專利名稱：發(fā)光二極管及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管，尤其涉及一種電流擴(kuò)散均勻性較佳的發(fā)光二極管以 及該發(fā)光二極管的制作方法。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)是一種可將電流轉(zhuǎn)換成特定波長范圍 的光的半導(dǎo)體元件。發(fā)光二極管以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅(qū)動 簡單、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，從而可作為光源而廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域。LED通常包括ρ型半導(dǎo)體層、活性層及η型半導(dǎo)體層。在LED兩端施加電壓，空穴 和電子將會在活性層復(fù)合，輻射出光子。LED在應(yīng)用過程中所面臨的一個(gè)問題是其出光效率 問題。由于在活性層中有電流通過才能產(chǎn)生光子，因此LED的出光效率與電流在LED器件表 面的分布均勻性有很大關(guān)系。在實(shí)際應(yīng)用過程中，為防止發(fā)光二極管所發(fā)出的光線被電極 所阻擋，電極的面積通常設(shè)置的比較小，此時(shí)將會出現(xiàn)在電極下方的位置電流密度較大，而 遠(yuǎn)離電極位置的電流密度較小的情況，從而使到在發(fā)光二極管表面的電流分布不均勻。其 在遠(yuǎn)離電極的邊緣部位的活性層沒有電流通過，從而使其發(fā)光效率較低。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種電流擴(kuò)散均勻性較佳的發(fā)光二極管。一種發(fā)光二極管，其包括一基板及在基板上依次形成的P-GaN層、活性層及n-GaN 層。該發(fā)光二極管進(jìn)一步包括一電極層，該電極層設(shè)置n-GaN層的表面。該n-GaN層包括 第一擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散部。該第一擴(kuò)散部臨近該電極層，該第二擴(kuò)散部設(shè)置在該第一擴(kuò)散 部的遠(yuǎn)離該電極層一側(cè)，且該第一擴(kuò)散部的摻雜濃度小于該第二擴(kuò)散部的摻雜濃度。一種發(fā)光二極管的制作方法，其包括以下步驟提供一個(gè)基板；在基板上依次形成P-GaN層、活性層及n-GaN層；在n-GaN層表面設(shè)置第一擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散部，在制作過程中，使第一擴(kuò)散部的 摻雜濃度小于第二擴(kuò)散部的摻雜濃度；在n-GaN層表面制作電極層。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過設(shè)置沿遠(yuǎn)離電極方向排列的第一擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散 部，由于第一擴(kuò)散部的摻雜濃度小于第二擴(kuò)散部的摻雜濃度，即第一擴(kuò)散部的電阻率大于 第二擴(kuò)散部的電阻率。由于電流會朝電阻率小的地方流動。因此，設(shè)置摻雜率不同的第一 擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散部能夠使電流在發(fā)光二極管的表面分布均勻，從而提高發(fā)光二極管的發(fā) 光效率。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2A-2F是第一實(shí)施例中第一擴(kuò)散部和第二擴(kuò)散部的制作過程。圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4A-4C是第二實(shí)施例中第一擴(kuò)散部和第二擴(kuò)散部的制作過程。圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例的發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是圖5中的發(fā)光二極管的n-GaN層表面示意圖。主要元件符號說明
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光二極管，其包括一基板及在基板上依次形成的P-GaN層、活性層及n-GaN 層，該發(fā)光二極管進(jìn)一步包括一電極層，該電極層設(shè)置n-GaN層的表面，其特征在于，該 n-GaN層包括第一擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散部，該第一擴(kuò)散部臨近該電極層，該第二擴(kuò)散部設(shè)置在 該第一擴(kuò)散部的遠(yuǎn)離該電極層一側(cè)，且該第一擴(kuò)散部的摻雜濃度小于該第二擴(kuò)散部的摻雜 濃度。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該電極層設(shè)置在n-GaN層的中心位置 且位于該第一擴(kuò)散部上，該第二擴(kuò)散部圍繞第一擴(kuò)散部排布。
3.域與非擴(kuò)散區(qū)域?qū)挾戎g的比值小于第二擴(kuò)散部中的擴(kuò)散區(qū)域與非擴(kuò)散區(qū)域?qū)挾戎g的 比值。
4.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該電極層為網(wǎng)狀電極，該網(wǎng)狀電極將 n-GaN層分割多個(gè)區(qū)域，該第二擴(kuò)散部設(shè)置于每個(gè)區(qū)域的中心部位，第一擴(kuò)散部設(shè)置于電極 層與第二擴(kuò)散部之間。
5.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一擴(kuò)散部和第二 擴(kuò)散部的擴(kuò)散深度小于n-GaN層的厚度。
6.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該第一擴(kuò)散部和第二 擴(kuò)散部的摻雜離子包括B、P、As三種元素中的一種或者幾種。
7.如權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的發(fā)光二極管，其特征在于，該發(fā)光二極管進(jìn)一步 包括一鏡面反射層，該鏡面反射層設(shè)置在P-GaN層與基板之間。
8.一種發(fā)光二極管的制作方法，其包括以下步驟提供一個(gè)基板；在基板上依次形成P-GaN層、活性層及n-GaN層；在n-GaN層表面形成第一擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散部，在制作過程中，使第一擴(kuò)散部的摻雜 濃度小于第二擴(kuò)散部的摻雜濃度；在n-GaN層表面制作電極層。
9.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該第一擴(kuò)散部與該第二 擴(kuò)散部的制作過程包括以下步驟首先制作第二擴(kuò)散部a.在n-GaN層表面沉積一層Si02阻擋層；b.在Si02阻擋層表面涂覆一層感光層，對感光層進(jìn)行曝光顯影，將第二擴(kuò)散部區(qū)域的 感光層去除；c.對未被感光層覆蓋的Si02阻擋層的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，顯露出n-GaN層的表面，然后去 除感光層，從而在Si02阻擋層形成第二擴(kuò)散部的圖案；d.將形成有Si02阻擋層圖案的發(fā)光二極管放至含有B、P、As之中一種或任意幾種原 子的氣體或者蒸氣源的高溫爐中，通過熱擴(kuò)散的方法使上述原子擴(kuò)散至第二擴(kuò)散部中；e.去除Si02阻擋層；然后在制作好第二擴(kuò)散部的發(fā)光二極管上制作第一擴(kuò)散部a.在n-GaN層表面沉積一層Si02阻擋層；b.在Si02阻擋層表面涂覆一層感光層，對感光層進(jìn)行曝光顯影，將第一擴(kuò)散部區(qū)域的 感光層去除；c.對未被感光層覆蓋的Si02阻擋層的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，顯露出n-GaN層的表面，然后去 除感光層，從而在Si02阻擋層形成第一擴(kuò)散部的圖案；d.將形成有Si02阻擋層圖案的發(fā)光二極管放至含有B、P、As之中一種或任意幾種原 子的氣體或者蒸氣源的高溫爐中，通過熱擴(kuò)散的方法使上述原子擴(kuò)散至第一擴(kuò)散部中；e.去除Si02阻擋層。
10.如權(quán)利要求8所述的發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于，該第一擴(kuò)散部與該第二 擴(kuò)散部的制作過程包括以下步驟a.在n-GaN層表面沉積一層Si02阻擋層；b.在Si02阻擋層表面涂覆一層感光層，對感光層進(jìn)行曝光顯影，定義出第一擴(kuò)散部和 第二擴(kuò)散部的位置，其中，該第一擴(kuò)散部與第二擴(kuò)散部分別包括擴(kuò)散區(qū)域與非擴(kuò)散區(qū)域，在 第一擴(kuò)散部中的擴(kuò)散區(qū)域與非擴(kuò)散區(qū)域?qū)挾戎g的比值小于在第二擴(kuò)散部中的擴(kuò)散區(qū)域 與非擴(kuò)散區(qū)域?qū)挾戎g的比值，然后將擴(kuò)散區(qū)域的感光層去除；c.對未被感光層覆蓋的Si02阻擋層的區(qū)域進(jìn)行蝕刻，顯露出n-GaN層的表面，然后去 除感光層，從而在Si02阻擋層形成擴(kuò)散區(qū)域的圖案；d.將具有Si02阻擋層圖案的發(fā)光二極管放至含有B、P、As之中一種或任意幾種原子 的氣體或者蒸氣源的高溫爐中，通過熱擴(kuò)散的方法使上述原子擴(kuò)散至擴(kuò)散區(qū)域中；e.去除Si02阻擋層。
全文摘要
一種發(fā)光二極管，其包括一基板及在基板上依次形成的P-GaN層、活性層及n-GaN層。該發(fā)光二極管進(jìn)一步包括一電極層，該電極層設(shè)置n-GaN層的表面。該n-GaN層包括第一擴(kuò)散部及第二擴(kuò)散部。該第一擴(kuò)散部臨近該電極層，該第二擴(kuò)散部設(shè)置在該第一擴(kuò)散部的遠(yuǎn)離該電極層一側(cè)，且該第一擴(kuò)散部的摻雜濃度小于該第二擴(kuò)散部的摻雜濃度。本發(fā)明通過在n-GaN層表面設(shè)置第一擴(kuò)散部與第二擴(kuò)散部，由于第二擴(kuò)散部的摻雜濃度大于第一擴(kuò)散部，即第二擴(kuò)散部的電阻率小于第一擴(kuò)散部，使電流朝遠(yuǎn)離電極的第二擴(kuò)散部延伸，從而增加電流分布的均勻性，提高發(fā)光二極管的發(fā)光效率。
文檔編號H01L33/14GK102097559SQ20091031110
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月9日
發(fā)明者賴志成 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司