具有反射与低阻抗接触电极的发光二极管及其制造方法技术

本发明专利技术关于一种具有反射与低阻抗接触电极的发光二极管及其制造方法。所述方法包括：在一衬底上沉积一或多层ｎ型ＩＩＩ族氮化物半导体层，其中所述一或多层ｎ型ＩＩＩ族氮化物半导体层具有一第一表面以及一第二表面；在所述一或多层ｎ型ＩＩＩ族氮化物半导体层的第一表面上沉积一或多层ＩＩＩ族氮化物活化层；在所述一或多层ＩＩＩ族氮化物活化层上沉积一或多层ｐ型ＩＩＩ族氮化物半导体层；在所述一或多层ｐ型ＩＩＩ族氮化物半导体层上沉积一原位（ｉｎ－ｓｉｔｕ）形成层；在所述原位形成层上沉积一或多层反射金属层。本发明专利技术还关于一种ＩＩＩ族氮化物发光二极管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术系关于一种发光二极管及其制造方法，尤其系关于一种。
技术介绍
在日常生活中，发光二极管(LEDs，light emitting diodes)的重要性正与日俱 增。在各种应用层面上皆可发现发光二极管踪影，例如移动式电话的通信设备以及其他电 子装置等方面。近年来，对于视频显示器、光学储存器、照明、医疗器材而言，应用在光电领 域的氮化物衬底二极管材料(例如氮化镓)的需求已大幅增加。传统蓝光发光二极管 系通过使用氮化物半导体材料而形成，例如氮化镓(GaN)、氮化铝镓(AlGaN)、氮化铟镓 (InGaN)、以及氮化铝铟镓(AlInGaN)。大部分前述类型的发光二极管装置的半导体层系以 外延方式形成在非导电的蓝宝石基板上。由于蓝宝石基板为电绝缘体，所以无法直接在蓝 宝石基板上形成电极以驱动电流而流贯发光二极管，而实际做法是将电极分别与一 P型半 导体层以及一 η型半导体层作直接接触，以完成发光二极管装置的制作。然而，此种电极配置以及蓝宝石基板的非导电性质会对装置操作造成极大的限 制。例如，需要在P型半导体层上形成半透明接面，以使电流由P型电极流布到η型电极。 由于发光二极管内部的反射与吸收，半透明接面会减低自发光二极管装置所发射出来的光 强度。另一方面，P型以及η型电极不但会对光造成阻碍，同时也会减少发光二极管装置的 发光面积。此外，由于蓝宝石基板为热绝缘体，所以在装置操作过程中所产生的热量无法 通过蓝宝石基板进行有效散热。因此，已知半导体结构的限制包括(1)由于电极的设置位 置，从η型电极流贯至P型电极的电流并非呈均勻分布；以及(2)由于蓝宝石为热与电绝缘 体，因此热量会于装置操作过程中累积。当ρ型电极以及η型电极被施加顺向电压(forward voltage)时，便可导通发光 二极管，而电流会从P型电极流向活化层。由于传统P-GaN接触层的电阻率高，因而导致电 流散布(current spreading)效应不佳。又，由于ρ型半导体层与反射金属层之间的附着 性较差，所以经常会引起剥落的问题。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术的一实施样态为提供一种具有反射与低阻抗接触电极 的发光二极管的制造方法，包括下列步骤在衬底上沉积一或多层η型III族氮化物半导体 层，其中此一或多层η型III族氮化物半导体层具有第一表面以及第二表面；在此一或多 层η型III族氮化物半导体层的第一表面上沉积一或多层III族氮化物活化层；在一或多 层III族氮化物活化层上沉积一或多层P型III族氮化物半导体；在一或多层P型III族 氮化物半导体层上形成原位(in-situ)形成层；以及在原位形成层上沉积一或多层反射金 属层。此制造方法更包括在一或多层反射金属层上沉积一或多层金属层；移除衬底；以及 在η型III族氮化物半导体层的第二表面上形成一或多层η型电极。此外，可通过光电化学(PEC，photoelectrochemical)氧化与刻蚀处理，而使η型III族氮化物半导体层的第二 表面具有无次序(non-ordered)蚀纹型态，以增加发光二极管的光取出效率。本专利技术的另一实施样态为提供一种具有反射与低阻抗接触电极的发光二极管的 制造方法，包括下列步骤在衬底上沉积一或多层η型III族氮化物半导体层，其中此一或 多层η型III族氮化物半导体层具有第一表面以及第二表面；在此一或多层η型III族氮 化物半导体层的第一表面上沉积一或多层III族氮化物活化层；在一或多层III族氮化物 活化层上沉积一或多层P型III族氮化物半导体；在一或多层P型III族氮化物半导体层 上形成原位形成层；形成多个沟渠，以界定出一或多个台面；在台面的原位形成层上方沉 积一或多层反射金属层；沉积一或多层非导电层，以覆盖各台面；以及移除一部分的非导 电层，以露出反射金属层的表面。此制造方法更包括沉积一或多层金属层，以覆盖台面并 且填满沟渠；移除衬底；以及在η型III族氮化物半导体层的第二表面上形成一或多层η型 电极。此外，可通过光电化学氧化与刻蚀处理，而使η型III族氮化物半导体层的第二表面 具有无次序蚀纹型态，以增加发光二极管的光取出效率。本专利技术的又另一实施样态为提供一种具有反射与低阻抗接触电极的发光二极管 的制造方法，包括下列步骤在衬底上沉积一或多层η型III族氮化物半导体层，其中此一 或多层η型III族氮化物半导体层具有第一表面以 及第二表面；在此一或多层η型III族 氮化物半导体层的第一表面上沉积一或多层III族氮化物活化层；在一或多层III族氮化 物活化层上沉积一或多层P型III族氮化物半导体；在一或多层P型III族氮化物半导 体层上形成原位形成层；在台面的原位形成层上方沉积一或多层反射金属层；形成多个沟 渠，以界定出一或多个台面；沉积一或多层非导电层，以覆盖各台面；以及移除一部分的非 导电层，以露出反射金属层的表面。此制造方法更包括沉积_或多层金属层，以覆盖台面 并且填满沟渠；移除衬底；以及在η型III族氮化物半导体层的第二表面上形成一或多层η 型电极。此外，可通过光电化学氧化与刻蚀处理，而使η型III族氮化物半导体层的第二表 面具有无次序蚀纹型态，以增加发光二极管的光取出效率。本专利技术的又另一实施样态为提供一种III族氮化物发光二极管，包括一或多层η 型III族氮化物半导体层，具有第一表面以及第二表面；一或多层III族氮化物活化层，设 置在此一或多层η型III族氮化物半导体层的第一表面上；一或多层P型III族氮化物半 导体层，设置在一或多层III族氮化物活化层上；原位形成层，原位(in-situ)形成在一或 多层P型III族氮化物半导体层上；以及一或多层反射金属层，设置在原位形成层上。此发 光二极管更包括一或多层金属层，设置在反射金属层上；以及一或多层η型电极，设置在η 型III族氮化物半导体层的第二表面上。η型III族氮化物半导体层的第二表面可经过光 电化学氧化与刻蚀处理，而具有无次序蚀纹型态。根据本专利技术的技术方案，能够提供具有反射与低阻抗接触电极的发光二极管。 附图说明在本专利技术的附图中，以相同的参考符号表示相同的元件。图IA至图IH显示用以说明依照本专利技术的一实施例的发光二极管制造程序的概略 横剖面图；图2显示依照本专利技术的一实施例的光电化学氧化与刻蚀设备；及图3显示依照本专利技术的一实施例的已粗糙化的发光二极管晶片的部分概略横剖 面图。附图标号1 衬底3η型III族氮化物半导体层3a第一表面北第二表面5111族氮化物活化层7p型III族氮化物半导体层9原位形成层11 沟渠12 台面13反射金属层15非导电层17晶种层19金属层21η型电极50发光二极管晶片100光电化学氧化与刻蚀设备110照明系统120电偏压系统130电解质溶液系统140 容器150 载台160 夹具具体实施例方式本专利技术的其他目的与优点可通过随后的详细说明及随附的权利要求而更显明白。图IA至图IH显示用以说明依照本专利技术的一实施例的发光二极管制造程序的概略 横剖面图。图IA显示在衬底1的上方沉积具有第一表面3a以及第二表面3b的η型III族 氮化物半导体层3，在η型III族氮化物半导体层3的第一表面3a上沉积一或多层III族 氮化物活化层5，然后在一或多层III族氮化物活化层5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有反射与低阻抗接触电极的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：在一衬底上沉积一或多层ｎ型Ⅲ族氮化物半导体层，其中所述一或多层ｎ型Ⅲ族氮化物半导体层具有一第一表面以及一第二表面；在所述一或多层ｎ型Ⅲ族氮化物半导体层的第一表面上沉积一或多层Ⅲ族氮化物活化层；在所述一或多层Ⅲ族氮化物活化层上沉积一或多层ｐ型Ⅲ族氮化物半导体层；在所述一或多层ｐ型Ⅲ族氮化物半导体层上形成一原位形成层；及在所述原位形成层上沉积一或多层反射金属层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘文煌，段忠，陈长安，朱俊宜，单立伟，
申请(专利权)人：旭明光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]