发光二极管制造技术

一种发光二极管，它至少具有ＡｌＧａＩｎＰ发光层和透明电极，其特征在于，所述透明电极由用第Ⅲ簇元素或其化合物掺杂的ＺｎＯ薄膜制成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
1.专利
本专利技术涉及发光二极管，它广泛地用于显示器或类似物，且具有至少AlGaInP发光层和透明电极。2.相关技术的描述发光二极管广泛地用作例如显示器、光纤通信装置等等的装置。通常，需要的是具有高亮度(高输出)的发光二极管，其发光效率和响应特性很好。此外，近几年，需要配备发光二极管的产品成本降低，因此需要降低这种产品的一部分的发光二极管的成本。除了高亮度，用作显示装置的发光二极管还需要发出的光的颜色变化。因此，使用AlGaInP作为发光层的组成材料的装置根据其组成比率发射范围从绿到红的光，且广泛地使用。此外，除了由各种材料制成的装置，为了获得具有更高亮度的装置，还发展了具有各种结构的装置。附图说明图1是示出常规发光二极管实例的示意性剖视图。该发光二极管形成于第一导电类型基片11上，该第一导电类型基片具有下层电极12在其后表面上，通过顺序地层压第一导电类型缓冲层12，第一导电类型DBR(分布式布喇格反射器)层13，第一导电类型覆盖层(clad layer)14，第二导电类型发光层(也称作“活性层”(active layer))15，第二导电类型覆盖层16，用于透明电极的第二导电类型第一接触层(吸收性的GaAs)17，第一导电类型电流阻断层18，第二接触层(Zn层)19，第一导电类型透明电极(ITO薄膜)110和用于导线结合的电极(也称作“结合片”)111。因此，该发光二极管具有双异性(double-hetero)结构的第二导电类型发光层15，由此增加发光效率；具有第一导电类型的电流阻断层18，由此防止所发射的光由结合片吸收；并具有第一导电类型的透明电极110在装置的整个表面上，由此使得电流的扩散良好并防止发光效率由于电流的集中而降低(例如，参见日本未审查的特许公开No.HEI 11(1999)-4020和日本特许公报3084364)。但是，根据以上的常规技术，吸收性的GaAs用于透明电极的第二导电类型的接触层中；因此，产生了问题，降低了发光输出。此外，为了形成ITO薄膜必须将电极加热且其薄膜的生长速度很低；因此，产生了问题，制造这种发光二极管很费钱和费时。专利技术概述因此，本专利技术的目的在于提供一种具有高亮度和改进的生产率的发光二极管。本专利技术人认真地进行研究来解决上述问题，结果专利技术了一种发光二极管，它具有至少，AlGaInP发光层和透明电极，该透明电极由用第III簇元素或其化合物掺杂的ZnO薄膜制成，由此可以提供具有高亮度和改进的生产率的发光二极管，其中可以获得低电阻率为了允许二极管用作稳定的器件并导致完成本专利技术。因此，根据本专利技术，所提供的是一种发光二极管，它具有至少，AlGaInP发光层和透明电极，其中所述透明电极由用第III簇元素或其化合物掺杂的ZnO薄膜制成。附图概述图1是示出常规发光二极管实例的示意性剖视图；图2A和2B是本专利技术的发光二极管(第一实施例)的示意图，其中图2A是制造过程中的发光二极管的示意性剖视图，而图2B是完成后的装置的示意性剖视图；图3A和3B是本专利技术的发光二极管(第二实施例)的示意图，其中图3A是制造过程中的发光二极管的示意性剖视图，而图3B是完成后的装置的示意性剖视图；图4A和4B是本专利技术的发光二极管(第三实施例)的示意图，其中图4A是制造过程中的发光二极管的示意性剖视图，而图4B是完成后的装置的示意性剖视图；以及图5是本专利技术的发光二极管的第一导电类型的透明电极和接触层的能带图。 具体实施例方式根据本专利技术的发光二极管具有，至少，AlGaInP发光层和透明电极，其中所述透明电极由用第III簇元素或其化合物掺杂的ZnO薄膜制成。以下，将根据第一到第三实施例具体描述本专利技术的发光二极管结构和其制造方法，但本专利技术不限于这里描述的这些实施例。第一实施例图2A和2B是本专利技术的发光二极管(第一实施例)的示意图，其中图2A是制造过程中的发光二极管的示意性剖视图，而图2B是完成后的装置的示意性剖视图。关于图中的标号，21表示第一导电类型基片，22表示第一导电类型缓冲层，23表示第一导电类型DBR层，24表示第一导电类型覆盖层，25表示第二导电类型发光层，26表示第二导电类型覆盖层，27表示用于透明电极的第二导电类型接触层，28表示第一导电类型电流阻断层，210表示第一导电类型透明电极，211表示用于导线结合的电极，以及212表示下层电极。第一实施例的发光二极管可以如下制造。首先，根据已知的方法，诸如MOCVD(金属有机化学气相沉积)方法，在n型GaAs基片21上依次形成n型GaAs缓冲层22，n型DBR薄膜23作为反射层，n型AlInP第一覆盖层24，p型AlGaInP发光层25，p型AlInP第二覆盖层26，p型GaP接触层27和n型GaP电流阻断层28(参见图2A)。虽然对于第一导电类型的基片21没有特殊的限制，但是较佳地，n型GaAs基片具有从表面(100)沿<011>倾斜15°的平面方向。此外，可以根据发光二极管的结构适当地设定各薄膜的薄膜厚度，且在第一实施例中，例如，n型GaAs缓冲层22具有0.5微米的厚度，n型DBR薄膜23具有0.1微米的厚度，n型AlInP第一覆盖层24具有1微米的厚度，p型AlGaInP发光层25具有1微米的厚度，p型AlInP第二覆盖层26具有1微米的厚度，p型GaP接触层27具有300埃的厚度以及n型GaP电流阻断层28具有300埃的厚度。接着，在根据已知方法，诸如光刻，在n型GaP电流阻断层28上形成图案之后，根据已知方法，诸如溅射法形成具有0.1微米到0.2微米薄膜厚度的ZnO薄膜作为第一导电类型透明电极210，且根据已知方法，诸如气相沉积法将Au沉积其上以具有约0.5微米到1.0微米的薄膜厚度，从而根据已知方法，诸如光刻形成图案，由此获得用于导线结合的电极211。此外，在根据已知方法，诸如背磨(back-grinding)将第一导电类型基片21抛光成具有约100微米厚度之后，根据已知方法，诸如气相沉积法形成具有0.1微米到0.5微米薄膜厚度的AuGe薄膜作为n侧电极212且将基片划线并分割从而获得如图2B所示的装置。根据本专利技术的发光二极管的透明电极由用第III簇元素或其化合物掺杂的ZnO薄膜制成，且这种结构提供了低电阻率的发光二极管，以便该二极管可以用作具有高亮度和改进的生产率的稳定的器件。较佳地，从Ga，Al，In和其化合物中选择所述第III簇元素或其化合物。这种结构是优选的，因为透明电极呈现更稳定的低电阻率。其化合物的实例包括氧，诸如Ga2O3，Al2O3和In2O3，其中Ga2O3是优选的。此外，被掺杂的第三簇元素和其化合物的量较佳地是ZnO中的1重量％到10重量％，且量的实例是1重量％，2重量％，3重量％，4重量％，4.5重量％，5重量％，5.5重量％，6重量％，7重量％，8重量％，9重量％，10重量％。较佳地，量是3重量％到8重量％，且更佳地是5重量％到7重量％。这种结构是优选的因为透明电极变得具有更稳定、低电阻。根据本专利技术人进行的实验，在将2.0重量％、6.0重量％和10.0重量％的Ga2O3和ZnO掺杂的情况中，其电阻率分别变成1.5×10-3Ω·cm-1，5.0×10-4Ω·cm-1和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，它至少具有AlGaInP发光层和透明电极，其特征在于，所述透明电极由用第III簇元素或其化合物掺杂的ZnO薄膜制成。2.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述第III簇元素或其化合物选自Ga，Al，In和其化合物。3.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，被掺杂的所述第III簇元素和其化合物的量是相对于ZnO的1重量％到10重量％。4.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，除了所述第III簇元素或其化合物，额外地用过渡元素将所述ZnO薄膜掺杂。5.如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述发光二极管在所述AlGaInP发光层和所述透明电极之间具有接触层，且所述接触层选自GaP薄膜、InGaP薄膜或(AlxGa1-x)yI...

【专利技术属性】
技术研发人员：村上哲朗，中津弘志，仓桥孝尚，大山尚一，
申请(专利权)人：夏普株式会社，
类型：发明
国别省市：