具有ZnO透明电极的发光元件及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种具有ZnO透明电极的发光元件及其制造方法。根据一实施例的发光元件包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、活性层及第二导电型半导体层；以及ZnO透明电极，位于第二导电型半导体层上，并与第二导电型半导体层欧姆接触，且包括单晶ZnO，其中，通过XRD(X‑ray Diffraction)ω2θ(omega 2theta)扫描的ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过XRDω2θ扫描的第二导电型半导体层的峰的衍射角的±1％范围内，且通过(XRD)ω(omega)扫描的ZnO透明电极的主峰的半宽(FWHM)为900arcsec以下。

Light emitting element with ZnO transparent electrode and manufacturing method thereof

The invention provides a light-emitting element with a ZnO transparent electrode and a manufacturing method thereof. The light-emitting elements according to an embodiment include: a light emitting structure, including the first conductive semiconductor layer, the active layer and the two conductive semiconductor layer, and the ZnO transparent electrode, located on the second conductive semiconductor layer, and in contact with the second conductive semiconductor layer, and including the single crystal ZnO, in which the XRD (X ray D) is carried out. Iffraction) the diffraction angle of the peak of the ZnO transparent electrode of the Omega 2 theta (omega 2theta) scanning is within the range of the diffraction angle of the peak of the second conductive semiconductor layer passing through the XRD Omega 2 theta scanning, and the half width (FWHM) of the main peak of the ZnO transparent electrode by (XRD) omega (omega) scanning is below 900arcsec.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有ZnO透明电极的发光元件及其制造方法
本专利技术涉及一种发光元件及其制造方法，尤其涉及一种具有ZnO透明电极的发光元件及其制造方法。
技术介绍
在诸如利用氮化物系半导体的发光二极管等发光元件中，p型半导体层具有相对低于n型半导体层的导电性。因此，电流在p型半导体层无法沿水平方向有效地分散，从而发生电流集中于半导体层的特定部分的现象(currentcrowding)。在半导体层内产生电流集中的情况下，发光二极管对静电放电变得脆弱，且漏电流较大并发生效率下降(droop)。通常，为了p型半导体层内的电流分散使用ITO(铟锡氧化物：indiumtimoxide)层。由于ITO层使光透射并具有导电性，因此能够使电流在p型半导体层的较大的面积分散。然而，由于ITO层也具有光吸收率，所以增加厚度是有限度的。因此，利用ITO层进行电流分散也是有限的。为了助于利用诸如ITO层等透明电极分散电流，可以在透明电极下方布置电流阻挡层(CBL：currentblockinglayer)。通常首先对活性层与p型半导体层进行蚀刻工序(以下，台面蚀刻工序)，使n型半导体层暴露，然后以暴露的n型半导体层为基准确定形成CBL的位置。因此，由于要在形成CBL的工序之前进行台面蚀刻工序，所以台面蚀刻工序与蚀刻ITO等的透明电极的工序只能分别独立地进行。由于这些工序分别需要用于图案化(patterning)的掩模，因此存在工序变得繁琐并且制造成本增加的问题。最近，存在替代ITO层而使用ZnO透明电极层的趋势。由于ZnO透明电极层相比于ITO层光吸收率较低，进而能够相比于ITO层较厚地形成，所以，相比于ITO层能够表现出更好的电流分散性能。然而，利用普通的ZnO的透明电极的电特性相对不佳，从而在应用于发光元件时正向电压Vf增加。并且，普通的ZnO生产收率较低，因此不适合应于发光元件量产。
技术实现思路
技术问题本专利技术要解决的课题在于，提供一种电阻低而电流分散效率优秀，并且包括结晶性优秀的单晶ZnO透明电极的发光元件。本专利技术要解决的又一课题在于，提供一种包括具有能够提高电学及光学特性的结晶性及厚度的单晶ZnO透明电极的发光元件及其制造方法。本专利技术要解决的又一课题在于，提供一种不包括电子阻断层且电流分散效率优秀的发光元件制造方法。本专利技术要解决的又一课题在于，提供一种通过掩膜数量的减少而简化工序，并且能够缩减制造单价的发光元件制造方法。本专利技术要解决的又一课题在于，提供一种使用ZnO透明电极层的同时能够改善针对p型半导体层的欧姆接触特性且改善光提取效率的发光元件。技术方案根据本专利技术的一实施例的发光元件包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层及位于所述活性层上的第二导电型半导体层；以及ZnO透明电极，位于所述第二导电型半导体层上，并与所述第二导电型半导体层欧姆接触，且包括单晶ZnO，其中，通过XRD(X-RayDiffraction)ω2θ(omega2theta)扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过XRDω2θ(omega2theta)扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±1％范围内，且通过XRDω(omega)扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽度(FWHM)为900arcsec以下。通过XRD(X-RayDiffraction)ω2θ(omega2theta)扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角可以处于通过XRDω2θ扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±0.5％范围内。通过XRDω扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽可以为870arcsec以下。所述ZnO透明电极可以具有800nm以上的厚度。所述ZnO透明电极可以包括ZnO籽晶层，以及位于所述ZnO籽晶层上的ZnO本体层，并且所述ZnO本体层的厚度可以大于所述ZnO籽晶层的厚度。所述ZnO本体层可以具有所述ZnO透明电极的厚度的90％以上且小于100％的厚度。所述ZnO籽晶层可以包括未掺杂的ZnO，所述ZnO本体层可以包括通过包含银(Ag)、铟(In)、锡(Sn)、锌(Zn)、镉(Cd)、镓(Ga)、铝(Al)、镁(Mg)、钛(Ti)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、金(Au)、铂(Pt)、铑(Rh)、铱(Ir)、钌(Ru)及钯(Pd)中的至少一种的掺杂剂掺杂的单晶ZnO。所述ZnO透明电极可以包括多个空隙。所述第二导电型半导体层可以具有C面的生长面，且所述ZnO透明电极的单晶ZnO可以具有纤维锌矿结晶结构。根据本专利技术的又一实施例的发光元件制造方法包括如下步骤：形成发光结构体，所述发光结构体包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层及位于所述活性层上的第二导电型半导体层；以及形成ZnO透明电极，所述ZnO透明电极在所述第二导电型半导体层上与所述第二导电型半导体层欧姆接触，其中，通过XRD(X-RayDiffraction)ω2θ(omega2theta)扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过XRDω2θ扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±1％范围内，且通过XRDω(omega)扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽(FWHM)为900arcsec以下。形成所述ZnO透明电极的步骤可以包括如下步骤：在所述第二导电型半导体层上形成ZnO籽晶层；以及在所述ZnO籽晶层上将所述ZnO籽晶层作为种子形成ZnO本体层。形成所述ZnO籽晶层的步骤可以包括如下步骤：利用旋转涂覆法在所述第二导电型半导体层上形成ZnO层；以及对所述ZnO层进行热处理，其中，所述ZnO籽晶层与所述第二导电型半导体层欧姆接触。形成所述ZnO本体层的步骤可以包括如下步骤：利用水热合成法在所述ZnO籽晶层上形成单晶ZnO；以及对所述单晶ZnO进行热处理。形成所述ZnO本体层的步骤可以包括如下步骤：在所述ZnO本体层内形成多个空隙。所述ZnO透明电极可以形成为具有800nm以上的厚度。根据本专利技术的又一实施例的发光元件制造方法可以包括如下步骤：在基板上形成第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层以及位于所述活性层上的第二导电型半导体层；在所述第二导电型半导体层上形成包括单晶ZnO的ZnO透明电极；形成包括使所述ZnO透明电极局部暴露的开口部的掩膜；去除所述ZnO透明电极中的通过所述开口部暴露的部分而使第二导电型半导体层暴露；去除所述第二导电型半导体层中的通过所述开口部暴露的部分及位于所述部分下部的活性层而使第一导电型半导体层暴露；去除所述掩膜；在所述第一导电型半导体层中的去除所述第二导电型半导体层及所述活性层而被暴露的区域上形成第一电极；以及在所述ZnO透明电极上形成第二电极。所述ZnO透明电极的厚度可以是800nm至900nm。所述ZnO透明电极的下表面的全部区域可以与所述第二导电型半导体层的上表面相接。去除所述ZnO透明电极的步骤与去除所述第二导电型半导体层及所述活性层的步骤可以通过相同的方法实现。形成所述ZnO透明电极的步骤可以包括如下步骤：在所述第二导电型半导体层上形成ZnO籽晶层；以及在所述ZnO籽晶层上将所述ZnO籽晶层作为种子形成ZnO本体层。形成所述ZnO籽晶层的步骤可以包括如下步骤：利用旋转涂覆法在所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光元件，包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层及位于所述活性层上的第二导电型半导体层；以及ZnO透明电极，位于所述第二导电型半导体层上，并与所述第二导电型半导体层欧姆接触，且包括单晶ZnO，其中，通过X射线衍射ω2θ扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过X射线衍射ω2θ扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±1％范围内，且通过X射线衍射ω扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽为900arcsec以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.03 KR 10-2015-0125058;2015.09.04 KR 10-2011.一种发光元件，包括：发光结构体，包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层及位于所述活性层上的第二导电型半导体层；以及ZnO透明电极，位于所述第二导电型半导体层上，并与所述第二导电型半导体层欧姆接触，且包括单晶ZnO，其中，通过X射线衍射ω2θ扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过X射线衍射ω2θ扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±1％范围内，且通过X射线衍射ω扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽为900arcsec以下。2.如权利要求1所述的发光元件，其中，通过X射线衍射ω2θ扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过X射线衍射ω2θ扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±0.5％范围内。3.如权利要求1所述的发光元件，其中，通过X射线衍射ω扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽为870arcsec以下。4.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述ZnO透明电极具有800nm以上的厚度。5.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述ZnO透明电极包括ZnO籽晶层以及位于所述ZnO籽晶层上的ZnO本体层，所述ZnO本体层的厚度大于所述ZnO籽晶层的厚度。6.如权利要求5所述的发光元件，其中，所述ZnO本体层具有所述ZnO透明电极的厚度的90％以上且小于100％的厚度。7.如权利要求5所述的发光元件，其中，所述ZnO籽晶层包括未掺杂的ZnO，所述ZnO本体层包括利用包含银、铟、锡、锌、镉、镓、铝、镁、钛、钼、镍、铜、金、铂、铑、铱、钌及钯中的至少一种的掺杂剂掺杂的单晶ZnO。8.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述ZnO透明电极包括多个空隙。9.如权利要求1所述的发光元件，其中，所述第二导电型半导体层具有C面的生长面，且所述ZnO透明电极的单晶ZnO具有纤维锌矿结晶结构。10.一种发光元件制造方法，包括如下步骤：形成发光结构体，所述发光结构体包括第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层及位于所述活性层上的第二导电型半导体层；以及形成ZnO透明电极，所述ZnO透明电极在所述第二导电型半导体层上与所述第二导电型半导体层欧姆接触，其中，通过X射线衍射ω2θ扫描的所述ZnO透明电极的峰的衍射角处于通过X射线衍射ω2θ扫描的所述第二导电型半导体层的峰的衍射角的±1％范围内，且通过X射线衍射ω扫描的所述ZnO透明电极的主峰的半宽为900arcsec以下。11.如权利要求10所述的发光元件制造方法，其中，形成所述ZnO透明电极的步骤包括如下步骤：在所述第二导电型半导体层上形成ZnO籽晶层；以及在所述ZnO籽晶层上将所述ZnO籽晶层作为种子形成ZnO本体层。12.如权利要求11所述的发光元件制造方法，其中，形成所述ZnO籽晶层的步骤包括如下步骤：利用旋转涂覆法在所述第二导电型半导体层上形成ZnO层；以及对所述ZnO层进行热处理，其中，所述ZnO籽晶层与所述第二导电型半导体层欧姆接触。13.如权利要求11所述的发光元件制造方法，其中，形成所述ZnO本体层的步骤包括如下步骤：利用水热合成法在所述ZnO籽晶层上形成单晶ZnO；以及对所述单晶ZnO进行热处理。14.如权利要求13所述的发光元件制造方法，其中，形成所述ZnO本体层的步骤包括如下步骤：在所述ZnO本体层内形成多个空隙。15.如权利要求10所述的发光元件制造方法，其中，所述ZnO透明电极形成为具有800nm以上的厚度。16.一种发光元件制造方法，包括如下步骤：在基板上形成第一导电型半导体层、位于所述第一导电型半导体层上的活性层以及位于所述活性层上的第二导电型半...

【专利技术属性】
技术研发人员：李珍雄，申赞燮，李锦珠，李剡劤，梁明学，
申请(专利权)人：首尔伟傲世有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国,KR