[发明专利]GaN基发光二极管及其制作方法

说明书

技术领域

本发明实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种氮化镓(化学式：GaN)基发光二极管及其制作方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种当PN结处于正偏压情况下即会发光的半导体二极管。LED具有体积小、重量轻、结构牢固、抗冲击和抗震能力强、寿命长、环保无污染等诸多优点，已成为近年来最受重视的光源技术之一。

目前主流的LED芯片为基于蓝宝石衬底的正装GaN基LED芯片，其主要由：衬底、发光外延层、第一电极和第二电极组成，其制作顺序由下而上依次为衬底、发光外延层(包括：第一半导体层、发光层、第二半导体层、透明导电层、保护层)以及设置在第一半导体层之上的第一电极以及设置在第二半导体层及透明导电层之上的第二电极。鉴于第二电极对光的吸收和遮挡作用，技术人员对现有技术的两个电极的金属材料加以改进，采用反射率更高的金属作为电极的其中一种材料。例如以铬(化学式：Cr)、铝(化学式：Al)、钛(化学式：Ti)或金(化学式：Au)代替传统的Cr、铂(化学式：Pt)或Au。金属Cr被设置在金属电极的底层用以获得良好的欧姆接触以及电极黏附性。

然而，由于Cr的吸光性特征，若Cr层膜厚过大，则Cr层会大量的吸光，导致LED的亮度变低；因此常用的电子束蒸镀难以实施纳米级(通常为1-3nm)的膜层蒸发，因为Cr层膜非常薄，往往在膜厚的一致性方面产生问题，使得部分区域因没有蒸发到金属Cr，电极与器件之间的欧姆接触变差，导致LED的正向电压过高，容易出现掉电极的现象，致使产品的优良率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种GaN基发光二极管及其制作方法，以克服LED的正向电压过高掉电极，吸光增加致使亮度低的问题，通过对第二电极的接触层和反射层结构进行优化，在保证产品的良率及工艺的稳定性同时，提高了产品的亮度和可靠性。

本发明实施例提供一种GaN基发光二极管，包括：

衬底、发光外延层、第一电极和第二电极；

所述第二电极包括环形金属接触层和圆形金属反射层；所述发光外延层包括电流阻挡层、透明导电层、绝缘保护层、第一半导体层、发光层和第二半导体层；

所述发光外延层设置在所述衬底的上表面；所述第一电极设置在所述发光外延层的所述第一半导体层上；所述第二电极设置在所述发光外延层的所述第二半导体层上；所述透明导电层和所述绝缘保护层分别设置有第一圆孔，所述第一圆孔与所述环形金属接触层中心轴相同。

进一步的，若所述圆形金属反射层设置在所述环形金属接触层的上表面时，所述环形金属接触层的外径小于或等于所述圆形金属反射层的直径；所述环形金属接触层的内径小于或等于所述透明导电层的第一圆孔的直径，且所述环形金属接触层的内径大于零。

进一步的，若所述环形金属接触层设置在所述圆形金属反射层的上表面时，所述圆形金属反射层的直径小于所述透明导电层的第一圆孔的直径。

进一步的，所述环形金属接触层的厚度为3-5纳米；所述圆形金属反射层的厚度为50-200纳米。

本发明实施例还提供一种GaN基发光二极管的制作方法，包括：

将设置在衬底上的发光外延层进行刻蚀处理，除去所述发光外延层的第一位置上的第二半导体层和发光层，露出第一半导体层的所述第一位置；所述第一位置为用于设置第一电极的位置；

在第二半导体层的第二位置形成电流阻挡层；所述第二位置为用于设置第二电极的位置；

在所述第二半导体层和所述电流阻挡层上形成透明导电层；

将所述透明导电层进行刻蚀处理，形成第一圆孔，并在所述电流阻挡层和所述透明导电层的所述第二位置上形成环形金属接触层和圆形金属反射层，所述第一圆孔与所述环形金属接触层中心轴相同；

在所述第一位置上形成第一电极，并在所述环形金属接触层或者所述圆形金属反射层的所述第二位置上形成第二电极。

进一步的，所述在所述电流阻挡层和所述透明导电层的所述第二位置上形成环形金属接触层和圆形金属反射层，包括：

在所述电流阻挡层和所述透明导电层的所述第二位置上形成所述环形金属接触层，并在所述环形金属接触层上形成所述圆形金属反射层；

其中，所述环形金属接触层的外径小于或等于所述圆形金属反射层的直径；所述环形金属接触层的内径小于或等于所述透明导电层的第一圆孔的直径，且所述环形金属接触层的内径大于零。

进一步的，所述在所述电流阻挡层和所述透明导电层的所述第二位置上形成环形金属接触层和圆形金属反射层，还包括：