[发明专利]发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管及其制作方法，更具体地是具有透明导电层的发光二极管及其制作方法。

背景技术

发光二极管（LED）经过多年的发展，已经广泛用于显示、指示、背光、照明等不同领域。III-V族化合物是当前主流的用于制作发光二极管的半导体材料，其中以氮化镓基材料和铝镓铟磷基材料最为普遍。传统的P型III-V族半导体材料的电流扩展性能一般较差，为了使电流能够均匀地注入发光层，常常需要在p型材料层上加一透明导电层。在众多可作为透明导电层的材料中，诸如：氧化铟锡（ITO）、氧化镉锡（CTO）、氧化铟（InO）和氧化锌（ZnO）等，均可使用于提高电流的扩散效果，其中ITO（Indium Tin Oxide 氧化铟锡）是被最广泛应用的一种，ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，通常有两个性能指标：电阻率和透光率，由于ITO可同时具有低电阻率及高光穿透率的特性，符合了导电性及透光性良好的要求。与其它透明的半导体导电薄膜相比，ITO具有良好的化学稳定性和热稳定性。

目前，采用溅镀（英文为sputtering）ITO以其优越的性能逐渐成为代替蒸镀（英文为evaporation deposition）ITO的一个重要趋势，主要是基于溅镀的ITO具有降低电压和提高亮度的优势。但是，溅镀的ITO膜表面较为平滑，导致与金属电极粘附性差。特别当经过高于250℃的温度后，由于ITO和金属电极材料的热膨胀系数相差较大，膜层间的应力也相应地增大，将导致电极粘附性大大降低。

业界解决此类掉电极的方法主要有：对ITO膜进行粗化，调整镀膜的工艺参数等。但是，目前这些技术仍然不完善，具有相应的缺点。如对ITO采用溶液进行湿法粗化，由于溅镀的ITO微观结构一般是由大小为30nm~100nm的晶粒拼接而成，湿法粗化对于每个晶粒蚀刻是各向同性的，导致粗化后仍然表面较平整。而调整镀膜的工艺参数，一般采用分段式镀膜或者降低速率等，而往往还要兼顾光电参数和电极粘附性，使得工艺参数调整较为困难

发明内容

本发明提出了一种具有透明导电层的发光二极管及其制作方法，其可以保证电流扩展性，降低工作电压且减少对光的吸收。

根据本发明的第一个方面，发光二极管，包括：衬底；发光外延层，由从下至上依次为第一限制层、发光层和第二限制层的半导体材料层堆叠而成，形成于衬底之上；电流阻挡层，形成于所述发光外延层的局部区域之上；透明导电结构，形成于所述电流阻挡层之上并延伸至所述发光外延层的表面，划分为出光区和非出光区，其中非出光区与电流阻挡层对应，其厚度大于出光区的厚度，使得该结构与发光外延层形成良好的欧姆接触且减少对光的吸收；P电极，形成于透明导电结构的非出光区之上。

进一步地，所述透明导电结构包括：第一透明导电层，形成于所述电流阻挡层之上，其图案与所述电流阻挡层的图案对应；第二透明导电层，披覆于第一透明导电层及电流阻挡层之上并延伸至所述发光外延层的表面，且第二透明导电层的下表面面积大于电流阻挡层的上表面面积。

进一步地，所述第二透明导电层与P电极的接触的表面为粗糙面。

进一步地，所述第一透明导电层的厚度为300~5000?。

进一步地，所述第二透明导电层的厚度为300~5000?。

进一步地，所述第一透明导电层或第二透明导电层的材料选用氧化铟锡（ITO）或氧化锌（ZnO）或氧化镉锡（CTO）或氧化铟（InO）或铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）或铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）或镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）中的一种。

进一步地，所述第二透明导电层的材料与第一透明导电层的材料相同。

根据本发明的第二个方面，发光二极管的制作方法，包括步骤：

1）提供一衬底，在其外延生长发光外延层，从下至上依次沉积第一限制层、发光层和第二限制层；

2）在发光外延层的局部区域形成电流阻挡层；

3）在所述电流阻挡层之上制作透明导电结构，并延伸至所述发光外延层的表面，其中与电流阻挡层相当的区域为非出光区，直接与发光外延层接触的区域为出光区，非出光区的厚度大于出光区的厚度，使得该结构与发光外延层形成良好的欧姆接触且减少对光的吸收；

4）在所述透明导电结构的非出光区之上制作P电极。

进一步地，所述步骤3）具体包括：

在所述电流阻挡层上形成第一透明导电层；

在所述第一透明导电层上形成第二透明导电层，并延伸至所述发光外延层的表面；