[发明专利]一种改善电流扩展效率的发光二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明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改善的发光二极管及其制备方法。

背景技术

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、衬底1。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善电流扩展效率的发光二极管，该发光二极管热性能、寿命和可靠性高。

本发明还提供改善电流扩展效率发光二极管的制备方法，该方法工艺简单，可实现批量化生产。

本发明还提供另一种改善电流扩展效率发光二极管的制备方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种改善发光二极管电流扩展效率的方法，所述的发光二极管包括层状结构外延片，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，所述的P型电流扩展层内设置有电流阻挡层。

本发明还提供一种改善电流扩展效率发光二极管的制备方法，其中：所述的电流阻挡层包括下列方法形成：

(1)将生长好的外延片在P型电流扩展层上沉积一层SiO₂层；

(2)通过蚀刻出窗口区，露出P型电流扩展层；

(3)通过离子植入方式在P型电流扩展层植入与P型电流扩展层掺杂电性相反的N型掺杂离子而形成电流阻挡层。

本发明还提供一种改善电流扩展效率发光二极管的制备方法，其中：所述的电流阻挡层包括下列方法形成：

所述的P电极下方还包括一N型电流阻挡区，所述的电流阻挡层包括下列方法形成：

(1)把衬底放入MOCVD反应腔进行外延生长，依次生长N型电流扩展层、有源发光区和N型电流阻挡区，取出外延片，通过光刻或蚀刻方法将来P电极正下方位置的N型电流阻挡区留下，蚀刻掉N型电流阻挡区的其余部分；

(2)将蚀刻后的外延片清洗干净后，再把外延片放入MOCVD反应腔进行二次外延，继续生长P型电流扩展层，这样就在P电极的正下方形成了N型电流阻挡层。

与现有技术相比，本发明通过在P型电流扩展层内植入电流阻挡层或者通过二次外延的方法形成电流阻挡层，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，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1是现有技术中的发光二极管的外延片截面结构示意图；

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；

图3是本发明实施例的发光二极管的外延片截面结构示意图；

具体实施方式

为了使本发明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，对本发明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发明，并不用于限定本发明。