[发明专利]发光二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管及其制作方法，从下至上依次包括：衬底；发光外延层，由半导体材料层堆叠而成，形成于衬底之上；掺有导电性的金属纳米基团的电流扩展层，形成于所述发光外延层之上；对可见光具有高透过率的金属纳米基团，形成于所述电流扩展层之上。掺有导电性的金属纳米基团，分散于所述电流扩展层的内部，减小电流扩展层的横向电阻，以提高电流横向扩展的均匀性；对可见光具有高透过率的金属纳米基团，分布于所述电流扩展层上表面，起到粗化的效果，以增加光的提取效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的是发光二极管及其制作方法。

背景技术

发光二极管（LED）经过多年的发展，III-V族化合物是当前主流的用于制作发光二极管的半导体材料，其中以氮化镓基和铝镓铟磷基材料最为普遍。传统的P型III-V族半导体材料电流扩展性能一般较差，为了使电流能够均匀地注入发光层，需要在P型材料层上加一电流扩展层。在众多可作为电流扩展层（TCL）材料中，诸如：氧化铟锡（ITO）、氧化镉锡（CTO）、氧化铟（InO）和氧化锌（ZnO）等，均可使用于提高电流分散效果，其中ITO是被最广泛应用的一种，其具有对可见光的高透过率（>80%），低电阻率（10^-3~10^-4Ω•cm），较宽的带隙（3.6~3.9eV）以及较高的折射率（1.8~2.0），是一种光电性能优异的半导体功能材料。

然而，如图1所示，以正装发光二极管（LED）为例，由于ITO折射率（1.8~2.0）与封装用的环氧树脂（1.5~1.55）的差异以及ITO本身的吸收和表面的反射，从多量子阱（MQWs）中发出的光提取效率仍然不足。此外，流过ITO薄膜的电流大部分集中在电极的附近（图示箭头为电流传输通道），导致MQWs的有效发光区域很小，横向电流的扩展仍然有很大的提升空间。

发明内容

为解决上述发光二极管的所存在的问题，本发明旨在提供一种基于掺杂电流扩展层的透明电极的发光二极管及其制作方法。

根据本发明的第一个方面，发光二极管，从下至上依次包括：衬底；发光外延层，由半导体材料层堆叠而成，形成于所述衬底之上；掺有导电性的金属氧化物纳米基团的电流扩展层，形成于所述发光外延层之上；对可见光具有高透过率的金属纳米基团，形成于所述电流扩展层之上。

进一步地，所述导电性的金属氧化物纳米基团为Ag氧化物或Zn氧化物或Sn氧化物或Ti氧化物或前述任意组合之一；所述对可见光具有高透过率的金属纳米基团为Al氧化物或Mg氧化物或Ga氧化物或前述任意组合之一。

进一步地，所述电流扩展层为氧化铟锡（ITO）或氧化锌（ZnO）或氧化镉锡（CTO）或氧化铟（InO）或铟（In）掺杂氧化锌（ZnO）或铝（Al）掺杂氧化锌（ZnO）或镓（Ga）掺杂氧化锌（ZnO）或前述任意组合之一。

进一步地，对可见光的高透过率优选>70%，更优的是>80%。

根据本发明的第二个方面，发光二极管，从下至上依次包括：衬底；发光外延层，由半导体材料层堆叠而成，形成于所述衬底之上；掺有导电性的Ag氧化物纳米基团的ITO电流扩展层，形成于所述发光外延层之上；Al氧化物纳米基团，形成于ITO电流扩展层之上。

进一步地，所述Ag氧化物纳米基团包括Ag₂O或AgInO₂或二者组合，分散于所述ITO电流扩展层的内部，减小电流扩展层的横向电阻，以提高电流横向扩展的均匀性。

进一步地，所述Al氧化物纳米基团包括存在间隔的Al₂O₃颗粒，分布于所述ITO电流扩展层上表面，起到粗化的效果，以增加光的提取效率。

进一步地，所述Al氧化物纳米基团呈不连续分布。

进一步地，所述发光二极管还包括与发光外延层和/或电流扩展层实现电性导通的电极。