具有低阻层的发光二极管结构制造技术

一种二极管结构，其包括于ｐ型与／或ｎ型区域的低阻层结构，可降低ｐ型与／或ｎ型区域的等效电阻，以降低元件操作电压，提升功率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种半导体元件，特别是关于一种应用于低电洞移动率的二极管元件上，可降低其等效电阻，本专利技术特别适用于宽能系材料如氮化镓二极管元件等的应用。
技术介绍
典型的光电元件由于磊晶技术的发展，常于基板上依序成长n型区域，发光区域，p型区域，并于n型及p型区域中制作电极接触区，由于电子移动率比电洞移动率为高，且电洞的有效掺杂量一般比电子为低，亦即于相同厚度与结构下，p型电阻均高于n型电阻，一般解决方法皆将p型形成长薄，且将其成长于结构的最上方，以降低电阻。然于发光二极管的应用上，为增加发光效率，透明电极乃是一相当重要选择，于氮化镓发光二极管上，常以Ni/Au蒸镀于其p区域上，以热处理使其透明化，以增加穿透率，至于一般常用透明导电氧化物材料，氧化铟锡(indium tinoxide，ITO)，虽然与n型氮化镓可形成欧姆接触，于p型氮化镓上，则由于功函数问题，导致无法形成良好的欧姆接触，因而无法直接应用于氮化镓元件，而一般的作法，可于ITO与p型氮化镓间增加一间接层(interlayer)，以调整介面参数如功函数等，以使其形成欧姆接触，降低接触电阻，然而这种作法由于增加该间接层，影响元件的透光率与操作性，且于高温长时操作下，此间接层的稳定性亦是问题。因此，有以p型向下的结构，成长的发光二极管结构，而于最上层的n型区域与ITO接触以形成良好的欧姆特性，然于此法，其下的p型区域则由于前述特性，导致电阻相当高，因而限制此结构发展。图1为公知技艺传统的氮化镓二极管磊晶结构示意图，包括一基板101；一氮化镓化合物半导体低温缓冲层103；一无掺杂型氮化镓化合物半导体层105；一n型氮化镓化合物半导体层107；一氮化镓化合物半导体发光活性层(active layer)109；一p型氮化镓化合物半导体111，经由元件制程技术，制作n电极113与p层透明电极115与p电极117。于ITO电极应用上，为了改善上述p型区域与ITO无法形成良好欧姆接触的问题，可以p型向下的结构来解决，如图2所示。包括一基板201；一氮化镓化合物半导体低温缓冲层205；一无掺杂型氮化镓化合物半导体层205；一p型氮化镓化合物半导体层207；一氮化镓化合物半导体发光活性层(active layer)209；一n型氮化镓化合物半导体211。经由元件制程技术，制作n型透明电极ITO 213与n层电极215与p型电极217等。于此状况下，虽可解决n型氮化镓化合物半导体层211的ITO接触问题，然却使p型氮化镓化合物半导体层207产生了较大的电阻，因而限制了用途，虽然，可以改变厚度的方法来降低电阻，然而改善有限，因此，如何有效的降低n型氮化镓化合物半导体层211的电阻，乃成为p型向下结构的主要课题，本专利技术即在提出一种穿隧层结构，利用穿隧效应来解决二极管高电阻问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种结构，透过该结构可使二极管元件的等效导电率增加，且不必改变磊晶厚度。本专利技术在该架构位于二极管磊晶结构中的p层中，加入一导电性较佳的n层，并于p与n层之间，加入一穿隧层，此低阻层由高浓度的p型与n型材质，或/且以不同的异质结构所组成。于偏压下，电流或电子流透过电极经由偏压/穿隧效应越过此低阻层，到达容易导电的n层，于n层或介面层移动至发光层下方，再经由崩溃/穿隧效应进入p层区域中，再进入发光区与电子结合成光子。也就是说，本专利技术提供一种具有低阻层的发光二极管结构，该结构包括位于p或n层区域之一的低阻层；其中该低阻层是藉由利用载子经由穿隧效应、崩溃效应、或诸如此类的效应，以降低该磊晶结构的电阻或操作电压。该p/n介面的厚度介于10埃(A)到2000埃(A)之间。该低阻层是p/n型氮化铝铟镓半导体层的超晶格结构(Inx1Gay1Al(1-x1-y1)N∶MgZnSi/Inx2Gay2Al(1-x2-y2)N∶MgZnSi，(0≤x1，y1≤1，0≤x2，y2≤1，0≤x1+y1≤1，0≤x2+y2≤1)所构成，其厚度组合是介于10到500埃(A)之间或10到500埃(A)之间，对数在3至100对之间，总厚度约在210至100000埃(A)之间。该结构进一步包括下层电极其是位于p型氮化铝铟镓半导体层、低阻层结构、或n型氮化铝铟镓半导体层上。为了让本专利技术的目的及优点更能显而益见，以下将由详细描述中的具体实施例并配合附图说明。附图说明图1是一公知技艺传统的n向下的氮化镓发光二极管结构示意图。图2是一n向下的氮化镓发光二极管结构示意图。图3是一结构示意图，说明本专利技术实施例一的氮化镓发光二极管磊晶结构。图4为一说明实施例二的氮化镓二极管磊晶结构示意图。图5为一说明实施例二的氮化镓二极管磊晶结构示意图。图中101 基板103 氮化镓化合物半导体低温缓冲层105 无掺杂型氮化镓化合物半导体层107 n型氮化镓化合物半导体层109 氮化镓化合物半导体发光活性层111 p型氮化镓化合物半导体113 n电极115 p层透明电极117 p电极201 基板203 氮化镓化合物半导体低温缓冲层205 无掺杂型氮化镓化合物半导体层207 p型氮化镓化合物半导体层209 氮化镓化合物半导体发光活性层211 n型氮化镓化合物半导体层 213 n型透明电极ITO301 基板303 氮化镓化合物半导体缓冲层305 n或无掺杂型氮化镓化合物半导体层307 n型氮化镓化合物半导体层309 低阻层311 重掺杂的p型氮化镓化合物半导体层313 p型氮化镓化合物半导体层315 发光层317 n型氮化镓化合物半导体层319 重掺杂n型氮化镓化合物半导体层321 ITO透明电极323 金属接触层325 p型接触层401 基板403 氮化镓化合物半导体缓冲层405 n或无掺杂型氮化镓化合物半导体层407 n型氮化镓化合物半导体层409 低阻层411 重掺杂p型氮化镓化合物半导体层413 p型氮化镓化合物半导体层415 发光层417 n型氮化镓化合物半导体层419 重掺杂的n型氮化镓化合物半导体层421 ITO透明电极层423 金属接触层425 接触层501 基板503 氮化镓化合物半导体缓冲层 505 n型或无掺杂型氮化镓化合物半导体层507 n型氮化镓化合物半导体层509 低阻层511 重掺杂的p型氮化镓化合物半导体层513 p型氮化镓化合物半导体层515 发光层517 n型氮化镓化合物半导体层519 重掺杂n型氮化镓化合物半导体层521 ITO透明电极523 金属接触层525 ITO透明电极527 接触层具体实施方式本专利技术将于文后利用具体实施例且参考相关附图说明，文内的氮化镓化合物半导体是利用金属有机化学气相沉积法(MOCVD)或分子束磊晶法(MBE)或其它磊晶技术制作。本专利技术所述的n型氮化镓化合物半导体的n型掺杂杂质可为硅(Si)、锗(Ge)或其它具相同功能的元素。本专利技术所述的p型氮化镓化合物半导体的p型掺杂杂质可为镁(Mg)、锌(Zn)、铍(Be)或其它具相同功能的元素。低阻层乃是利用载子经由如穿隧效应，或崩溃效应等，以降低电阻，或操作电压的一种结构，实质结构如高浓度(＞＝7×10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有低阻层的发光二极管结构，其特征是该结构包括位于ｐ或ｎ层区域之一的低阻层；其中该低阻层是藉由利用载子经由穿隧效应、崩溃效应，以降低该磊晶结构的电阻或操作电压。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝文厚，陈隆建，简奉任，
申请(专利权)人：璨圆光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]