[发明专利]ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构及其制作方法

说明书

本发明公开了一种ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构及其制作方法，其中，ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构包括：在芯片衬底上生长LED芯片外延结构，在LED芯片外延结构上制作透明导电层，透明导电层包括利用电子束蒸发技术镀的ITO膜，以及利用电子束蒸发技术镀的铝原子层和利用ALD技术沉积的氧化铝膜形成的以铝原子为核，氧化铝为壳的核壳结构膜。本发明在ITO薄膜的基础上，先沉积一层铝原子层，再用ALD技术沉积氧化铝，形成以铝原子为核，氧化铝为壳的核壳结构膜，氧化铝层可以减少对光的吸收，而且可以改善ITO薄膜的电流扩散，增加芯片的出光角度，提高芯片的光电性能，达到提升亮度、降低电压的效果。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其是一种ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构及其制作方法。

背景技术

发光二极管（LED）是一种将电能转化为光能的固体发光器件，其中GaN基的LED芯片得到了长足的发展和应用。发光二极管的发光效率主要有两方面因素：器件的内量子效率和外量子效率，目前GaN基的LED内量子效率可达到70%以上，进一步改善空间较小。为了提高LED外量子效率，电流扩展层作为出光层，直接影响LED的光电性能。目前通常采用ITO作为电流扩展层，ITO薄膜具有良好的导电性和穿透率，在360nm～760nm光的穿透率为80%，但是ITO薄膜也会吸收部分光，而且在电流扩展和出光性能上也需要做进一步改进和完善。

发明内容

本申请人针对现有技术中单一ITO薄膜存在的缺陷，提供一种ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构及其制作方法，能够利用ITO、铝原子和氧化铝复合导电膜改善单一ITO膜的缺陷，减少对光的吸收，同时有利于电流扩展，增加芯片出光角度，提高沉积层的均匀性和一致性，也会对ITO膜起到防护作用。

本发明所采用的技术方案如下：

一种ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构，在芯片衬底上生长LED芯片外延结构，在LED芯片外延结构上制作透明导电层，透明导电层包括利用电子束蒸发技术镀的ITO膜，以及利用电子束蒸发技术镀的铝原子层和利用ALD技术沉积的氧化铝膜形成的以铝原子为核，氧化铝为壳的核壳结构膜。

作为上述技术方案的进一步改进：

以铝原子为核，氧化铝为壳的核壳结构膜的厚度为5 Å～50 Å。

LED芯片外延结构是依次生长的缓冲层、U-GaN层、N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层，或者是依次生长的N-GaN层、多量子阱层和P-GaN层。

通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶。

通过电子束蒸发技术制作N、P焊盘电极。

本发明还采用技术方案如下：

一种ALD沉积电流扩展层的LED芯片结构制作方法，包括以下步骤：提供芯片衬底，在芯片衬底上生长LED芯片外延结构；在LED芯片外延结构上制作透明导电层，首先利用电子束蒸发技术镀ITO膜，再利用电子束蒸发技术镀铝原子层，然后利用ALD技术沉积氧化铝膜，形成以铝原子为核，氧化铝为壳的核壳结构膜。

作为上述技术方案的进一步改进：

还包括在制作透明导电层之前，将生长完成的LED芯片外延结构清洗干净，通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶。

还包括在制作透明导电层之后，通过电子束蒸发技术制作N、P焊盘电极。

进一步包括，利用MOCVD设备在芯片衬底上生长LED芯片外延结构。

进一步包括，以铝原子为核，氧化铝为壳的核壳结构膜的厚度为5 Å～50 Å。

本发明的有益效果如下：