一种GaN基发光二极管结构及其制作方法技术

一种GaN基发光二极管结构及其制作方法，涉及光电技术领域。本发明专利技术结构包括蓝宝石衬底和在蓝宝石衬底上依次外延生长的N型氮化镓层、有源发光层及P型氮化镓层。P型氮化镓层的上方为透明导电层，透明导电层上的一端置有P型电极，N型氮化镓层上、与P型电极相对的另一端置有N型电极。其结构特点是，所述设置N型电极的N型氮化镓层平面上、两个发光二极管芯片之间不设置切割道区域。同现有技术相比，本发明专利技术能有效减少有源区的刻蚀损耗，增加发光区面积，改善GaN基发光二极管的发光效率，制作工艺简单。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电
，特别是GaN基发光二极管结构及其制作方法。
技术介绍
发光二极管由于具有低能耗、长寿命、重量轻、体积小等优点，目前已广泛应用于信号显示、显示器背光源、交通信号指示、户外广告显示屏以及景观照明等领域。特别是以氮化物为基础的蓝色发光二极管的研制成功，使得发光二极管可以实现全色彩发光，并逐步迈向白光照明时代。已知常规结构的GaN基发光二极管制作流程如图1、2所示，在蓝宝石衬底21上依次外延生长N型氮化镓层22、有源发光层23以及P型氮化镓层24，然后刻蚀掉P型氮化镓层24及有源层23的一部分直至露出N型氮化镓层22，接着在P型氮化镓层24上蒸镀透明导电层25，在N型氮化镓层22上及透明导电层25上制作N型电极261和P型电极262，最后进行衬底减薄、划片并裂片。现有技术中，制作的GaN基发光二极管结构中两个发光二极管芯片之间一般设置有专门的切割道00，切割道00区域内的P型氮化镓层24和有源发光层23往往也被刻蚀掉。因此，现有技术中GaN基发光二极管芯片的制作过程中，有相当面积比例的有源发光层23被损失掉，降低了发光二极管的发光强度。中国专利公开号为CN101017876A的“一种氮化镓发光二极管管芯及其制造方法”提出了一种通过刻蚀掉一部分蓝宝石衬底材料，在底部制作N型电极的发光二极管结构及其制作方法，该制作方法虽可有效地节省有源区面积，提高了发光强度，但是刻蚀蓝宝石衬底的制作工艺困难，良率低，成本高，不适用于大规模的量产。中国专利公开号为CN101364623A的“垂直导通式发光二极管及其制造方法”、中国专利公开号为CN101604717的“一种垂直GaN基LED芯片及其制作方法”则从不同角度设计制作了具有垂直结构的GaN基LED芯片，增加了有效发光面积，提高了器件的发光效率。但是，垂直结构的GaN基LED芯片制作工艺复杂，工艺繁琐，成品率低，在大量生产及良率控制上存在较大困难。专利技术目的为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供。它能有效减少有源区的刻蚀损耗，增加发光区面积，改善GaN基发光二极管的发光效率，制作工艺简单。为了达到上述专利技术目的，本专利技术的技术方案以如下方式实现一种GaN基发光二极管结构，它包括蓝宝石衬底和在蓝宝石衬底上依次外延生长的N型氮化镓层、有源发光层及P型氮化镓层。P型氮化镓层的上方为透明导电层，透明导电层上的一端置有P型电极，N型氮化镓层上、与P型电极相对的另一端置有N型电极。其结构特点是，所述设置N型电极的N型氮化镓层平面上、两个发光二极管芯片之间不设置切割道区域。一种GaN基发光二极管制作方法，其步骤为I)在蓝宝石衬底上用金属有机化合物化学气相淀积MOCVD技术分别外延生长N型氮化镓层、有源发光层以及P型氮化镓层；2)利用光刻和干法刻蚀技术刻蚀出N型接触氮化镓区；3)利用光刻和蒸发的方法在P型氮化镓层上制备透明导电层；4)利用光刻和蒸发的方法制备发光二极管的N型电极和P型电极；5)将蓝宝石衬底从背面减薄到70 ii m到200 y m之间，并按现有切割方法将GaN基发光二极管分割成单个芯片后进行测试分选。与现有技术相比，本专利技术的上述结构不设置切割道区域，减少了有源区的面积损耗，可以提高发光二极管的发光强度。此外，本专利技术还可有效降低注入电流密度，从而降低 器件的操作电压。本专利技术制作方法工艺简单，在不增加任何工艺步骤的情况下，提高了发光二极管器件的性能，适用于大规模的生产制造。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。附图说明图I为现有技术结构示意图；图2为图I中独立芯片的俯视图；图3为本专利技术结构示意图；图4为图3中独立芯片的俯视图。具体实施例方式参看图3，本专利技术包括蓝宝石衬底21和在蓝宝石衬底21上依次外延生长的N型氮化镓层22、有源发光层23及P型氮化镓层24。P型氮化镓层24的上方为透明导电层25，透明导电层25上的一端置有P型电极262，N型氮化镓层22上、与P型电极262相对的另一端置有N型电极261。设置N型电极261的N型氮化镓层22平面上、两个发光二极管芯片之间不设置切割道00区域。参看图4，在该发光二极管芯片中，没有设置专门的切割道00区域，有效增加了有源发光区面积，提高了二极管的发光亮度。本专利技术的制作方法，具体包括以下步骤I)在蓝宝石衬底21上用金属有机化合物化学气相淀积MOCVD技术分别外延生长N型氮化镓层22、有源发光层23以及P型氮化镓层24 ；2)利用光刻和干法刻蚀技术刻蚀出N型接触氮化镓区；3)利用光刻和蒸发的方法在P型氮化镓层24上制备透明导电层25 ；4)利用光刻和蒸发的方法制备发光二极管的N型电极261和P型电极262 ；5)将蓝宝石衬底21从背面减薄到70 ii m到200 U m之间，并按现有切割方法将GaN基发光二极管分割成单个芯片后进行测试分选。本专利技术结构设计适用于所有尺寸型号的发光二极管，在小尺寸结构的发光二极管设计中，效果尤为明显。权利要求1.一种GaN基发光二极管结构，它包括蓝宝石衬底(21)和在蓝宝石衬底(21)上依次外延生长的N型氮化镓层(22)、有源发光层(23)及P型氮化镓层(24)，P型氮化镓层(24)的上方为透明导电层(25)，透明导电层(25)上的一端置有P型电极(262)，N型氮化镓层(22)上、与P型电极(262)相对的另一端置有N型电极(261);其特征在于，所述设置N型电极(261)的N型氮化镓层(22)平面上、两个发光二极管芯片之间不设置切割道(OO)区域。2.—种GaN基发光二极管制作方法，其步骤为 1)在蓝宝石衬底(21)上用金属有机化合物化学气相淀积MOCVD技术分别外延生长N型氮化镓层(22)、有源发光层(23)以及P型氮化镓层(24)； 2)利用光刻和干法刻蚀技术刻蚀出N型接触氮化镓区； 3)利用光刻和蒸发的方法在P型氮化镓层(24)上制备透明导电层(25)； 4)利用光刻和蒸发的方法制备发光二极管的N型电极(261)和P型电极(262)； 5)将蓝宝石衬底(21)从背面减薄到70ii m到200 u m之间，并按现有切割方法将GaN基发光二极管分割成单个芯片后进行测试分选。全文摘要，涉及光电
本专利技术结构包括蓝宝石衬底和在蓝宝石衬底上依次外延生长的N型氮化镓层、有源发光层及P型氮化镓层。P型氮化镓层的上方为透明导电层，透明导电层上的一端置有P型电极，N型氮化镓层上、与P型电极相对的另一端置有N型电极。其结构特点是，所述设置N型电极的N型氮化镓层平面上、两个发光二极管芯片之间不设置切割道区域。同现有技术相比，本专利技术能有效减少有源区的刻蚀损耗，增加发光区面积，改善GaN基发光二极管的发光效率，制作工艺简单。文档编号H01L33/02GK102738326SQ20111008472公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日专利技术者吴东海, 庄曜励, 李志翔 申请人:南通同方半导体有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GaN基发光二极管结构，它包括蓝宝石衬底(21)和在蓝宝石衬底(21)上依次外延生长的N型氮化镓层(22)、有源发光层(23)及P型氮化镓层(24)，P型氮化镓层(24)的上方为透明导电层(25)，透明导电层(25)上的一端置有P型电极(262)，N型氮化镓层(22)上、与P型电极(262)相对的另一端置有N型电极(261)；其特征在于，所述设置N型电极(261)的N型氮化镓层(22)平面上、两个发光二极管芯片之间不设置切割道(00)区域。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴东海，李志翔，庄曜励，
申请(专利权)人：南通同方半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：