发光二极管晶粒及其制作方法技术

技术编号:6961693 阅读:174 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种发光二极管晶粒,其包括一基板及设置在基板上的半导体发光结构。一透明导电层设置在半导体发光结构表面,一电极层设置透明导电层表面。所述发光二极管晶粒进一步包括一金属层及设置在金属层周围的一缓冲层,所述金属层和缓冲层设置在透明导电层与半导体发光结构之间。所述金属层与半导体发光结构之间形成肖特基接触,所述缓冲层与半导体发光结构之间形成欧姆接触。本发明专利技术通过在金属层与半导体发光结构之间形成肖特基接触,及在缓冲层与半导体发光结构之间形成欧姆接触,由于肖特基接触的接触电阻值较大,其将会使电流往发光二极管晶粒的边缘扩散,从而增加电流分布的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光的半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点,从而可作为光源而广泛应用于照明领域。发光二极管晶粒通常包括ρ型半导体层、活性层、η型半导体层以及形成在该P型半导体层与η型半导体层上的电极。在发光二极管晶粒两端的电极施加电压,空穴和电子将会在活性层复合,辐射出光子。发光二极管晶粒在应用过程中所面临的一个问题是其光取出效率问题。由于电子与空穴在活性层中复合产生光子,因此,发光二极管晶粒的光取出效率与电子在η型半导体层中的分布均勻性有很大关系。为防止活性层所发出的光线被电极所阻挡,电极的面积通常设置的比较小,此时将会出现在电极下方的位置电流密度较大, 而远离电极位置的电流密度较小的情况,从而使得在发光二极管晶粒的η型半导体层的电流分布不均勻,发光二极管晶粒的光取出效率较低。
技术实现思路
有鉴于此,有必要提供一种电流扩散均勻性较佳的发光二极管晶粒。一种发光二极管晶粒,其包括一基板及设置在基板上的半导体发光结构。一透明导电层设置在半导体发光结构表面,一电极层设置透明导电层表面。所述发光二极管晶粒进一步包括一金属层及设置在金属层周围的一缓冲层。所述金属层和缓冲层设置在透明导电层与半导体发光结构之间。所述金属层与半导体发光结构之间形成肖特基接触,所述缓冲层与半导体发光结构之间形成欧姆接触。一种发光二极管晶粒的制作方法,其包括以下步骤在基底上形成半导体发光结构;在半导体发光结构表面形成金属层及缓冲层,其中,缓冲层形成于金属层的周围, 所述金属层与半导体发光结构之间形成肖特基接触,所述缓冲层与半导体发光结构之间形成欧姆接触;在金属层及缓冲层的表面形成透明导电层;在透明导电层表面形成电极层。与现有技术相比,本专利技术在半导体发光结构表面设置一金属层及一设置在金属层周围的缓冲层。由于金属层与半导体发光结构之间形成肖特基接触,且缓冲层与半导体发光结构之间形成欧姆接触,因此金属层与半导体发光结构之间的接触电阻要大于缓冲层与半导体发光结构之间的接触电阻。发光二极管晶粒在工作时,其注入电流将会从接触电阻较高区域往接触电阻较低的区域扩散。即,使电流往发光二极管晶粒的边缘扩散,从而增加电流在半导体发光结构表面分布的均勻性。另外,由于金属材料具有较高的反射率,该金属层除了是电流分布均勻外,其也可以将活性层发出的朝向电极层的光线反射,从而避免了该部分光线被电极层所遮挡,从而提高该发光二极管晶粒的光取出效率。附图说明图1是本专利技术的发光二极管晶粒的结构示意图。图2是本专利技术的发光二极管晶粒的金属层和缓冲层的形状。图3-图5是金属层和缓冲层的制作过程。主要元件符号说明发光二极管晶粒100基板11半导体发光结构12ρ型半导体层121活性层122η型半导体层123反射层IM金属层13缓冲层14透明导电层15电极层1具体实施例方式下面以具体的实施例对本专利技术作进一步地说明。请参见图1,本专利技术实施例所提供的发光二极管晶粒100包括一个基板11及设置在基板11上的半导体发光结构12。一金属层13和一缓冲层14设置在半导体发光结构12 的表面,其中,缓冲层14设置在金属层13的周围。金属层13和缓冲层14的表面设置有一层透明导电层15。透明导电层15的表面设置有一层电极层16。基板11由具有高导热率的材料制成,其可以是采用铜、铝、镍、银、金等金属材料或者任意两种以上金属所形成的合金所制成的基板,或者是采用导热性能好的陶瓷基板如硅基板、锗基板。在本实施例中,基板11为具有高导热效率的金属镍层。基板11与半导体发光结构12的结合过程通常为首先通过MOCVD (Metal-organic Chemical Vapor D印osition,有机金属化学气相沉积)的方法在蓝宝石基板上生长半导体发光结构12,然后采用激光切割的方法使半导体发光结构12与蓝宝石基板剥离,最后采用粘合或者电镀的方法使半导体发光结构12与导热基板11结合。半导体发光结构12包括一 ρ型半导体层121、一活性层122、一 η型半导体层123。 当在P型半导体层121表面施加正电压,在η型半导体层123表面施加负电压时,ρ型半导体层121中的空穴与η型半导体层123中的电子将会在活性层复合,能量以光子的形式发出,从而使发光二极管晶粒发光。在本实施例中,半导体发光结构12由GaN材料制作。根据需要,半导体层的制作材料还可以包括AlGaN、InGaN等。在本实施例中,半导体发光结构12进一步包括一反射层124。该一反射层IM设置在半导体发光结构12与基板11相邻的表面。反射层124由银、镍、铝、铜、金等金属材料所制成。该反射层124的目的在于将活性层122所发出的,朝向ρ型半导体层121的光线反射,使其从η型半导体层123 —侧发出,提高整个发光二极管晶粒100的出光效率。在本实施例中,反射层124为银反射层,其通过真空蒸镀的方法形成。根据需要,反射层IM也可以是布拉格反射层,其由折射率不同的材料依次交替形成。金属层13和缓冲层14设置在半导体发光结构12的表面。如图2所示,金属层 13设置在半导体发光结构12的中心位置,缓冲层14设置在金属层13的周围。金属层13 与半导体发光结构12形成肖特基接触,且缓冲层14与半导体发光结构12之间形成欧姆接触。由于金属层13与半导体发光结构12之间为肖特基接触关系,因为肖特基势垒的阻挡,金属层13与半导体发光结构12之间的接触电阻较大。而由于缓冲层14与半导体发光结构12之间为欧姆接触关系,使得缓冲层14与半导体发光结构12之间的接触电阻较小。 因此,当对发光二极管晶粒100施加工作电压时,电流将会流经缓冲层14与半导体发光结构12之间的接触区域。S卩,电流不会集中在半导体发光结构12的中心位置,而会朝着电阻较小的边缘扩散,从而使电流扩散均勻。在本实施例中,金属层13由铝材料制成,其通过 PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Depo sition,等离子体增强化学气相沉积)的方法在半导体发光结构12表面沉积一层铝薄膜,其厚度为0. 1 μ m到0. 3 μ m的范围内。根据需要,该金属层13也可以由铜、锡、锌、镍等金属材料形成。同时,该缓冲层14为透明的金属钛或者二氧化钛薄膜,该缓冲层14形成于半导体发光结构12表面的除金属层13以外的区域,其厚度为0. 1 μ m到0. 3 μ m的范围内。该缓冲层14亦可通过PECVD的方法形成。根据需要,金属层13可设置在电极层16的正下方位置且金属层13的面积要大于电极层16的面积,如此可有效对电极层16注入的电流进行阻挡使其电流从中心往边缘扩散,提高电流在半导体发光结构12表面分布的均勻性。另外,由于金属材料具有较高的反射率,在本实施例中,所述金属层13除了起到使电流从中心往四周扩散的作用外,其还可以起到反射光线的作用。即,金属层13可将从活性层122发出的朝向金属层13的光线反射,然后再经过反射层124反射后,从由透明材料形成的缓冲层14的区域出射。通过金属层13对活性层122光线的反射,避本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管晶粒,其包括一基板及设置在基板上的半导体发光结构,一透明导电层设置在半导体发光结构表面,一电极层设置透明导电层表面,其特征在于,所述发光二极管晶粒进一步包括一金属层及设置在金属层周围的一缓冲层,所述金属层和缓冲层设置在透明导电层与半导体发光结构之间,所述金属层与半导体发光结构之间形成肖特基接触,所述缓冲层与半导体发光结构之间形成欧姆接触。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:赖志成
申请(专利权)人:鸿富锦精密工业深圳有限公司鸿海精密工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:94

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