本发明专利技术涉及一种Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管及其制备工艺。本发光二极管包括：在蓝宝石衬底上依次有缓冲层、本征层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓和Ag/氧化锌基复合电流扩展层、并有n型金属电极(PAD）连接n型氮化镓，p型金属电极（PAD）连接Ag/氧化锌复合透明电流扩展层。其制作方法是：缓冲层、本征层、n型氮化镓、量子阱、p型氮化镓是在MOCVD中依次生长完毕；Ag/氧化锌复合透明电流扩展层分别依次是利用真空蒸镀或者电子束蒸镀的方法将Ag纳米层蒸镀在p型氮化镓表面，再利用磁控溅射的方法将氧化锌基透明薄膜溅射在Ag纳米层薄膜表面，形成Ag/氧化锌复合透明电流扩展层；利用干法刻蚀将n型氮化镓暴露出来，退火处理后利用热蒸发或电子束蒸发等薄膜沉积方法生长金属电极。Ag/氧化锌复合透明电极改善了p型氮化镓与透明电极层之间的欧姆接触，提高了LED芯片的光提取效率和LED芯片的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种发光二极管芯片及其制备方法，特别是一种Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管及其制作方法。
技术介绍
理论上LED的发光效能可以高达2001m/W以上，而现在的白光LED则只有1001m/W 左右，与节能型荧光灯相比还有一定差距；而且其价格与传统光源相比也有很大的劣势。提高LED的发光效率主要有两种途径1)提高LED芯片的内量子效率；2 )提高LED芯片的外量子效率。目前，超高亮度LED的内量子发光效率已经有非常大的改善，最高已经达到80%， 进一步改善的空间不大。因此提高LED芯片的外量子效率是提高LED总发光效率的关键。 而传统结构的GaNg基LED由于全反射和吸收等原因，光提取效率只有百分之几，提高空间很大。同时LED芯片发热也影响着大功率LED的质量和寿命。目前采用的提高LED外量子效率的方法主要有透明衬底技术、金属膜反射技术、表面微结构技术、倒装芯片技术、芯片键合技术、激光剥离技术等。特别是由于ρ-GaN欧姆接触的阻抗一直难以降低，GaN基LED在工作时很大一部分电压会落在P-GaN欧姆接触的界面上，这也会导致在ρ-GaN欧姆接触界面上产生大量的热量，从而引起器件失效。目前改善欧姆接触的主要有表面预处理技术、退火技术、采用异质结和超晶格结构技术、重掺杂技术等。而Ni/Au基金属化和ITO透明导电薄膜是其中比较成熟的技术。为了降低p-GaN的接触电阻和使电流扩散均勻，p_GaN厚度较薄，一般小于0. 2微米，同时p-GaN电极面积较大。电极层对光的遮挡和吸收是影响外量子效率的一个重要因素。因此，实现低欧姆接触阻抗的P-GaN透明电极，对提高LED的质量、使用寿命和发光效率，促使LED在照明领域中的应用，有重要意思。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管芯片及其制造方法，本发光二极管芯片提高了大功率发光二极管的出光效率，增加P型半导体层电流扩散的均勻性。为达到上述目的，本专利技术的构思是针对当前LED存在的铟资源紧缺、铟的有毒性、工艺复杂等问题，提高采用透过率高、掺杂导电性好、资源丰富的氧化锌做为电流扩展层，为了氧化锌电流扩展与P型氮化镓表面形成良好的欧姆接触，在P型氮化镓表面溅射氧化锌薄膜前先蒸镀一层Ag纳米薄膜；曾同时通过设计特定形状的P型金属电极极大的提高了 P型半导体层的电流扩展层的电流扩散均勻性。从而提高LED光效和可靠性。根据上述的专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案1. 一种Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管，包括蓝宝石衬底、缓冲层、本征层、η 型氮化镓、量子阱、P型氮化镓、Ag/氧化锌基透明电流扩展层、η型金属电极(PAD)连接η型氮化镓、P型金属电极(PAD)连接复合透明电极。其中在于缓冲层、本征层、η型氮化镓、量子阱、P型氮化镓是在MOCVD中依次生长完毕。其中缓冲层、本征层、η型氮化镓、量子阱、ρ 型氮化镓是在MOCVD中依次生长完毕；其特征在于所述的Ag/氧化锌基透明电流扩展层其制备方法是依次是利用电子束蒸镀或者真空蒸镀的方法将Ag纳米薄膜蒸镀在ρ型氮化镓表面，再利用磁控溅射的方法将氧化锌透明薄膜溅射在ITO薄膜表面，形成ITO/氧化锌复合透明电极，其中Ag纳米薄膜的材质金属Ag，氧化锌基透明导电薄膜的材质是SiOAa或 &ι0:Α1或SiOJn ；所述的η型金属电极⑶是金属复合电极，材质是Ti/Al或Cr/Pt/Au ； 所属的P型金属电极(9)是金属复合电极，材质是Ni/Au或Cr/Pt/Au。2.上述的ρ型金属电极具有的特殊形状交叉十字型，此种形状ρ型金属电极(9)使得电流扩散更均勻，提高LED芯片的可靠性。3. 一种制造根据权利1要求所述的透明电极发光二极管的制作方法，其特征在于工艺步骤如下1)用MOCVD的方法在衬底上依次缓冲层(2)、本征层(3)、η型氮化镓、量子阱 (5)、ρ型氮化镓(6)；2)对外延片进行镁激活退火处理；3)使用化学试剂对外延片进行表面处理，其化学试剂是KOH或者HCl或者王水；4)通过电子束蒸发和真空蒸镀分别沉积Ag透明导电薄膜和氧化锌透明导电薄膜， 形成Ag/氧化锌基透明电流扩展层(7)；5)用湿法腐蚀的方法刻蚀出所设计的Ag/氧化锌基透明电流扩展层(7)的图形；6)通过离子刻蚀或ICP干法刻蚀将η型氮化镓暴露出来；对外延片进行退火处理，一方面降低Ag纳米薄膜层与氮化镓表面层以及Ag纳米薄膜层和氧化锌基薄膜层以及之间的接触电阻，一方面修复刻蚀损伤；7)通过热蒸发或电子束蒸发的方法沉积η型金属电极(8)和ρ型金属电极(9)8)再次退火处理，进行金属电极的合金化；9)分割外延片。所述的Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管的制作方法，Ag/氧化锌复合透明电极是首先利用电子束蒸发或者真空蒸镀的方法在P型氮化镓表面蒸镀一层Ag纳米薄膜， 再利用磁控溅射的方法在Ag纳米薄膜溅射一层氧化锌基透明薄膜，形成Ag/氧化锌复合透明电极。所述的Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管的制备方法，其特征在于利用氩离子或ICP干法刻蚀将η型氮化镓暴露出来，退火处理后利用热蒸发等薄膜沉积方法生长金属电极。芯片的尺寸为lmmXlmm，为了辅助Ag/氧化锌进行更好的电流扩散，设计了一种ρ 型金属电极，Ag/氧化锌透明电极改善了 ρ型氮化镓表面与透明电极层之间的接触电阻，提高了 LED的光提取效率，而此种形状的ρ型金属电极是的电流扩散更均勻，从而提高了 LED 芯片的可靠性。本专利技术的Ag/氧化锌基复合透明电极发光二极管与传统的镍金电极和掺锡氧化铟电极以及纯氧化锌基电极相比有显而易见的优势透过率较高，降低了透明电极和P型氮化镓表面的接触电阻，形成更好的欧姆接触，制备工艺简单，成本低廉，P型半导体层电流扩散更均勻。效率的提高、可靠性的提高和成本的降低都将推动LED照明的步伐。附图说明图1和图2是本专利技术的未沉积金属的电极的LED芯片结构图，其中图1为主视图， 图2为俯视图3和图4是本专利技术ρ型电极形状，其中图3为主视图，图4为俯视图。 具体实施例方式本专利技术的优选实例结合附图说明如下实施例一参见图1和图2，本Ag/氧化锌基透明电极发光二极管包括在蓝宝石衬底 1上依次有缓冲层2、本征层3、η型氮化镓4、量子阱5、ρ型氮化镓6和Ag/氧化锌基透明电流扩展层7，并有η型金属电极(PAD) 8连接η型氮化镓4，ρ型金属电极(PAD) 9连接Ag/ 氧化锌基透明电流扩展层7，其中缓冲层2、本征层3、n型氮化镓4、量子阱5、p型氮化镓6 是在MOCVD中依次生长完成的；所述的Ag/氧化锌基透明电流扩展层7是Ag/氧化锌复合透明电极，其中Ag纳米薄膜的材质是金属Ag，氧化锌基透明导电薄膜的材质是SiOAa或 ZnOiAl或SiO: h ；所述的η型金属电极8是金属复合电极，材质是Ti/Al或Cr/Pt/Au ；所属的P型金属电极(9)是金属复合电极，材质是Ni/Au或Cr/Pt/Au。实施例二 本实施例与与实施例一基本相同，特别之处是p型电极的特殊形状 交叉十字型，此种形状的P型金属电极9使得电流扩散更均勻，提高了 LED芯片的可靠性。实施例三本透明电极发光二极管芯片制造方法如下首先，用MOCVD的方法在衬底上本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种Ａｇ／氧化锌基复合透明电极的发光二极管，包括：蓝宝石衬底（１）、缓冲层（２）、本征层（３）、ｎ型氮化镓（４）、量子阱（５）、ｐ型氮化镓（６）、Ａｇ／氧化锌基透明电流扩展层（７）、ｎ型金属电极（８）连接ｎ型氮化镓（４）、ｐ型金属电极（９）连接Ａｇ／氧化锌基透明电流扩展层（７），其中缓冲层（２）、本征层（３）、ｎ型氮化镓（４）、量子阱（５）、ｐ型氮化镓（６）是在ＭＯＣＶＤ中依次生长完毕；其特征在于所述的Ａｇ／氧化锌基透明电流扩展层（７）的制备方法是依次是利用电子束蒸镀或者真空蒸镀的方法将Ａｇ纳米薄膜蒸镀在ｐ型氮化镓表面，再利用磁控溅射的方法将氧化锌透明薄膜溅射在Ａｇ纳米薄膜表面，形成Ａｇ／氧化锌复合透明电极，其中Ａｇ薄膜的材质是纯金属Ａｇ颗粒，氧化锌基透明导电薄膜的材质是ＺｎＯ：Ｇａ或ＺｎＯ：Ａｌ或ＺｎＯ：Ｉｎ；所述的ｎ型金属电极（８）是金属复合电极，材质是Ｔｉ／Ａｌ或Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ；所属的ｐ型金属电极（９）是金属复合电极，材质是Ｎｉ／Ａｕ或Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ。
【技术特征摘要】
1.一种Ag/氧化锌基复合透明电极的发光二极管，包括蓝宝石衬底(1)、缓冲层O)、 本征层C3)、11型氮化镓(4)、量子阱( 、？型氮化镓(6)、Ag/氧化锌基透明电流扩展层(7)、 η型金属电极(8)连接η型氮化镓G)、p型金属电极(9)连接Ag/氧化锌基透明电流扩展层(7)，其中缓冲层(2)、本征层(3)、n型氮化镓(4)、量子讲(5)、p型氮化镓(6)是在MOCVD 中依次生长完毕；其特征在于所述的Ag/氧化锌基透明电流扩展层(7)的制备方法是依次是利用电子束蒸镀或者真空蒸镀的方法将Ag纳米薄膜蒸镀在ρ型氮化镓表面，再利用磁控溅射的方法将氧化锌透明薄膜溅射在Ag纳米薄膜表面，形成Ag/氧化锌复合透明电极，其中Ag薄膜的材质是纯金属Ag颗粒，氧化锌基透明导电薄膜的材质是SiOAa或&ι0:Α1或 SiO: 所述的η型金属电极(8)是金属复合电极，材质是Ti/Al或Cr/Pt/Au;所属的ρ型金属电极(9)是金属复合电极，材质是Ni/A...
【专利技术属性】
技术研发人员：李喜峰，王万晶，张建华，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。