[发明专利]一种透明导电层及其制作方法、发光二极管

说明书

本发明公开了一种透明导电层及其制作方法、发光二极管，包括：提供一基材；在所述基材上依次形成底层透明导电层以及顶层透明导电层；在所述顶层透明导电层上形成图案化掩膜层；通过蚀刻工艺，从所述顶层透明导电层顶面朝向底层透明导电层底面方向，蚀刻形成若干个孔洞，藉由底层透明导电层的蚀刻速率大于顶层透明导电层的蚀刻速率，使得孔洞呈上窄下宽结构。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更具体的是一种透明导电层及其制作方法、发光二极管。

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。

目前，在氮化镓基发光二极管（LED）结构中，以正装LED为例，氧化铟锡(ITO)作为功能性材料，一方面承担着增强电流扩散的功能，使量子阱横向有效发光面积增大；另一方面，作为蓝光光子的窗口层，其必须具有较小的吸收率和较大的透过率。由于ITO具有较宽的禁带宽度(3.6~3.9eV)，对蓝光来说是很好的窗口材料，因此对蓝光的吸收率几乎可以忽略，制约出光的主要因素是ITO的透过率。经过高温氧气氛围下的退火后，ITO对可见光透过率可达到80%以上，大部分光子可以透射到芯片外。然而，由于ITO折射率(1.8~2.1)与环氧树脂(1.5~1.55)的差异，以较大角度入射到ITO和环氧树脂界面的光会发生全反射，光的损耗大部分发生在二次全反射以及多次全内反射造成的热损耗，如图1所示出的两条最容易发生二次全反射的光的路径，包含了射向ITO表面的角度的光子(路径a)以及射向ITO侧面的角度的光子(路径b)，当角度较大时，这两条路径的光极易发生二次或者多次全反射，并最终在LED芯片内损耗掉。在正装LED结构中，大部分量子阱发出的光子会直接射向芯片正面，另外一部分的光会从衬底反射回正面出射，在图1中a、b两条光线既包含了直接出射的光，也包含了衬底反射回来的光。此外，在出光面，ITO几乎占据了大部分量子阱的有效发光面积，且由于图形的设计，ITO具有较多的侧面，因此这部分光的提取对于外量子效率有较大的影响。

为了增强光的透射，目前常见的一些工艺手段包括ITO表面粗化(如图2所示)，将原本平坦的表面变成不规则的粗糙表面，以增大光的出射面积，并且使光到表面的入射角发生变化，但表面粗化不容易控制，且粗化液可能会降低ITO本身的功函数，进一步使欧姆接触变差，因此不利于稳定的生产。

发明内容

为解决上述存在的问题，本发明旨在提供一种透明导电层及其制作方法、发光二极管。

根据本发明的第一个方面，一种透明导电层，包括：底层透明导电层以及顶层透明导电层，其特征在于：从所述顶层透明导电层顶面朝向底层透明导电层底面方向，形成若干个孔洞，所述孔洞呈上窄下宽结构。

进一步地，所述孔洞呈周期性排列。

进一步地，所述孔洞尺寸为纳米尺度。

进一步地，所述透明导电层的纵截面呈倒梯形结构。

进一步地，所述顶层透明导电层的厚度大于所述底层透明导电层的厚度。

进一步地，所述底层透明导电层为氧化铟锡（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，所述顶层透明导电层为氧化铟锡（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。

根据本发明的第二个方面，一种透明导电层的制作方法，包括：

（1）提供一基材；

（2）在所述基材上依次形成底层透明导电层以及顶层透明导电层；