一种发光二极管制造技术

本发明专利技术的一种发光二极管利用合金方案形成Ga‑Based金属合金，该金属合金作为与外延半导体材料的欧姆接触部，特别是作为激光器N侧氮化镓衬底一端的欧姆接触部，阻止高温反应中母体化合物Ga向电极材料中扩散，在很宽泛的退火温度范围内都可以形成良好欧姆接触。

A light-emitting diode

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管
本专利技术涉及半导体元件，尤其是涉及一种发光二极管。
技术介绍
GaN基的发光二极管和镭射二极管已经开展了广泛研究和市场应用；GaN单晶衬底生长制作蓝绿光镭射二极管具有亮度高、单色半宽好等优势，GaN单晶衬底的n-face的电极制作需要高温熔合保持后续的光电稳定性，如图1和图2所示，高温作业中容易出现GaN结构中的Ga向电极扩散，接触变差影响器件的可靠性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种发光二极管解决了上述
技术介绍
中记载的难题，本专利技术的一种发光二极管，包括：用于生长和承载外延结构的氮化镓基板，特别是N型氮化镓基板。发光外延层位于氮化镓基板之上，发光外延层包括第一半导体层、发光层、第二半导体层，发光层位于第一半导层和第二半导体层之间，其中第一半导体层与氮化镓基板接触，第一半导体层在氮化镓基板上通过沉积制作。第一接触电极位于氮化镓基板远离发光外延层一侧，第一接触电极的材料为镓合金。根据本专利技术，优选的，第一接触电极与氮化镓基板之间具有第一镓合金区域、第二镓合金区域和第三镓合金区域，其中第二镓合金区域的镓浓度低于第一镓合金区域和第三镓合金区域的镓浓度。根据本专利技术，优选的，第一镓合金区域位于第一接触电极的靠近发光外延层的一端。根据本专利技术，优选的，第一接触电极与氮化镓基板之间包括一个镓浓度呈从高浓度到低浓度再到高浓度的变化趋势。根据本专利技术，优选的，第一接触电极的材料包括铝，第一接触电极具有第一电极区域、第二电极区域和第三电极区域，其中第二电极区域的铝浓度低于第一电极区域和第三电极区域的铝浓度。根据本专利技术，优选的，第一电极区域位于靠近发光外延层的一端。根据本专利技术，优选的，第一接触电极与氮化镓基板之间包括一个铝浓度呈从高浓度到低浓度再到高浓度的变化趋势。根据本专利技术，优选的，第一接触电极的镓浓度为5%~80%。根据本专利技术，优选的，第一接触电极的材料包括钛镓、铝镓、铬镓或者以上任意组合。根据本专利技术，优选的，氮化镓基板与第一接触电极经过退火熔合。根据本专利技术，优选的，退火熔合的温度为大于等于200摄氏度至小于等于400摄氏度，或者大于400摄氏度至小于等于1000摄氏度。根据本专利技术，优选的，发光二极管为紫外发光二极管或者激光发光二极管。根据本专利技术，优选的，第一接触电极与氮化镓基板之间的电流和电压呈线性变化。根据本专利技术，优选的，第二接触电极在还包括镍。本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术的接触电极，利用合金方案形成Ga-Based金属，阻止高温反应中原母体GaN化合物的Ga外扩散，很大温度范围都可以形成良好的欧姆接触。本专利技术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，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。虽然在下文中将结合一些示例性实施及使用方法来描述本专利技术，但本领域技术人员应当理解，并不旨在将本专利技术限制于这些实施例。反之，旨在覆盖包含在所附的权利要求书所定义的本专利技术的精神与范围内的所有替代品、修正及等效物。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为现有技术欧姆接触区域利用EDX（X射线能谱分析法）测试的金属成分分布曲线；图2为现有技术中欧姆接触电流随电压变化趋势图；图3为实施例中激光器的结构示意图；图4为第一接触电极的结构示意图；图5为实施例利用EDX测试的金属成分分布曲线；图6为实施例中欧姆接触电流随电压变化趋势图；图中标示：100、氮化镓基板；210、第一半导体层；220、发光层；230、第二半导体层；310、第一接触电极；311、第一镓合金区域；312、第二镓合金区域；313、第三镓合金区域；314、镍；320、绝缘层；330、第二接触电极。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。如图3所示，在本专利技术的第一个实施例中，公开了一种发光二极管，包括：用于生长和承载外延结构的氮化镓基板100，发光外延层位于氮化镓基板100之上，发光外延层包括第一半导体层210、发光层220、第二半导体层230，其中第一半导体层210与氮化镓基板100接触，第一半导体层210制作在氮化镓基板100上。第一接触电极310位于氮化镓基板远离发光外延层一侧，第一接触电极310采用的材料为镓合金。利用高镓组分对镓扩散的阻挡作用，阻止高温反应中原母体GaN化合物的Ga外扩散。绝缘层320和第二接触电极330则位于发光外延层的另一侧。如图4和图5所示，在第一接触电极310和氮化镓基板100相互熔合，为准确定位，定义第一接触电极310与氮化镓基板100之间具有第一镓合金区域311、第二镓合金区域312和第三镓合金区域313，其中第二镓合金区域312的镓浓度低于第一镓合金区域311和第三镓合金区域313的镓浓度。第一镓合金区域311位于第一接触电极310的靠近发光外延层的一端。即在第一接触电极310与氮化镓基板100之间具有一低镓成分比位置，在一些实施例中，第一接触电极310与氮化镓基板100之间包括一个镓浓度呈从高浓度到低浓度再到高浓度的变化趋势。第一接触电极310的材料包括铝，由图5中可见，第一接触电极310具有第一电极区域、第二电极区域和第三电极区域，其中第二电极区域的铝浓度低于第一电极区域和第三电极区域的铝浓度。第一电极区域位于靠近发光外延层的一端。即第一接触电极310具有一低铝成分比位置。在一些实施例中，第一接触电极310与氮化镓基板100之间包括一个铝浓度呈从高浓度到低浓度再到高浓度的变化趋势。第一接触电极310还包括镍314。第一接触电极310的镓浓度为5%~80%。第一接触电极310的材料包括钛镓、铝镓、铬镓或者以上任意组合。氮化镓基板100与第一接触电极310经过退火熔合。退火熔合的温度为大于等于200摄氏度至小于400摄氏度，或者大于等于400摄氏度至小于等于1000摄氏度。如图6所示，根据本实施例制作的欧姆接触在200摄氏度至400摄氏度下接触良好，第一接触电极310与氮化镓基板100之间的电流和电压呈线性变化。除了普通发光二极管，本实施例的技术还可以广泛应用在紫外发光二极管或者激光发光二极管上。应当理解，本专利技术所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不是旨在限制本专利技术。如本专利技术所使用的，单数形式“一”、“一种”和“所述”也旨在包括复数形式，除上下文本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光二极管，包括：/n氮化镓基板，/n发光外延层位于氮化镓基板之上，发光外延层包括第一半导体层、发光层、第二半导体层，其中第一半导体层与氮化镓基板接触，/n第一接触电极位于氮化镓基板远离发光外延层一侧，/n其特征在于，第一接触电极的材料为镓合金。/n

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，包括：
氮化镓基板，
发光外延层位于氮化镓基板之上，发光外延层包括第一半导体层、发光层、第二半导体层，其中第一半导体层与氮化镓基板接触，
第一接触电极位于氮化镓基板远离发光外延层一侧，
其特征在于，第一接触电极的材料为镓合金。


2.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于，第一接触电极与氮化镓基板之间具有第一镓合金区域、第二镓合金区域和第三镓合金区域，其中第二镓合金区域的镓浓度低于第一镓合金区域和第三镓合金区域的镓浓度。


3.根据权利要求1所述的一种发光二极管，其特征在于，第一镓合金区域位于第一接触电极的靠近发光外延层的一端。


4.根据权利要求2所述的一种发光二极管，其特征在于，第一接触电极与氮化镓基板之间包括一个镓浓度呈从高浓度到低浓度再到高浓度的变化趋势。


5.根据权利要求1所述的一种发...

【专利技术属性】
技术研发人员：李佳恩，钟志白，叶涛，卓昌正，徐宸科，
申请(专利权)人：厦门三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35