一种改善电流扩展效率的发光二极管制造技术

本实用新型专利技术提供一种改善电流扩展效率的发光二极管，该发光二极管包括衬底、Ｎ型电流扩展层、多量子阱有源发光区、Ｐ型电流扩展层、透明导电层、Ｐ电极及Ｎ电极，其中，所述的Ｐ型电流扩展层内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层；本实用新型专利技术采用离子植入的方式在Ｐ型电流扩展层内形成电流阻挡层，它能使Ｐ型电极注入的电流横向扩展到电极下方以外的有源发光区，使Ｐ电极下方无电流，不发光，增加了发光效率，减少了焦耳热的产生，提高了器件的热性能、寿命及可靠性。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体器件领域，尤其是涉及一种电流扩展效率得到有 效发送的发光二极管。
技术介绍
发光二级管(LED)是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的固体 发光器件，具有工作寿命长、发光效率高、无污染、重量轻，体积小等优点， 目前，LED发展突飞猛进，已广泛应用于户内外显示、汽车灯、景观照明、 液晶背光及通用照明等领域。目前，普通发光二极管芯片结构如图1所示，主要包括P电极6、 N 电极7、 P型电流扩展层4、有源区3、 N型电流扩展层2、透明导电层5、 村底l。从图中可以看出，电流主要集中在电极正下方的有源区部分区域， 即所谓的电流拥挤效应，横向扩展比较小，电流分布很不均匀。同时，在此 区域电流密度最大，自然发光强度最大；但此区域出射的光绝大部分会被正 上方的不透明电极所遮挡，这将导致LED发光、发热不均匀，使用寿命下 降等问题。为了解决LED的上述问题，国内外均提出了各种各样的解决方案。例如，在P型电流扩展层和P型电极之间镀一层绝缘介质用作电流阻挡层8，，结构如图2所示，这样能够减少电极正下方的电流比例。但是从图中可以看出，由于电流阻挡层和有源发光区之间还有P型电流扩展层，所以，电流仍然会从绕过电流阻挡层到P型电极正下方，同样会使电极正下方发光而被正上方的不透明电极所吸收，产生大量热量，，影响LED的使用寿命。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种改善电流扩展效率的发光二极管，该发光二极管的热性能、寿命和可靠性高。为实现上述目的，本技术的技术方案是提供一种改善电流扩展效率的发光二极管，包括层状结构发光二极管外延片，该外延片包括衬底、N型电流扩展层、多量子阱有源发光区、P型电流扩展层、透明导电层、P电极及N电极，其中，所述的P型电流扩展层内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层。更具体地，所述的电流阻挡层是通过离子植入方法把N型掺杂离子植入到P型电流扩展层的下半部分。更具体地，所述的电流阻挡层是通过离子植入方法把N型掺杂离子植入到P电极的正下方。更具体地，所述的N型掺杂离子包括硅离子。与现有技术相比，本技术通过在P型电流扩展层内设置有电流阻挡层，它能使P型电极注入的电流横向扩展到电极下方以外的有源发光区，电极下方无电流，不发光，增加了发光效率，减少了焦耳热的产生，提高了器件的热性能、寿命及可靠性。附图说明图l是现有技术中的发光二极管的外延片截面结构示意图2是现有技术中经过改进后的发光二极管的外延片截面结构示意图3是本技术实施例的发光二极管的外延片截面结构示意具体实施方式为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。j^阁2 一拙堆JL由-:右+产溪辨漆Aft步^ 一jte營々I^3i & i'古々h3壬片包括衬底l、 N型电流扩展层2、有源发光区3、 P型电流扩展层4、透明导电层5、 P电极6及N电极7，所述的P型电流扩展层4内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层8。由于在LED中，P电极正下方的电流密度很大，该部分电流产生的大量光子不但不能发射到体外，反而由于P电极的遮挡、反射、吸收或在体内吸收，最后在体内变成焦耳热，发热、升温，限制了器件性能的提高及LED的应用。本技术实施例在LED的处延片结构中植入电流阻挡层8，大大减少了注入电流在体内的损耗和无效光子的产生，也减少了热的产生，保证了 LED热特性和可靠性，提高了LED的寿命。本技术实施例所述的LED外延片结构，在P型电极6正下方的P型电流扩展层4下半部分通过离子植入的方式植入与P型掺杂电性相反的N型掺杂离子，如硅离子，这样就在P型电极6的正下方，贴近多量子阱有源发光区3形成了 N型电流阻挡层9 。从而使得从P电极6注入的电流经过P型电流扩展层后，被电流阻挡层9阻挡，不能垂直向下运动，而是绕过电流阻挡层9横向扩展，电流自然地流向P电极以外的有源区，大大降低了P电4l正下方的电流密度。本技术实施例是通过下列步骤制得(1)取现有技术中生长好的发光二极管外延片清洗并吹干后，在P型电流扩展层上面通过等离子体增强化学气相沉积系统(PECVD)沉积一层Si02,光刻并腐蚀出窗口， P型电极所在位置需露出P型电流扩展层；而其他位置被Si02层覆盖；之后把外延片放入离子植入机，把硅离子精确植入到P型电极正下方的P型电流扩展层的下半部位，这样就形成了离子植入区电流阻挡层9 ;本技术的离子植入技术可将掺质以离子型态植入半导体组件的特定区域上，以获得精确的掺杂特性，这些离子先在离子植入机内赋予能量与速度，以穿透薄膜，更能理想地到达预定的植入深度，离子植入制程可对植入区内的掺质浓度加以精密控制。(2)采用PECVD、反应离子蚀刻机(ICP)和高真空电子束蒸发台等设备，通过蚀刻、光刻、蒸镀、剥离等工艺，在P型电流扩展层上形成透明导电层和P电极，在刻蚀出来的N型电流扩展层上面形成导电薄层和N电极，这样就做成了发光二极管芯片。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。权利要求1、一种改善电流扩展效率的发光二极管，包括层状结构发光二极管外延片，该外延片包括衬底、N型电流扩展层、有源发光区、P型电流扩展层、透明导电层、P电极及N电极，其特征在于所述的P型电流扩展层内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层。2、 根据权利要求1所述的改善电流扩展效率的发光二极管，其特征在于 所述的电流阻挡层是通过离子植入方法把N型掺杂离子才l7v到P型电流扩展层 的下半部分。3、 根据权利要求1或2所述的改善电流扩展效率的发光二极管，其特征在 于所述的电流阻挡层是通过离子植入方法把N型摻杂离子植入到P电极的正 下方。4、 根据权利要求3所述的改善电流扩展效率的发光二极管，其特征在于 所述的N型掺杂离子包括硅离子。专利摘要本技术提供一种改善电流扩展效率的发光二极管，该发光二极管包括衬底、N型电流扩展层、多量子阱有源发光区、P型电流扩展层、透明导电层、P电极及N电极，其中，所述的P型电流扩展层内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层；本技术采用离子植入的方式在P型电流扩展层内形成电流阻挡层，它能使P型电极注入的电流横向扩展到电极下方以外的有源发光区，使P电极下方无电流，不发光，增加了发光效率，减少了焦耳热的产生，提高了器件的热性能、寿命及可靠性。文档编号H01L33/00GK201417785SQ20082021357公开日2010年3月3日 申请日期2008年11月20日 优先权日2008年11月20日专利技术者廖家明, 朱国雄, 杨仁君, 江明璋, 沈志强, 胡加辉 申请人:世纪晶源科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改善电流扩展效率的发光二极管，包括层状结构发光二极管外延片，该外延片包括衬底、Ｎ型电流扩展层、有源发光区、Ｐ型电流扩展层、透明导电层、Ｐ电极及Ｎ电极，其特征在于：所述的Ｐ型电流扩展层内形成有一电流阻挡区，该电流阻挡区内设置有电流阻挡层。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡加辉，廖家明，杨仁君，沈志强，朱国雄，江明璋，
申请(专利权)人：世纪晶源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]