一种发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管及其制备方法，所述发光二极管包括自下而上依次层叠的衬底、外延层及ITO层；其中，所述ITO层包括多个自下而上依次层叠的ITO薄膜层，且每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性。通过采用不同致密性的ITO薄膜层构成ITO层，使得ITO层的面电阻自下而上逐渐增大，由于低面电阻向高面电阻传导有电流阻挡效果，因此可以使得电流在轴向传导的过程中横向扩展得更远，从而可以流到离电极较远的边缘区域，大大提升LED芯片电流的横向扩展能力。大提升LED芯片电流的横向扩展能力。大提升LED芯片电流的横向扩展能力。

【技术实现步骤摘要】
一种发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管
，特别涉及一种发光二极管及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，GaN基发光二极管已经大量应用于固态照明领域以及显示领域，吸引着越来越多的人关注。GaN 基发光二极管已经实现工业化生产、在背光源、照明、景观灯等方面都有应用。但由于P型GaN材料的空穴浓度较低，容易导致电流拥挤现象，因此，人们不断寻找有效的电流扩展材料来解决上述问题，其中，发现铟锡氧化物（ITO）材料具有较好的电流扩展能力，故而广泛采用铟锡氧化物（ITO）作为LED芯片的电流扩展层，然而其电流的扩展能力会随着电流扩展距离的增大而呈现递减趋势，简言之，电极周边电流密度较大，而远离中心电极处电流密度小，这种现象严重影响电流的均匀扩展，造成芯片发光不均匀，芯片寿命缩短等弊端。因此在一些大尺寸芯片中常常采用提高电极面积的方法来保证电流扩展性，但这会牺牲发光效率。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的是提供一种发光二极管及其制备方法，以在不牺牲发光效率的前提下，提升LED芯片电流的横向扩展能力。
[0004]本专利技术一方面提出一种发光二极管，包括自下而上依次层叠的衬底、外延层及ITO层；其中，所述ITO层包括多个自下而上依次层叠的ITO薄膜层，且每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性。
[0005]本专利技术另一方面还提出一种发光二极管的制备方法，所述方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长出外延层；将生长完外延层的衬底放置在电子束蒸镀机的载片盘上，并控制所述载片盘转动；控制蒸镀源以预设蒸镀速率对所述外延层的表面进行蒸镀ITO层，蒸镀过程中所述蒸镀源以预设倾斜角度照射在所述外延层的表面并逐渐调整至与所述外延层的表面平行，以使所述外延层的上表面生长出多个不同致密性的ITO薄膜层，每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性。
[0006]优选地，所述将生长完外延层的衬底放置在电子束蒸镀机的载片盘上，并控制所述载片盘转动的步骤具体包括：控制所述载片盘以0r/min的转速逐渐增大至预设转速。
[0007]优选地，所述预设转速为25~35r/min，转速变化的步阶为2r/min。
[0008]优选地，所述预设蒸镀速率为2 ~4A/s。
[0009]优选地，所述预设倾斜角度为70~80
°
。
[0010]优选地，所述蒸镀过程中所述蒸镀源以预设倾斜角度照射在所述外延层的表面并逐渐调整至与所述外延层的表面平行的步骤具体包括：控制蒸镀源以预设倾斜角度对所述外延层的表面蒸镀预设时长，以使所述外延层的表面生长出ITO薄膜层；控制蒸镀源以不同倾斜角度对所述ITO薄膜层的表面进行多阶段不同时长的蒸镀，直至所述外延层的上表面生长出预设厚度的ITO层，其中，每个阶段的蒸镀源倾斜角度小于其相邻前一个阶段的倾斜角度，每个阶段的反应时长大于其相邻前一个阶段的反应时长。
[0011]优选地，所述控制蒸镀源以预设蒸镀速率对所述外延层的表面进行蒸镀ITO层，蒸镀过程中所述蒸镀源以预设倾斜角度照射在所述外延层的表面并逐渐调整至与所述外延层的表面平行，以使所述外延层的上表面生长出多个不同致密性的ITO薄膜层，每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性的步骤之后，所述方法还包括：将镀完ITO层的衬底放入退火炉中进行RTA退火处理。
[0012]优选地，所述ITO层的预设厚度为60
‑
200nm。
[0013]优选地，所述蒸镀源包括In2O3和SnO2，其中，所述In2O3和所述SnO2的比例为9:1。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过采用不同致密性的ITO薄膜层构成ITO层，使得ITO层的面电阻自下而上逐渐增大，由于低面电阻向高面电阻传导有电流阻挡效果，因此可以使得电流在轴向传导的过程中横向扩展得更远，从而可以流到离电极较远的边缘区域，大大提升LED芯片电流的横向扩展能力。
附图说明
[0015]本专利技术的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：图1为本专利技术第一实施例中发光二极管的层状结构示意图；图2为本专利技术第二实施例中发光二极管制备方法的流程图；图3为本专利技术第二实施例中电子束蒸镀机的局部结构示意图；图4为本专利技术第三实施例中采用连续旋转蒸镀法获取到的ITO层效果图；图5为本专利技术第三实施例中采用步进旋转蒸镀法获取到的ITO层效果图；如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。
具体实施方式
[0016]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0017]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0018]本专利技术实施例旨在提出一种发光二极管，应用于发光二极管
具体地，随
着LED迅速的发展，以GaN为基底的发光芯片应用越来越广泛，由于P型GaN材料的空穴浓度较低，容易导致电流拥挤现象。一直以来人们寻找有效的电流扩展材料，发现铟锡氧化物（ITO）材料具有较好的电流扩展能力，故而广泛采用铟锡氧化物（ITO）作为LED芯片的电流扩展层，然而其电流的扩展能力会随着电流扩展距离的增大而呈现递减趋势，简言之，电极周边电流密度较大，而远离中心电极处电流密度小，这种现象严重影响电流的均匀扩展，造成芯片发光不均匀，芯片寿命缩短等弊端。因此在一些大尺寸芯片中常常采用提高电极面积的方法来保证电流扩展性，但这会牺牲发光效率。
[0019]为了解决现有发光二极管存在的上述技术问题，本专利技术实施例旨在提供一种发光二极管，通过控制蒸镀的角度以及外延片转速来控制ITO薄膜层的密度，从而形成具有渐变密度的ITO层，进而在芯片表面形成具有不同面电阻的ITO渐变膜层，在法线方向产生一定的电流阻挡效果，从而提升电流的横向扩展，流到离电极较远的边缘区域，大大提升LED芯片电流的横向扩展能力，另外，渐变膜层不同于固定膜层周期变化，其优势在于符合电流扩展过程中的衰减规律，一定程度上逆向阻止了电流扩展的横向衰减。
[0020]具体地，本专利技术实施例的发光二极管，包括衬底10以及依次生长在所述衬底10上的外延层20及ITO层30；其中，所述ITO层30具有自下而上依次层叠设置的多个ITO薄膜层，且每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性。通过采用不同致密性的ITO薄膜层构成ITO层，使得ITO层的面电阻自下而上逐渐增大，由于低面电阻向高面电阻传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，其特征在于，包括自下而上依次层叠的衬底、外延层及ITO层；其中，所述ITO层包括多个自下而上依次层叠的ITO薄膜层，且每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性。2.一种发光二极管的制备方法，用于制备如权利要求1所述的发光二极管，其特征在于，所述方法包括：提供一衬底；在所述衬底上生长出外延层；将生长完外延层的衬底放置在电子束蒸镀机的载片盘上，并控制所述载片盘转动；控制蒸镀源以预设蒸镀速率对所述外延层的表面进行蒸镀ITO层，蒸镀过程中所述蒸镀源以预设倾斜角度照射在所述外延层的表面并逐渐调整至与所述外延层的表面平行，以使所述外延层的上表面生长出多个不同致密性的ITO薄膜层，每个所述ITO薄膜层的致密性小于其相邻上一层ITO薄膜层的致密性。3.根据权利要求2所述发光二极管的制备方法，其特征在于，所述将生长完外延层的衬底放置在电子束蒸镀机的载片盘上，并控制所述载片盘转动的步骤具体包括：控制所述载片盘以0r/min的转速逐渐增大至预设转速。4.根据权利要求3所述发光二极管的制备方法，其特征在于，所述预设转速为25 ~35r/min，转速变化的步阶为2r/min。5.根据权利要求2所述发光二极管的制备方法，其特征在于，所述预设蒸镀速率为2 ~4A/s。6.根据权利要求2所述发光二极管的制备方法，其特征在于，所述预设倾斜角度为70
°
~80

【专利技术属性】
技术研发人员：周志兵，张星星，林潇雄，胡加辉，金从龙，
申请(专利权)人：江西兆驰半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：