束蒸发的方式在欧姆接触层202表面蒸镀电极层。电极层中的欧姆接触金属选用Ni，采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P型欧姆接触外延层的表面，再在300?550°C的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面依次制作Ti层和Al层。用蓝膜粘掉金属层，再浸入去胶液，去除多余的光刻胶，上电极201制作完成。焊线电极选用金属Au或Al，阻挡层选用金属Ti。经研磨，将GaAs的生长基板108减薄至160?190微米内，选用215溶液清洗后，利用热蒸发的方式，在GaAs的生长基板108表面蒸镀下电极109，金属选用AuGe，厚度500至2000埃。以上的201电极制作工艺是利用光刻胶剥离的方式。2、产品结构: 如图1所示，在基板108—侧设置下电极109，在基板108另一侧依次设置DBR层107、N限制层106、有源层105、P限制层104、电流扩展层103、P型欧姆接触层202和上电极201。在上电极201中，金属镍层201-1连接在P型欧姆接触层202上，在金属镍层201上依次设有Ti层201-2 和 Al层 201-3。实施例二: 如图2所示，在材料为GaAs的生长基板108上通过有机金属气相外延法在基板108同一侧依序生长DBR层107(选用的材料为:GaAs/AlGaAs);N限制层106(选用的材料为:(AlxGa91-x))Q.5InQ.5P，其中，X为O至1，并以Si或Te进行掺杂，掺杂浓度为lel7?lel9);有源层105(选用的材料为:AlxGa(1-x)InP);P限制层104(选用的材料为:AlInP);电流扩展层103(选用的材料为:GaP或(AlxGau-x))Q.5InQ.5P);欧姆接触层202(选用的材料为:GaP，其中以Mg或C进行掺杂，掺杂浓度为:lel9?le21)，形成完整的发光二极管外延结构。芯片工艺制作:选用215和511溶液清洗，涂覆光刻胶，光刻尺寸为60至100微米，曝光5?15s，120°C烘烤30min，显影Imin后吹干。利用电子束蒸发的方式在欧姆接触层202表面蒸镀电极层。电极层中的欧姆接触金属选用Ni，采用电子束或磁控溅射的方式，将金属镍镀在P型欧姆接触外延层的表面，再在400?500°C的条件下进行退火，然后再在金属镍层表面依次制作Al层和Cr层(或Ni层)。用蓝膜粘掉金属层，再浸入去胶液，去除多余的光刻胶，上电极201制作完成。还可在上电极201外蒸镀Au装饰层。焊线电极选用金属Au或Al，阻挡层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低成本发光二极管，包括在基板一侧设置下电极，在基板另一侧依次设置DBR层、N限制层、有源层、P限制层、电流扩展层、P型欧姆接触层和上电极，其特征在于：所述P型欧姆接触层是掺杂Mg或C的InxGa(1‑x)As或GaP材料层；所述上电极为2～3层金属层，连接在P型欧姆接触层上的金属层为金属镍层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凯，徐洲，何胜，李波，李俊承，李洪雨，赵宇，张双翔，张永，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32