[发明专利]具备氧化锌层的发光二极管及其制造方法

说明书

公开了一种具备氧化锌层的发光二极管及其制造方法。一实施例的发光二极管包括：发光结构体，包括氮化镓系列的第一导电型半导体层、氮化镓系列的第二导电型半导体层及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；以及ZnO透明电极层，位于所述第二导电型半导体层上，所述ZnO透明电极层包括ZnO种子层及在所述ZnO种子层上形成的ZnO本体层，所述ZnO本体层与所述ZnO种子层相比是多孔性，所述ZnO种子层和所述第二导电型半导体层之间的界面与所述ZnO种子层和所述ZnO本体层之间的界面相比更平坦，所述ZnO种子层和所述ZnO本体层之间的界面具有不规则的凹凸形状。

技术领域

本发明涉及一种具备氧化锌(ZnO)层的发光二极管，尤其涉及氧化锌层用作透明电极的发光二极管。

背景技术

Ⅲ族-氮化物(Ⅲ-N)系列激光或发光二极管对照明、显示器及数据储存领域带来巨大变化，并不断扩展其适用领域。

在基于Ⅲ-N的LED元件中，p-型层显著低的导电性成为导致在发光二极管内电流集中而光效率低的原因。为了实现高光效率，要求导入对发光二极管产生的光高度透明并对p-GaN层形成低的欧姆接触且面电阻低的电流扩散层。

氧化铟锡(ITO)缘于相对高的导电性及低的光学吸收，是目前被多种LED制造业作为LED电流扩散层而选择的材料。然而，由于依赖于蒸镀方法、蒸镀表面性质、热处理(annealing)条件、膜内铟和锡的元素比之类多种要因，ITO膜被报道的性质存在相当大的偏差。尤其，ITO因在膜中存在大量缺陷，所以增加厚度有限，因此在利用高导电性的电流扩散性能改善上有限。

为了克服ITO的这样的限制，使用采用厚度相对薄的ITO膜并追加性导入在电极盘延伸的延伸电极的技术。然而，此时，由于ITO的面电阻增加而在电极盘及延伸电极下方电流集中，由此，在电极盘及延伸电极附近，在ITO膜下方追加了电流阻挡层。然而，导入电流阻挡层导致发光二极管制造工艺复杂，此外，减小ITO膜和p-GaN层的接触面积而增加发光二极管的正向电压。

另一方面，为了解决ITO膜的问题点，正在研究将ZnO膜用作透明电极的技术。与ITO相比，ZnO光吸收率低，因此能够形成为相对更厚，由此，能够向宽大面积均匀扩散电流，从而期待能够降低正向电压。然而，由于ZnO膜使用与GaN不同的源气体，利用通常的CVD技术时，在需要过多的工艺时间等批量生产性方面存在问题。

发明内容

本发明要解决的课题在于提供一种采用ZnO透明电极且批量生产性及可靠性高的发光二极管及其制造方法。

本发明要解决的其它课题在于提供一种能够在高电流及高电压下工作且能够向多个发光单元均匀扩散电流的发光二极管。

本发明的一实施例的发光二极管包括：发光结构体，包括氮化镓系列的第一导电型半导体层、氮化镓系列的第二导电型半导体层及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；以及ZnO透明电极层，位于所述第二导电型半导体层上，所述ZnO透明电极层包括ZnO种子层及在所述ZnO种子层上形成的ZnO本体层，所述ZnO本体层与所述ZnO种子层相比是多孔性，所述ZnO种子层和所述第二导电型半导体层之间的界面与所述ZnO种子层和所述ZnO本体层之间的界面相比更平坦，所述ZnO种子层和所述ZnO本体层之间的界面具有不规则的凹凸形状。

本发明的再其它实施例的发光二极管包括：发光结构体，包括氮化镓系列的第一导电型半导体层、氮化镓系列的第二导电型半导体层及介于所述第一导电型半导体层和所述第二导电型半导体层之间的活性层；以及ZnO透明电极层，位于所述第二导电型半导体层上，所述ZnO透明电极层包括ZnO种子层及在所述ZnO种子层上形成的ZnO本体层，所述ZnO种子层利用溶胶-凝胶法在所述氮化镓系列的第二导电型半导体层上形成，所述ZnO本体层利用水热合成法在所述ZnO种子层上生长，所述ZnO本体层与所述ZnO种子层相比是多孔性。