[发明专利]高压发光二极管透明导电层的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压发光二极管透明电极的制造方法，属于半导体技术领域。

背景技术

现在市场高压发光二极管（HVLED）应用普遍，在发光二极管中，透明导电层作为表面电流扩展至关重要，这种材料要求很高的透光率以及良好的导电性能。现在LED透明导电层大多使用氧化铟锡（ITO），其电阻率一般在5×10^－4Ω·cm左右，透过率可达90%以上，ITO越厚透明度就不够好；另外In作为一种稀土元素，储量非常有限。随着ITO大规模的使用，其价格也越来越高。石墨烯目前是世上最薄的纳米材料，石墨烯也是一种透明、良好的导体，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光，其电阻率只约10^－6Ω·cm，作为透明导电层都优于ITO。且石墨烯的元素为大自然中普遍存在的C和H，制作方法多样简单，成本较低还环保。石墨烯的机械强度和柔韧性都比常用材料氧化铟锡优良，氧化铟锡脆度较高，比较容易损毁。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高压发光二极管透明导电层的制造方法，采用石墨烯代替ITO作为透明导电层，解决目前ITO越厚影响透明度的缺陷。

按照本发明提供的技术方案，所述高压发光二极管透明导电层的制造方法，其特征是，包括以下步骤：

步骤1：采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的衬底、缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼和P-GaN层；

步骤2：生长完成的LED外延片清洗干净，采用化学气相沉积法制备二维石墨烯，将二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层表面、并与P-GaN层电学接触，得到透明导电层；

步骤3：在外延片表面涂覆光刻胶，光刻进行图形化，采用物理刻蚀使得N-GaN层暴露出来，最后清除光刻胶；

步骤4：沉积掩膜层SiO₂，光刻图形做出SiO₂绝缘层；

步骤5：采用电子束蒸发金属Au，光刻图形做出P电极、N电极和桥接结构。

采用上述的制造方法得到的高压发光二极管，其特征是：包括衬底，衬底上设置多个发光单元，发光单元包括在衬底上自下而上依设置的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子肼、P-GaN层和透明导电层，透明导电层采用石墨烯透明导电层，在透明导电层上表面设置P电极，N-GaN层上表面设置N电极；所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离，在沟槽表面设置SiO₂绝缘层，在SiO₂绝缘层表面设置桥接结构，桥接结构连接相邻发光单元的N电极和P电极。

所述衬底采用蓝宝石衬底。

本发明所述的高压发光二极管透明导电层的制造方法，采用石墨烯代替ITO作为透明导电层，解决了目前ITO越厚影响透明度的缺陷。

附图说明

图1为本发明所述高压发光二极管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明所述高压发光二极管包括衬底1，衬底1采用蓝宝石衬底，衬底1上设置多个发光单元，发光单元包括在衬底1上自下而上依设置的缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子肼5、P-GaN层6和透明导电层7，透明导电层7采用石墨烯透明导电层，在透明导电层7上表面设置P电极8，N-GaN层4上表面设置N电极9；所述相邻的发光单元之间由沟槽相隔离，在沟槽表面设置SiO₂绝缘层10，在SiO₂绝缘层10表面设置桥接结构11，桥接结构11连接相邻发光单元的N电极9和P电极8。

本发明所述高压发光二极管透明导电层的制造方法，包括以下步骤：

步骤1：采用GaN基LED外延片生长形成自下而上分布的蓝宝石衬底1、缓冲层2、U-GaN层3、N-GaN层4、多量子肼5和P-GaN层6；

步骤2：生长完成的LED外延片清洗干净，采用化学气相沉积法（CVD）制备后的二维石墨烯转移到LED外延片的P-GaN层6表面、并与P-GaN层6电学接触，得到透明导电层7；

步骤3：在外延片表面涂覆光刻胶，利用光刻技术进行图形化，采用物理方法ICP刻蚀技术使得N-GaN层4暴露出来，最后清除光刻胶；

步骤4：用PECVD设备沉积掩膜层SiO₂，光刻图形做出HVLED单元桥接结构下的SiO₂绝缘层10；

步骤5：采用电子束蒸发金属Au，光刻图形做出P电极8、N电极9和桥接结构11。