CN202749409U - 增强电极附着力的氮化镓基发光二极管 - Google Patents

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洪灵愿
尹灵峰
刘传桂
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Abstract

本实用新型公开了一种增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，其包括：衬底；依次位于所述衬底上的N-GaN层、发光层、P-GaN层；形成于所述P-GaN层上的电流阻挡层，所述电流阻挡层具有暴露出所述P-GaN层的第一开口；形成于所述P-GaN层上及部分电流阻挡层上的电流扩散层，所述电流扩散层暴露出部分电流阻挡层上及所述P-GaN层的第二开口；形成于第一开口及第二开口上的P电极；以及位于部分裸露的N-GaN层上的N电极。本实用新型可以避免电流扩散层与P-GaN层接触，大大减少了电流扩散层与P电极材料的接触，充分利用电流阻挡层与P-GaN层、以及P电极材料与P-GaN层之间附着性好的特性，进而减少掉电极产品的比例，提升产品的良率。

Description

增强电极附着力的氮化镓基发光二极管
技术领域
本实用新型涉及一种发光二极管，更为具体地，涉及一种增强电极附着力的氮化镓基发光二极管。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是半导体二极管的一种，它能将电能转化为光能，发出黄、绿、蓝等各种颜色的可见光及红外和紫外不可见光。与小白炽灯泡及氖灯相比，它具有工作电压和电流低、可靠性高、寿命长且可方便调节发光亮度等优点。其中，以氮化镓（GaN）为代表的III-V族化合物由于具有带隙宽、发光效率高、电子饱和漂移速度高、化学性质稳定等特点，在高亮度蓝光发光二极管、蓝光激光器等光电子器件领域有着巨大的应用潜力，引起了人们的广泛关注。
GaN基LED是一种电致发光器件，因而需要在发光材料表面制作电极，从电极注入电流来驱动LED发光。电极所占的面积大小对LED的光电性能有很大的影响，一方面电极面积越大，电流注入越容易，电流分布能做到更均匀，工作电压也可以随之降低；另一方面电极一般都是吸光材料，其面积越大遮挡光面也就越大，这就导致电光转化效率下降。为了解决这一矛盾，业界提出了在LED上制作电流阻挡层（英文为Current Blocking Layer）的方法，即在距离电极正下方一定深度的位置制作绝缘材料来阻止此区域的电流通过，减少电极正下方的电极遮光，从而提高了LED的电光转化效率。所述电流阻挡层的材料通常选用二氧化硅（SiO2）或氮化硅（Si3N4）。此外，由于P型掺杂的氮化镓的电导率比较小，发光二极管通常还设置有电流扩散层（英文为Current Spreading Layer），所述电流扩散层位于P型氮化镓层上方，有助于提高电导率。所述电流扩散层的材料通常选用氧化铟锡（ITO）。 
如图1所示，现有的一种发光二极管包括：衬底100；依次位于所述衬底100上的N-GaN层101、发光层102、P-GaN层103和电流扩散层104；形成于所述电流扩散层104上方的电流阻挡层105；包覆在所述电流阻挡层105上的P电极106，以及位于部分裸露的N-GaN层101上的N电极107。所述电流扩散层104覆盖于P-GaN层103的整个表面。
如图2所示，现有的另一种发光二极管包括：衬底200；依次位于所述衬底200上的N-GaN层201、发光层202、P-GaN层203；形成于所述P-GaN层203上的电流阻挡层205；形成于所述P-GaN层203和电流阻挡层205上的电流扩散层204；位于所述电流扩散层204上的P电极206，所述P电极206与电流阻挡层205的位置相对应；以及位于部分裸露的N-GaN层201上的N电极207。
由上述可知，现有的发光二级管中，一种是如图1所示，电流阻挡层位于所述P电极和电流扩散层之间，即电流扩散层直接和P-GaN层接触；另一种是如图2所示，先形成电流阻挡层，然后再形成电流扩散层和P电极，即P电极直接和电流扩散层接触。习知的，电流扩散层与P-GaN层和P电极材料的粘附性较差，由于这一特点，导致电流扩散层与P-GaN层或P电极材料之间易出现膜层脱离现象，影响了产品的良率。 
发明内容
本实用新型的目的即在于改进现有技术的上述局限，提供一种增强电极附着力的氮化镓基发光二极管。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，包括： 衬底；依次位于所述衬底上的N-GaN层、发光层、P-GaN层；形成于所述P-GaN层上的电流阻挡层，所述电流阻挡层具有暴露出所述P-GaN层的第一开口；形成于所述P-GaN层上及部分电流阻挡层上的电流扩散层，所述电流扩散层暴露出部分电流阻挡层上及所述P-GaN层的第二开口；形成于第一开口及第二开口上的P电极；以及位于部分裸露的N-GaN层上的N电极。 
优选地，在所述的发光二极管中，所述第二开口比第一开口面积大；
优选地，在所述的发光二极管中，所述电流扩散层延伸到所述电流阻挡层表面的部分区域； 
优选地，在所述的发光二极管中，所述电流阻挡层仅覆盖在所述P-GaN层表面的部分区域；
优选地，在所述的发光二极管中，所述衬底为蓝宝石或碳化硅或氮化镓或氧化锌或氧化镁。
优选地，在所述的发光二极管中，所述电流阻挡层为二氧化硅或氮化硅或氧化铝；
优选地，在所述的发光二极管中，所述电流扩散层为氧化铟锡、氧化锌或氧化镍；
优选地，在所述的发光二极管中，所述P电极和N电极为铬铂金合金、镍金合金、钛铝合金或钛金合金。 
本实用新型通过在电流阻挡层中形成暴露出P-GaN层的第一开口，以及通过在电流扩散层中形成暴露出部分电流阻挡层上及所述P-GaN层的第二开口，从而可以使得后续的P电极填充于电流阻挡层第一开口和第二开口上。这样可以避免电流扩散层与P-GaN层接触，大大减少了电流扩散层与P电极材料的接触，充分利用电流阻挡层与P-GaN层、以及P电极材料与P-GaN层之间附着性好的特性，进而减少掉电极产品的比例，提升产品的良率。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为现有的一种发光二极管的剖面示意图。
图2为现有的另一种发光二极管的剖面示意图。
图3为本实用新型实施的一种增强电极附着力的氮化镓基发光二极管的剖面示意图。
图中部件符号说明：
100，200，300：衬底；101，201，301：N-GaN层；102，202，302：发光层；103，203，303：P-GaN层；104，204，304：电流扩散层；105，205，305：电流阻挡层；106，206，306：P电极；107，207，307：N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实用新型的实施方式，借此对本实用新型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。
如图3所示，本实施例的发光二极管为氮化镓基的蓝光二极管，所述发光二极管包括：衬底300，在本实施例中所述衬底300为蓝宝石衬底，然而应当认识到，所述衬底300的材料还可以是碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、氧化镁（MgO）或硅片（Si）；依次位于衬底300上的N-GaN层301、发光层302、P-GaN层303；所述发光层302包括多量子阱发光层，所述多量子阱发光层的材料为铟氮化镓（InGaN）；成于所述P-GaN层303上的电流阻挡层305，所述电流阻挡层305具有暴露出所述P-GaN层303的第一开口；形成于所述P-GaN层303上及部分电流阻挡层305上的电流扩散层304，所述电流扩散层304暴露出部分电流阻挡层305上及所述P-GaN层303的第二开口；形成于第一开口和第二开口上的P电极306；以及位于部分裸露的N-GaN层301上的N电极307。 
其中，所述N-GaN层301通过N电极307与电源负极电连接，所述P-GaN层303通过P电极306与电源正极电连接，P电极306和N电极307优选在一步工艺中同时形成，其材料均为铬铂金合金（Cr/Pt/Au）、镍金合金（Ni/Au）、钛金合金（Ti/Au）或钛铝合金（Ti/Al）。 
    在本实施例中，第二开口比第一开口面积大；所述电流扩散层304延伸到所述电流阻挡层305表面的部分区域；所述电流阻挡层305仅覆盖在所述P-GaN层303表面的部分区域。所述电流阻挡层305的材料为二氧化硅（SiO2）或氮化硅（Si3N4）或氧化铝（Al2O3），所述电流扩散层304的材料为氧化铟锡（ITO）、氧化锌（ZnO）或氧化镍（NiO）。
通过在电流阻挡层305中形成暴露出P-GaN层303的第一开口，以及通过在电流扩散层304中形成暴露出部分电流阻挡层305上及所述P-GaN层303的第二开口，从而可以使得后续的P电极306填充于电流阻挡层第一开口和第二开口上。这样可以避免电流扩散层与P-GaN层接触，大大减少了电流扩散层与P电极材料的接触，充分利用电流阻挡层与P-GaN层、以及P电极材料与P-GaN层之间附着性好的特性，进而减少掉电极产品的比例，提升产品的良率。
很明显地，本实用新型的说明不应理解为仅仅限制在上述实施例，而是包括利用本实用新型构思的全部实施方式。

Claims (9)

1.增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，包括衬底； 
依次位于所述衬底上的N-GaN层、发光层、P-GaN层； 
形成于所述P-GaN层上的电流阻挡层，所述电流阻挡层具有暴露出所述P-GaN层的第一开口；
形成于所述P-GaN层上及部分电流阻挡层上的电流扩散层，所述电流扩散层暴露出部分电流阻挡层上及所述P-GaN层的第二开口。
2.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，其特征在于：还包括形成于第一开口及第二开口上的P电极；以及位于部分裸露的N-GaN层上的N电极。
3.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述第二开口比第一开口面积大。
4.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述电流扩散层延伸到所述电流阻挡层表面的部分区域。
5.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述电流阻挡层仅覆盖在所述P-GaN层表面的部分区域。
6.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，其特征在于：所述衬底为蓝宝石或碳化硅或氮化镓或氧化锌或氧化镁或硅片。
7.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，所述电流阻挡层为二氧化硅或氮化硅或氧化铝。
8.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，所述电流扩散层为氧化铟锡、氧化锌或氧化镍。
9.根据权利要求1所述的增强电极附着力的氮化镓基发光二极管，所述P电极和N电极为铬铂金合金、镍金合金、钛铝合金或钛金合金。
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