发明名称 氮化物发光二极体及其制造方法
摘要 一种氮化物发光二极体及其制造方法,此氮化物发光二极体具有由氮化钛相关材料所构成之P型电极、N型电极与P型透明接触层。由于氮化钛相关材料除了具有相当优异之欧姆金属接触特性与透明度外,更具有极佳之热稳定性,因此可有效改善发光二极体之热稳定性。
申请公布号 TWI249255 申请公布日期 2006.02.11
申请号 TW093109656 申请日期 2004.04.07
申请人 联铨科技股份有限公司;陈锡铭 CHEN, SHI MING 台南市东区东平路23号9楼 发明人 朱长信;余国辉;吕奇孟;李学麟;陈锡铭
分类号 H01L33/00 主分类号 H01L33/00
代理机构 代理人 蔡坤财 台北市中山区松江路148号11楼
主权项 1.一种氮化物发光二极体,至少包括: 一透明基板; 一N型半导体层位于该透明基板上; 一发光磊晶结构位于部分之该N型半导体层上,且 暴露出另一部分之该N型半导体层; 一P型半导体层位于该发光磊晶结构上; 一P型透明接触层位于该P型半导体层上; 一N型电极位于该N型半导体层之暴露部分上,其中 该N型电极至少包括依序堆叠之一第一氮化钛(TiN) 相关材料层、一铝-矽-铜(Al-Si-Cu)材料层、以及一 第二氮化钛相关材料层;以及 一P型电极位部分之该P型透明接触层上,其中该P型 电极至少包括一第三氮化钛相关材料层。 2.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该透明基板之材质为蓝宝石。 3.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该N型半导体层之材质为N型氮化镓(GaN)。 4.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该发光磊晶结构至少包括依序堆叠之一N型局 限层、一发光层、以及一P型局限层,且该N型局限 层与该N型半导体层接合。 5.如申请专利范围第4项所述之氮化物发光二极体, 其中该发光层系一多重量子井(MQW)结构。 6.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该P型半导体层之材质为P型氮化镓。 7.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该P型透明接触层之材质为氮化钛相关材料。 8.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该P型透明接触层之材质系选自于由氮化钛、 钛氮锌化合物、以及钛氮铍化合物所组成之一族 群。 9.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体, 其中该N型电极之该第一氮化钛相关材料层与该第 二氮化钛相关材料层之材质系选自于由氮化钛、 钛氮锌化合物(TiNZn)、以及钛氮铍化合物(TiNBe)所 组成之一族群。 10.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体 ,其中该P型电极之该第三氮化钛相关材料层之材 质系选自于由氮化钛、钛氮锌化合物、以及钛氮 铍化合物所组成之一族群。 11.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体 ,其中该P型电极系由该第三氮化钛相关材料层/一 金层所构成。 12.如申请专利范围第1项所述之氮化物发光二极体 ,更至少包括一缓冲层位于该N型半导体层与该透 明基板之间。 13.一种氮化物发光二极体,至少包括: 一透明基板; 一N型半导体层位于该透明基板上; 一发光磊晶结构位于部分之该N型半导体层上,且 暴露出另一部分之该N型半导体层; 一P型半导体层位于该发光磊晶结构上; 一P型透明接触层位于该P型半导体层上; 一N型电极位于该N型半导体层之暴露部分上;以及 一P型电极位于部分之该P型透明接触层上,其中该N 型电极与该P型电极之材质至少包括一氮化钛相关 材料。 14.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该透明基板之材质为蓝宝石。 15.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该N型半导体层之材质为N型氮化镓。 16.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该发光磊晶结构至少包括依序堆叠之一N 型局限层、一发光层、以及一P型局限层,且该N型 局限层与该N型半导体层接合。 17.如申请专利范围第16项所述之氮化物发光二极 体,其中该发光层系一多重量子井结构。 18.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该P型半导体层之材质为P型氮化镓。 19.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该P型透明接触层为一氮化钛相关材料层 。 20.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该P型透明接触层之材质系选自于由氮化 钛、钛氮锌化合物、以及钛氮铍化合物所组成之 一族群。 21.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该氮化钛相关材料系选自于由氮化钛、钛 氮锌化合物、以及钛氮铍化合物所组成之一族群 。 22.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该P型电极系一氮化钛相关材料层/金层结 构。 23.如申请专利范围第13项所述之氮化物发光二极 体,其中该N型电极系一氮化钛相关材料层/铝-矽- 铜层/氮化钛相关材料层结构。 24.一种氮化物发光二极体之制造方法,至少包括: 形成一N型半导体层于一透明基板; 形成一发光磊晶结构于部分之该N型半导体层上, 并暴露出另一部分之该N型半导体层; 形成一P型半导体层于该发光磊晶结构上; 形成一P型透明接触层于该P型半导体层上; 形成一N型电极于该N型半导体层之暴露部分上;以 及 形成一P型电极于部分之该P型透明接触层上,其中 该N型电极与该P型电极之材质至少包括一氮化钛 相关材料。 25.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该透明基板之材质为蓝宝石。 26.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该N型半导体层之材质为N型氮 化镓。 27.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该发光磊晶结构至少包括依序 堆叠之一N型局限层、一发光层、以及一P型局限 层,且该N型局限层与该N型半导体层接合。 28.如申请专利范围第27项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该发光层系一多重量子井结构 。 29.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该P型半导体层之材质为P型氮 化镓。 30.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该P型透明接触层为一氮化钛 相关材料层。 31.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中形成该P型透明接触层之步骤 至少包括: 形成一含钛薄膜;以及 于一氮气环境下进行一退火步骤,以将该含钛薄膜 转变成一钛氮化合物层。 32.如申请专利范围第31项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该退火步骤之一温度介于50℃ 至1000℃之间。 33.如申请专利范围第31项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该退火步骤之一温度介于300℃ 至700℃之间。 34.如申请专利范围第31项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该含钛薄膜之材质系选自于钛 金属、钛锌合金、以及钛铍合金所组成之一族群 。 35.如申请专利范围第31项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该P型透明接触层之材质系选 自于由氧化钛、钛氮锌化合物、以及钛氮铍化合 物所组成之一族群。 36.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中形成该N型电极与该P型电极之 该氮化钛相关材料时,至少包括: 形成一含钛薄膜;以及 于一氮气环境下进行一退火步骤,以将该含钛薄膜 转变成一钛氮化合物层。 37.如申请专利范围第36项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该退火步骤之一温度介于50℃ 至1000℃之间。 38.如申请专利范围第36项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该退火步骤之一温度介于300℃ 至700℃之间。 39.如申请专利范围第36项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该含钛薄膜之材质系选自于钛 金属、钛锌合金、以及钛铍合金所组成之一族群 。 40.如申请专利范围第36项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中该N型电极与该P型电极之该氮 化钛相关材料系选自于由氮化钛、钛氮锌化合物 、以及钛氮铍化合物所组成之一族群。 41.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中形成该P型电极之步骤至少包 括形成依序堆叠之一金层与一氮化钛相关材料层 。 42.如申请专利范围第24项所述之氮化物发光二极 体之制造方法,其中形成该N型电极之步骤至少包 括形成依序堆叠之一第一氮化钛相关材料层、一 铝-矽-铜层以及一第二氮化钛相关材料层。 图式简单说明: 第1图系绘示传统发光二极体之剖面图。 第2图系绘示依照本发明一较佳实施例的一种发光 二极体之剖面图。
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