发光二极管及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管及其制作方法，所述发光二极管至少包括基板，所述基板自下而上依次包括衬底、N型半导体层、发光层及P型半导体层；所述基板上形成有一底部到达所述N型半导体层中的凹陷区域；所述P型半导体层上自下而上分别形成有P型InxGa1-xN层和N型InyGa1-yN层，其中0<x<1，0<y<1；所述N型InyGa1-yN层上形成有ITO薄膜层；所述ITO薄膜层上形成有P电极；所述凹陷区域的N型半导体层上形成有N电极。本发明专利技术利用P型InxGa1-xN层/N型InyGa1-yN层作为ITO薄膜层与P型半导体层之间的接触层，可以改善结性能，并降低接触电阻，通过调整P型InxGa1-xN层和N型InyGa1-yN层的厚度和掺杂浓度，可有效降低发光二极管的工作电压，降低器件功耗，并提高发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体发光器件领域，涉及一种。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting D1de, LED)具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用，尤其是LED以其优异的性能被业界普遍认为是第四代光源的理想选择，LED光源在发光效率、使用寿命、回应时间、环保等方面均优于白炽灯、突光灯等传统光源。 氮化镓(GaN)基化合物为直接带隙宽禁带半导体，其带隙从1.8-6.2eV连续可调，并且具有很高的击穿电压，因而被广泛应用于高亮度蓝绿光发光二极管、蓝紫光激光二极管(LD, Laser D1de)和高电子迁移率场效应晶体管(HEMT, High Electron MobilityTransistor)。近年来，高亮度蓝绿光LED发展迅速，已成为全彩色高亮度大型户外显示屏、交通信号灯等必需的发光器件，同时，由蓝光LED激发黄色荧光粉制作的白光LED已大量应用于背光源、汽车照明等领域，并在固体照明光源领域显示了巨大的应用潜力。 随着氣化嫁基材料的广业化，闻売度的发光_■极管最受:瞩目。目如闻売度的氣化镓基材料主要通过提高光提取效率和内量子效率来增强出光强度。光提取效率主要采用图形化衬底、P型层的粗化和激光剥离工艺等来实现。而提高内量子效率的进展相对较慢，主要受氮化镓基材料P型层中空穴浓度较低、量子阱(MQW)中的压电场较强和异质结构中的缺陷密度较高等几个方面的抑制。 目前GaN基发光二极管中均使用电流扩展层，起到扩散注入电流提高亮度的作用。目前电流扩展层一般采用ITO薄膜，ITO是一种高简并的η型半导体，自由载流子主要来源于Sn对In的替位式取代和氧空位，在晶格中，每一个Sn取代In的位置后会提供一个自由电子进入导带，同时氧空位也作为施主提供电子，因此，薄膜一般具有较高的载流子浓度和较低的电阻率，导电性能可以与金属导体相比。ITO薄膜的禁带宽度约为3.85eV，在可见光波段透过率一般在85%以上，同时红外区(1.2pm)的反射也可超过90%，对微波有明显的减弱作用。由于其良好的导电性和透光性，被广泛用于LED芯片透明电极薄膜上。 但是由于ITO薄膜与P型半导体层的接触电阻较高，发光二极管的工作电压较高，使得发光二极管的功耗较大。所以，如何在扩散注入电流提高亮度的同时降低发光二极管的工作电压以降低功耗是急需解决的问题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种，用于解决现有技术中发光二极管的工作电压高、功耗较大的问题。 为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种发光二极管，所述发光二极管至少包括基板，所述基板自下而上依次包括衬底、N型半导体层、发光层及P型半导体层；所述基板上形成有一底部到达所述N型半导体层中的凹陷区域；所述P型半导体层上自下而上分别形成有P型InxGahN层和N型InyGa1J层，其中0〈x〈 I，0〈y〈 I ;所述N型InyGa1J层上形成有ITO薄膜层；所述ITO薄膜层上形成有P电极；所述凹陷区域的N型半导体层上形成有N电极。 可选地，所述P型InxGahN层满足0〈x〈0.3，所述P型InxGai_xN层的厚度小于30nm ；所述N型InyGa1J层满足0〈y〈0.3，所述N型InyGa1J层的厚度小于30nm。 可选地，所述P型InxGahN层的厚度范围是0.5?5nm，所述N型InyGapyN层的厚度范围是0.5?5nm。 可选地，所述P型InxGahN层采用二茂镁作为掺杂源，镁的掺杂浓度范围是1.0E19?1.0E21/cm3 ;所述N型InyGai_yN层采用硅烷作为掺杂源，硅的掺杂浓度范围是1.0E19 ?1.0E21/cm3。 本专利技术还提供一种发光二极管的制作方法，所述发光二极管的制作方法至少包括以下步骤: I)提供一基板，所述基板自下而上依次包括衬底、N型半导体层、发光层及P型半导体层； 2)对所述基板进行部分刻蚀，在所述基板中形成一凹陷区域，所述凹陷区域底部到达所述N型半导体层中； 3)在所述P型半导体层上自下而上依次形成P型InxGa^N层和N型InyGai_yN层，其中 0〈x〈l，0〈y〈l ； 4)在所述N型InyGai_yN层上形成一 ITO薄膜层； 5)在所述ITO薄膜层上形成P电极，在所述凹陷区域的N型半导体层上形成N电极。 可选地，所述P型InxGahN层满足0〈χ〈0.3，所述P型InxGai_xN层的厚度小于30nm ；所述N型InyGa1J层满足0〈y〈0.3，所述N型InyGa1J层的厚度小于30nm。 可选地，所述P型InxGahN层的厚度范围是0.5?5nm，所述N型InyGapyN层的厚度范围是0.5?5nm。 可选地，所述P型InxGa1J层采用二茂镁作为掺杂源，镁的掺杂浓度范围是1.0E19?1.0E21/cm3 ;所述N型InyGai_yN层采用硅烷作为掺杂源，硅的掺杂浓度范围是1.0E19 ?1.0E21/cm3。 如上所述，本专利技术的，具有以下有益效果:利用P型InxGahN层/N型InyGai_yN层作为ITO薄膜层与P型半导体层之间的接触层，降低接触电阻，通过调整P型InyGa1J层和N型InxGa1J层的厚度和掺杂浓度，可有效降低发光二极管的工作电压，降低器件功耗，并提高发光效率，此外，还可以优化所述P型半导体层与所述ITO薄膜层之间的结性能，进一步提高发光二极管的性能。 【附图说明】 图1显示为本专利技术的发光二极管的剖面结构示意图。 图2显示为本专利技术的发光二极管的制作方法中基板的剖面示意图。 图3显示为本专利技术的发光二极管的制作方法中在基板中形成凹陷区域的示意图。 图4显示为本专利技术的发光二极管的制作方法中在P型半导体上依次形成P型InxGa1^xN层、N型InyGahyN层及ITO薄膜层的示意图。 元件标号说明 I衬底 2N型半导体层 3发光层 4P型半导体层 5P 型 InxGahN 层 6N 型 InyGai_yN 层 7ITO 薄膜层 8P 电极 9N 电极 10凹陷区域 【具体实施方式】 以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。 请参阅图1至图4。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。 实施例1 本专利技术提供一种发光二极管，请参阅图1，所述发光二极管至少包括基板，所述基板自下而上依次包括衬底1、N型半导体层2、发光层3及P型半导体层4 ;所述基板上形成有一底部到达所述N型半导体层2中的凹陷区域；所述P型半导体层4上自下而上依次形成有P型InxGa1J层5和N型InyGapyN层6，其中0〈x〈l，0〈y〈l ;所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管，其特征在于：所述发光二极管至少包括基板，所述基板自下而上依次包括衬底、N型半导体层、发光层及P型半导体层；所述基板上形成有一底部到达所述N型半导体层中的凹陷区域；所述P型半导体层上自下而上分别形成有P型InxGa1‑xN层和N型InyGa1‑yN层，其中0<x<1，0<y<1；所述N型InyGa1‑yN层上形成有ITO薄膜层；所述ITO薄膜层上形成有P电极；所述凹陷区域的N型半导体层上形成有N电极。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于:所述发光二极管至少包括基板，所述基板自下而上依次包括衬底、N型半导体层、发光层及P型半导体层；所述基板上形成有一底部到达所述N型半导体层中的凹陷区域；所述P型半导体层上自下而上分别形成有P型InxGahN层和N型InyGa1J层，其中0〈X〈l，0〈y〈l ;所述N型InyGa1J层上形成有ITO薄膜层；所述ITO薄膜层上形成有P电极；所述凹陷区域的N型半导体层上形成有N电极。2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:所述P型InxGahN层满足0<x<0.3，所述P型InxGa1J层的厚度小于30nm ;所述N型InyGapyN层满足0〈y〈0.3，所述N型InyGahyN层的厚度小于30nm。3.根据权利要求2所述的发光二极管，其特征在于:所述P型InxGahN层的厚度范围是0.5?5nm,所述N型InyGahyN层的厚度范围是0.5?5nm。4.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于:所述P型InxGahN层采用二茂镁作为掺杂源，镁的掺杂浓度范围是1.0E19?1.0E21/cm3 ;所述N型InyGai_yN层采用硅烷作为掺杂源，硅的掺杂浓度范围是1.0E19?1.0E21/cm3。5.一种发光二极管的制作方法，其特征在于，所述发光二极管的制作方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈耀，邢志刚，李振毅，王雪娟，郝茂盛，
申请(专利权)人：上海蓝光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31