[发明专利]一种氮化物发光二极管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体光电子器件及照明领域，尤其是氮化物发光二极管芯片及其制备方法

背景技术

发光二极管（Light Emitting Diode，简称LED）将成为下一代日常照明光源已成为世界各国政府、科技界及产业界的共识，是继白炽灯，荧光灯之后的21 世纪新一代“绿色照明”光源。 它具有节能环保、寿命长、体积小和色彩丰富等许多优点，其作为日常照明光源的实现将产生极大的社会和经济效益。

发光二极管芯片是二极管的核心部分，它是靠电子和空穴的复合来发光，因此在整个运作工程中，电流在器件中的分布和扩展对整个芯片的性能乃至最终的器件性能都有着很重要的影响。目前商品化的用于白光照明的LED芯片主要是采用有机金属化学气相沉积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD）的方式在Al₂O₃上生长GaN。由于Al₂O₃衬底不导电，因此作为P型和N型欧姆接触电极都只能制作在芯片的同一侧。而无论是N-GaN层还是P-GaN层的横向电阻与金属而至一些金属氧化物相比都是不能忽略的。这会导致靠近P、N电极焊盘的地方电流拥挤，严重影响到器件的性能。

目前采用的解决方案，一般有采用Ni/Au、ITO、ZnO等作为P型欧姆接触及透明电极扩展层，优化P、N焊线电极形状，制作电流阻挡层等。制作优化的P、N焊线电极使用更多的金属电极是有效改善电流扩展的方法，但缺点是金属电极会吸收光，影响器件光效。在已经公开的专利CN 102522472 A《具有电流阻挡层的发光二极管及其制作方法》中采用离子轰击的办法制作电流阻挡层用以改善P-GaN的电流分布；CN 101969089 A《一种具有电流阻挡层氮化镓基发光二极管的制作方法》中采用非掺杂的GaN作为电流阻挡层用以改善P-GaN的电流分布；CN 101937958 A《高光提取效率氮化镓基发光二极管的制备方法》中采用在N-GaN上也制作透明导电层以改善N-GaN的电流扩展，同时减小金属电极吸光导致的光效降低。

通过实践和生产实践证明以上方式都在改善P-GaN或N-GaN的电流扩展方面起到了良好的作用，提高了芯片的光效和稳定性。但是CN 102522472 A及CN 101969089 A只是改善了P焊线电极附近的电流拥挤现象，且工艺较为复杂；而CN 101937958 A可以有效地改进N-GaN的电流扩展也减少了焊线电极的遮蔽效应，但工艺制作上裸露的PN结上蒸镀透明电极并进行腐蚀，虽然经过严格的控制也能满足生产要求，但经过统计其器件在反向漏电上的不良率要明显偏高。

发明内容

为了解决上述LED芯片及其制作方法中的不足，本发明旨在提供一种具有良好电流扩展性能、高光效的LED芯片及其制作方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种氮化物发光二极管的制备方法，包括如下步骤：在衬底上依次生长N型氮化物层、发光层、P型氮化物层；去除部分P型氮化物层和发光层，直至暴露出N型氮化物层；在P型氮化物表面形成电流阻挡层；在P型氮化物层和暴露出的N型氮化物层的表面形成透明电极；在透明电极表面制作焊线电极，并且P型氮化物层表面的焊线电极的位置与P型氮化物层表面的电流阻挡层位置相对应。

可选的，在制作透明电极的同时，还在P型氮化物层和暴露出的N型氮化物层的交界处形成PN结保护层

可选的，PN结保护层和电流阻挡层材料各自独立地选自于氧化硅、氮化硅、氧化钛、和氧化铝中的一种或多种的组合。

可选的，透明电极的材料选自于Ni/Au、ITO、和ZnO中的一种或多种的组合。

可选的，采用湿法腐蚀工艺形成透明电极，所述湿法腐蚀的所采用的腐蚀液选自于FeCl₃和HCl混合溶液，王水、CH₃COOH和王水混合溶液，I₂和KI混合溶液，以及HF和NH₄F混合溶液中的任意一种。

可选的，焊线电极的材料选自于Cr/Au、Cr/Pt/Au、Cr/Pd/Au、Ti/Al、Ti/Au、Ti/Al/Ti/Al、和Ti/Al/Cr/Au中的任意一种。