[发明专利]具有透明导电层的发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电器件的制作，具体涉及一种具有透明导电层的发光二极管及相应的制作方法。

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，一般在p型材料层上加一电流扩展层。氧化铟锡（ITO）为目前发光二极管制作中使用最为广泛的电流扩展层材料之一，其主要优先包括：1）可见光波段的穿透率很高，是良好的透明导电窗口；2）折射率与发光半导体材料较为匹配，有利于提高取光效率。为了达到较佳的导电性及透光率，一般要求形成的ITO薄膜的致密性越佳越好。

发明内容

本发明提供了一种具有透明导电层的发光二极管及制作方法，其可有效提升器件的取光效率。

根据本发明的第一个方面，具有透明导电层的发光二极管，包括：外延层，由半导体材料层堆叠而成；透明导电层，形成于所述发光外延层之上。其中，所述透明导电层由第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层构成；所述第一氧化铟锡层形成于所述发光外延层上，其为不完全连续的薄膜分布状态；所述第二氧化铟锡层形成于所述第一氧化铟锡层上，其致密性优于所述第一氧化铟锡层。

进一步地，所述第一氧化铟锡层的厚度为10~100?。

进一步地，所述第一氧化铟锡层通过电子束蒸镀形成，呈不完全连续的薄膜分布，其上分布有孔洞结构，孔洞直径为50~100nm。所述孔洞结构与所述发光二极管的发光外延层形成自然的纵向电流阻挡作用。

进一步地，所述第二氧化铟锡层通过离子束溅射的方式形成。

进一步地，所述第二氧化铟锡层分为底部层和主体层，所述底部层采用第一离子束溅镀而成，主体层采用第二离子束溅镀而成，其中所述第一离子束的能量小于第二离子束的能量。

进一步地，所述第二氧化铟锡层的底部层厚度为100~200?。

进一步地，所述第二氧化铟锡层的主体层厚度为600~1200?。

进一步地，所述第二氧化铟锡层的主体层的电阻率为10~20                                                。

进一步地，所述第二氧化铟锡层的底部层的电阻率为20~30。

根据本发明的第二个方面，具有透明导电层的发光二极管的制作方法，包括步骤：提供一基板，外延生长发光外延层，其依次包括第一限制层、发光层、第二限制层；在发光外延层形成第一氧化铟锡层，其呈不完全连续的薄膜分布状态；在所述第一氧化铟锡层上形成第二氧化铟锡层，其致密性优于所述第一氧化铟锡层；所述第一氧化铟锡层和第二氧化铟锡层构成透明导电层。

进一步地，采用电子束蒸镀方式形成第一氧化铟锡层，其电子束蒸镀的速率为0.5~1?/s，所形成的氧化铟锡层的厚度为10~100?。所述呈不完全连续的薄膜分布的第一氧化铟锡层上分布有孔洞结构，所述孔洞直径50~100nm。孔洞结构与发光外延层形成自然的纵向电流阻挡作用。

进一步地，采用下述方法形成第二氧化铟锡层：采用第一离子束，在所述第一氧化铟锡层上溅镀第二氧化铟锡层的底部层；采用第二离子束，在所述第二氧化铟锡层的底部层上溅镀第二氧化铟锡层的主体层；所述第一离子束的能量小于第二离子束的能量。

进一步地，所述第一离子束的电流为50~60A，电压为45~50v，蒸镀速率为1~2?/s；所述第二离子束的电流为70~80A，电压为50~55v，蒸镀速率为2~6?/s；形成的第二氧化铟锡层的底部层厚度为100~200?，电阻率为20~30；形成的第二氧化铟锡层的主体层厚度为600~1200?，电阻率为10~20。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。

图1为采用电子束蒸镀形成的ITO的SEM外观照片图。

图2为采用离子束溅射形成的ITO的 SEM外观照片图。

图3为根据本发明实施的具有透明导电层的发光二极管结构示意图。

图4为根据本发明实施的透明导电层结构示意图。