具有氧化铟锡层的发光二极管及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种因电流向ＩＴＯ层中扩散的效率提高而具有提高的亮度和发光性能的发光二极管及制造该发光二极管的方法。根据本发明专利技术，制造了至少一个包括在基底上的Ｎ型半导体层、有源层和Ｐ型半导体层的发光单元。本发明专利技术的方法包括以下步骤：（ａ）形成至少一个发光单元，所述至少一个发光单元具有形成在Ｐ型半导体层的顶表面上的ＩＴＯ层；（ｂ）通过干蚀刻在ＩＴＯ层中形成用于布线连接的接触槽；（ｃ）采用由导电材料制成的用于布线连接的接触连接部分来填充接触槽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有作为电极层的透明氧化铟锡层的发光二极管及制造 该发光二极管的方法，更具体地讲，涉及一种因电流向氧化铟锡层中扩散的 效率提高而具有提高的亮度和发光性能的发光二极管及制造该发光二极管的 方法。
技术介绍
发光二极管是具有N型半导体和P型半导体结合在一起的结构的光电转 换器件，并通过电子和空穴的复合来发光。作为示例，公知的是，GaN基发 光二极管是这样的发光二极管。GaN基发光二极管包括发光单元(light emitting cell),发光单元均具有由GaN基材料制成并顺序地形成在由蓝宝石、 硅等制成的基底上的N型半导体层、有源层(active layer)(或发光层)和P型 半导体层。通常，按照这样的方式构造发光单元，即，从P型半导体层向N型半导 体层执行蚀刻工艺，使得N型半导体层的一部分被暴露于外部，用于施加电 流的电极结构或电接触结构形成在P型半导体层的顶表面和暴露于外部的N 型半导体层上。具体地讲，因为通过其发光的发光区域形成在P型半导体层的顶部上， 所以需要不阻挡光的发射的透明电极层。已经采用具有优良的电特性的Ni/Au 层作为这样的透明电极层。然而，虽然Ni/Au层具有优良的电特性，但是因 为Ni/Au层对可见光的透射率非常低，所以存在发光二极管的发光效率被降 低的问题。因此，已经提出了这样的技术，即，采用lTO(氧化铟锡)层而不是Ni/Au 层作为P型半导体层上的透明电极层，该ITO层具有应用到该ITO层的用于 形成欧姆接触的隧道结构。优点在于ITO层对可见光的透射率优良，为90% 或更高。然而，因为ITO层与现有的Ni/Au层相比电特性差，所以需要进一如接触垫(contact pad)或布线(wiring)的端部)之间的电流特性的许多研究。
技术实现思路
技术问题上的透明电极层的透光性和电流特性的改进。因此，本专利技术提出了这样一种 发光二极管，在该发光二极管中，使用具有优良透光性的1TO层作为透明电 极层，但是提高了被视为ITO层的问题的电流特性。因此，本专利技术的一个目的在于提供一种因电流向.P型半导体层上的ITO 层中扩散的效率提高而具有显著提高的亮度和发光性能的发光二极管及制造 该发光二极管的方法。技术方案根据本专利技术的一方面，提供了一种制造发光二极管的方法，所述发光二 极管形成有至少一个发光单元，所述至少一个发光单元包括位于基底上的N 型半导体层、有源层和P型半导体层。所述制造发光二极管的方法包括以下 步骤(a)形成至少一个发光单元，所述至少一个发光单元具有形成在P型 半导体层的顶表面上的ITO层；(b)通过干蚀刻在ITO层中形成用于布线连 接的接触槽；(c)采用由导电材料制成的用于布线连接的接触连接部分来填 充接触槽。优选地，步骤(b)包括通过使惰性气体与ITO层碰撞来蚀刻ITO层的 一部分的干蚀刻工艺，通过所述蚀刻工艺，P型半导体层的表面被暴露于外 部，在P型半导体层的与惰性气体碰撞的表面上形成电流阻挡层。本专利技术的方法还可包括以下步骤在步骤(c)之前，暴露N型半导体 层的 一部分作为接触区域，然后在接触区域上形成N型接触垫。在步骤(c)中被填充在接触槽中的接触连接部分可以是P型接触垫，所 述P型接触垫的下部与ITO层的位于接触槽内部的内周表面接触，所述P型 接触垫的上部与ITO层的位于接触槽外部的顶表面接触。至少一个发光单元可以是彼此分开的多个发光单元，步骤(a)还可包括 暴露每个发光单元的N型半导体层的一部分作为形成有N型接触垫的接触区 域的步骤。步骤，其中，通过镀或气相沉积法由导电材料层制成所述布线，且由导电材料层的一部分形成接触连接部分。此时，步骤(b)包括以下步骤(b-l)在 基底上形成透明绝缘层，所述透明绝缘层完全覆盖步骤(a)中形成的发光单 元；(b-2)将透明绝缘层图案化并蚀刻透明绝缘层，以暴露通过其进行布线 连接的部分，同时形成ITO层的接触槽。更加优选地，步骤(c)包括以下步骤(cl)通过镀或气相沉积法形成 导电材料层，使导电材料层完全覆盖形成有透明绝缘层的发光单元和基底； (c2 )蚀刻并去除导电材料层的除了从发光单元的接触槽延伸到相邻发光单 元的N型接触垫的部分之外的部分，同时使导电材料层的其它部分用作布线。 根据本专利技术的另一方面，提供了一种具有ITO层的发光二极管，该发光 二极管包括基底；至少一个发光单元，所述至少一个发光单元在基底上顺 序地形成有N型半导体层、有源层和P型半导体层，并包括形成在P型半导 体层的顶表面上的ITO层；接触槽，形成在ITO层中，用于布线连接；接触 连接部分，在布线的一端填充在接触槽中。有益的效果根据接触连接部分(即，布线的端部或位于布线端部的P型接触垫)与 形成在ITO层中的接触槽的内周表面接触的结构，电流扩散到P型半导体层 上的ITO层中的效率可被提高，而不会减小ITO层的发光面积。因此，可以 实现亮度和发光性能显著提高的发光二极管。在根据本专利技术实施例的包括作为接触连接部分的P型接触垫的发光二极 管中，P型接触垫可以与ITO层的顶表面和ITO层的内周表面同时接触。因 此，ITO层和P型接触垫之间的接触面积被进一步增大，使得电流向ITO层 中扩散的效率可被提高。例如，在与通过AC电源操作的AC发光二极管相似的根据本专利技术另一 实施例的包括多个发光单元的发光二极管中，布线可包括通过镀或气相沉积 工艺形成的导电材料层，使得可以防止布线断开等。此时，因为由导电材料 层的一部分形成的接触连接部分与ITO层的接触槽的内周表面接触，所以电 流向ITO层中扩散的效率可被提高。此外，根据本专利技术的实施例，由于P型半导体层的一部分的电流特性在千蚀刻工艺过程中被改变而形成的电流阻挡层可形成在P型半导体层的与接 触连接部分接触的位置。因此，电流阻挡层可以完全阻挡电流直接流入P型半导体层中，从而有助于提高电流向ITO层中扩散的效率。附图说明图1是示出根据本专利技术第一实施例的发光二极管的剖视图。 图2至图9是示出图1中示出的发光二极管的制造方法的剖视图。 图10是示出根据本专利技术第二实施例的发光二极管的剖视图。 图11至图16是示出图10中示出的发光二极管的制造方法的剖视图。 图17和图18是分别示出根据本专利技术实施例的通过千蚀刻形成的接触槽 和作为对比例的通过湿蚀刻形成的接触槽的真实照片的#见图。实施本专利技术的最佳方式在下文中，将参照附图详细描述本专利技术的优选实施例。提供下面的实施 例仅是出于举例说明的目的，以将本专利技术的范围充分地传达给本领域技术人 员。因此，本专利技术不限于在此阐述的实施例，而是可以以不同的形式来实施。 在附图中，为了便于说明，可以夸大组件的宽度、长度、厚度等。在整个说 明书和附图中，相同的标号表示相同的元件。图1是示出根据本专利技术第一实施例的发光二极管的剖视图。根据本专利技术第一实施例的发光二极管1是在AC条件下操作的AC发光 二极管。Sakai等人已经在专利技术名称为Light-emitting device havingight emitting element(具有发光元件的发光装置)的第WO2004/023568A1号PCT 公布中公开了 一种通过AC电源操作的传统AC发光二极管。参照图1,根据该实施例的发光二极管1包括用作基体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造发光二极管的方法，所述发光二极管形成有至少一个发光单元，所述至少一个发光单元包括位于基底上的Ｎ型半导体层、有源层和Ｐ型半导体层，所述方法包括以下步骤：（ａ）形成至少一个发光单元，所述至少一个发光单元具有形成在Ｐ型半导体层的顶 表面上的氧化铟锡层；（ｂ）通过干蚀刻在氧化铟锡层中形成用于布线连接的接触槽；（ｃ）采用由导电材料制成的用于布线连接的接触连接部分来填充接触槽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】KR 2006-1-9 10-2006-0002421;KR 2006-3-14 10-2006-01. 一种制造发光二极管的方法，所述发光二极管形成有至少一个发光单元，所述至少一个发光单元包括位于基底上的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述方法包括以下步骤(a)形成至少一个发光单元，所述至少一个发光单元具有形成在P型半导体层的顶表面上的氧化铟锡层；(b)通过干蚀刻在氧化铟锡层中形成用于布线连接的接触槽；(c)采用由导电材料制成的用于布线连接的接触连接部分来填充接触槽。2、 如权利要求1所述的方法，其中，步骤(b)包括通过使惰性气体与 氧化铟锡层碰撞来蚀刻氧化铟锡层的一部分的千蚀刻工艺，通过所述蚀刻工 艺，P型半导体层的表面被暴露于外部，在P型半导体层的与惰性气体碰撞 的表面上形成电流阻挡层。3、 如权利要求1所述的方法，还包括以下步骤在步骤(c)之前，暴 露N型半导体层的一部分作为接触区域，然后在接触区域上形成N型接触垫。4、 如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中被填充在接触槽中 的接触连接部分是P型接触垫，所述P型接触垫的下部与氧化铟锡层的位于 接触槽内部的内周表面接触，所述P型接触垫的上部与氧化铟锡层的位于接5、 如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个发光单元是彼此分开 的多个发光单元，步骤(a )还包括暴露每个发光单元的N型半导体层的部分 作为形成有N型接触垫的接触区域的步骤。6、 如权利要求5所述的方法，其中，步骤(c)还包括形成用于相邻发 光单元之间的电连接的布线的步骤，其中，通过镀或气相沉积法由导电材料 层制成所述布线，且由导电材料层的一部分形成接触连接部分。7、 如权利要求6所述的方法，其中，步骤(b)包括以下步骤(b-l )在基底上形成透明绝缘层，所述透明绝缘层完全覆盖步骤(a) 中形成的发光单元；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：金大原，尹丽镇，吴德焕，金种焕，
申请(专利权)人：首尔OPTO仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]