專利名稱：頂部發(fā)射氮基發(fā)光器件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種頂部發(fā)射N基發(fā)光器件及其制造方法，更具體而言，涉及一種由于含有納米級(jí)圖案化的透明導(dǎo)電薄膜而具有提高的光提取率(light extraction rate)的頂部發(fā)射N基發(fā)光器件及其制造方法，所述納米級(jí)圖案化的透明導(dǎo)電薄膜通過(guò)濕法蝕刻然后對(duì)透明導(dǎo)電薄膜的表面退火來(lái)制備而沒(méi)有使用掩模。
背景技術(shù)：
當(dāng)利用比如GaN基化合物半導(dǎo)體的N基化合物半導(dǎo)體來(lái)形成發(fā)光器件時(shí)，需要在半導(dǎo)體和電極之間形成高質(zhì)量的歐姆接觸的工藝。然而，盡管近來(lái)已經(jīng)進(jìn)行了對(duì)于利用N基化合物半導(dǎo)體的發(fā)光器件的許多研究，但由于p-GaN具有低載流子濃度、高薄層電阻和低電導(dǎo)率，所以不能容易地得到高質(zhì)量歐姆接觸。因此，為了提供到發(fā)光器件中的良好電流傳播，本質(zhì)上更加需要利用金屬電極的p-GaN的高質(zhì)量歐姆接觸。特別是，由于在頂部發(fā)射發(fā)光器件中產(chǎn)生的光通過(guò)歐姆電極發(fā)出，所以需要具有低接觸電阻率(specific contact resistance)和高光透射率的高質(zhì)量歐姆接觸。
通常使用其中鎳和金疊置在p型覆層(clad layer)上的結(jié)構(gòu)來(lái)作為頂部發(fā)射發(fā)光器件中的歐姆接觸結(jié)構(gòu)。已知在氧或空氣氣氛中退火的Ni/Au歐姆接觸結(jié)構(gòu)形成具有約10-3至10-4cm2的低接觸電阻率的半透明歐姆接觸層。然而，由于常規(guī)的Ni/Au歐姆接觸層在層的厚度為450nm時(shí)具有約75％的低光透射率而導(dǎo)致低的光提取率，所以常規(guī)的Ni/Au歐姆接觸層不適于用于大容量和高亮度發(fā)光器件中。因此，為了改善這樣的頂部發(fā)射發(fā)光器件的有限的輸出功率，已經(jīng)對(duì)利用透明導(dǎo)電氧化物比如ITO進(jìn)行了研究，所述透明導(dǎo)電氧化物比用作常規(guī)p歐姆接觸層的半透明Ni/Au結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)異的光透射率。同時(shí)，已經(jīng)通過(guò)應(yīng)用Ni/ITO歐姆接觸層發(fā)展了具有改善的約1.3倍的光輸出功率的頂部發(fā)射發(fā)光器件，所述Ni/ITO歐姆接觸層具有86.6％的高的光透射率，這比在層厚度為450nm時(shí)約71.1％的常規(guī)Ni/Au歐姆接觸層的光透射率更高。
近來(lái)，已經(jīng)提出了電極表面織構(gòu)化(texturing)從而使發(fā)光器件的光提取率最大化。例如，已經(jīng)報(bào)道了通過(guò)利用NiO/ITO結(jié)構(gòu)形成p型GaN歐姆接觸層、利用常規(guī)光刻和干法蝕刻構(gòu)圖具有微米級(jí)孔的ITO電極并將圖案化的ITO電極應(yīng)用于發(fā)光器件，而使發(fā)光器件改善了約16％的光輸出功率。此外，在美國(guó)專利申請(qǐng)No.2003/0062530A1中公開(kāi)了通過(guò)利用He-Cd激光、Ar激光等的電子束曝光和干涉測(cè)量曝光來(lái)形成一維條形圖案的方法。
同時(shí)，在美國(guó)專利申請(qǐng)No.2004/0041164A1中公開(kāi)了通過(guò)利用光致抗蝕劑掩模的干法蝕刻和反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)在發(fā)光器件的表面上應(yīng)用由光提取元件(LEE)、分散層(disperser layer)等構(gòu)成的光提取結(jié)構(gòu)，來(lái)改善發(fā)光器件的外部量子效率的方法。
然而，電極表面織構(gòu)化和構(gòu)圖需要包括掩模和干法蝕刻的附加工藝，由此使這些方法對(duì)于制造發(fā)光器件并非是有效的。特別是，在制造N基發(fā)光器件時(shí)的干法蝕刻可能損壞電極表面。此外，由于通過(guò)這些方法制造的發(fā)光器件具有微米尺寸的孔圖案，所以不能使發(fā)出波長(zhǎng)在400至500nm范圍內(nèi)的光的發(fā)光器件的光提取率最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種包括電極結(jié)構(gòu)的N基發(fā)光器件及其制造方法，所述電極結(jié)構(gòu)通過(guò)利用濕法蝕刻和退火而不使用掩模來(lái)納米級(jí)構(gòu)圖由透明導(dǎo)電薄膜構(gòu)成的p型歐姆電極以在界面處誘發(fā)發(fā)光器件中產(chǎn)生的光的漫反射(diffused reflection)，而具有增大的光提取率。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種N基發(fā)光器件的制造方法，所述方法包括(a)在發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型覆層上形成透明導(dǎo)電薄膜，在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)中n型覆層、有源層和p型覆層順序疊置在襯底上；(b)濕法蝕刻所述透明導(dǎo)電薄膜；以及(c)退火經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜。
所述透明導(dǎo)電薄膜可以由透明導(dǎo)電氧化物形成，所述透明導(dǎo)電氧化物是從In、Sn、Zn、Ga、Ce、Cd、Mg、Be、Ag、Mo、V、Cu、Ir、Rh、Ru、W、Co、Ni、Mn、Al和La所構(gòu)成的組中選取的至少一種的氧化物。
為了改善所述透明導(dǎo)電薄膜的導(dǎo)電特性，可以將摻雜劑添加到所述透明導(dǎo)電氧化物，并且所述摻雜劑可以包括周期表所列的金屬中的至少一種。
所述透明導(dǎo)電薄膜可以利用電子束蒸鍍器、濺鍍、等離子體激光沉積(PLD)、雙重型熱蒸鍍器、物理氣相沉積(PVD)和化學(xué)氣相沉積(CVD)中的一種來(lái)形成。所述透明導(dǎo)電薄膜可以形成至10至1000nm范圍內(nèi)的厚度。
所述N基發(fā)光器件的制造方法還可以包括在形成所述透明導(dǎo)電薄膜之前，在所述p型覆層上形成厚度為0.1至50nm的金屬薄膜。所述金屬薄膜可以由從Ni、Co、Cu、Pd、Pt、Ru、Ir、Au、Ag、Cr、Rh、In、Sn、Mg、Zn、Be、Sr和Ba所構(gòu)成的組中選取的一種金屬、或者由兩種或更多種所述金屬構(gòu)成的合金或固溶體來(lái)形成。
可以利用從緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)、氫氟酸(HF)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)、氫氧化鉀(KOH)、草酸、酒石酸、蟻酸、醋酸和乙醇酸所構(gòu)成的組中選取的未稀釋溶液、所述未稀釋溶液的混合物、或者在去離子水中稀釋的所述未稀釋溶液的混合物或所述未稀釋溶液的稀釋溶液，來(lái)進(jìn)行所述透明導(dǎo)電薄膜的濕法蝕刻?？梢栽谑覝刂?00℃的溫度下濕法蝕刻所述透明導(dǎo)電薄膜0.1秒至1小時(shí)。
可以在含有氮?dú)?N2)、氬氣(Ar)、氦氣(He)、氧氣(O2)、氫氣(H2)和空氣中至少一種的環(huán)境氣體中或真空中，在室溫至900℃范圍內(nèi)的溫度下對(duì)經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜退火10秒至3小時(shí)。


通過(guò)參照附圖對(duì)其示例性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的頂部發(fā)射發(fā)光器件的示意性剖面圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的頂部發(fā)射發(fā)光器件的示意性剖面圖；圖3是曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例利用濕法蝕刻然后退火的一種構(gòu)圖方法制造的ITO電極以及根據(jù)常規(guī)比較實(shí)例利用退火然后濕法蝕刻的另一構(gòu)圖方法制造的ITO電極的薄層電阻；圖4A和4B是根據(jù)一實(shí)施例和常規(guī)比較實(shí)例利用構(gòu)圖方法制造的ITO電極表面的原子力顯微鏡(AFM)圖像；
圖5A和5B是曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包括利用濕法蝕刻然后退火而構(gòu)圖的p型電極的近紫外線發(fā)光器件的電特性；圖6是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包括通過(guò)濕法蝕刻然后退火而構(gòu)圖的p型電極的近紫外線發(fā)光器件的光輸出功率-電流(L-I)曲線圖；圖7A至7C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的通過(guò)濕法蝕刻然后退火而構(gòu)圖的近紫外線發(fā)光器件的p型電極表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像；圖8A至8C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的通過(guò)濕法蝕刻然后退火而構(gòu)圖的近紫外線發(fā)光器件的p型電極表面的原子力顯微鏡(AFM)圖像；以及圖9A至9C是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的近紫外線發(fā)光器件的濕法蝕刻p型電極的表面的原子力顯微鏡(AFM)圖像。
具體實(shí)施例方式
以下，將參照附圖更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同形式實(shí)施，而不應(yīng)解釋為僅限于在此描述的實(shí)施例；而且，提供這些實(shí)施例是為了使本公開(kāi)透徹而完全，并將本發(fā)明的理念充分告知本領(lǐng)域技術(shù)人員。
圖1是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的頂部發(fā)射發(fā)光器件的示意性剖面圖。
參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的N基發(fā)光器件包括順序疊置的襯底10、緩沖層20、n型覆層(clad layer)30、有源層40、p型覆層50以及表面圖案化的透明導(dǎo)電薄膜60。該N基發(fā)光器件還包括n電極焊盤90和p電極焊盤80。
N基發(fā)光器件主要分為包括襯底10、緩沖層20、n型覆層30、有源層40和p型覆層50的發(fā)光結(jié)構(gòu)以及包括形成在p型覆層50上的透明導(dǎo)電薄膜60的p歐姆電極結(jié)構(gòu)。
襯底10可以由藍(lán)寶石(Al2O3)、碳化硅(SiC)、Si和砷化鎵(GaAs)之一形成。
可以不形成緩沖層20。
從緩沖層20上至p型覆層50的每一層包括從III族N基化合物中選取的化合物作為其主要成分，所述III族N基化合物以化學(xué)式AlxInyGazN(0≤x＜1，0≤y＜1，0＜z≤1，和0＜x+y+z≤1)為代表，并且n型覆層30和p型覆層50除了所述化合物之外含有適當(dāng)?shù)膿诫s劑。
有源層40可以具有各種已知的結(jié)構(gòu)，比如單層或多量子阱(MQW)層。
例如，當(dāng)每一層主要由GaN基化合物形成時(shí)，緩沖層20由GaN形成，n型覆層30除了GaN之外還含有比如Si、Ge、Se或Te的n型摻雜劑，有源層40具有InGaN/GaN MQW或AlGaN/GaN MQW結(jié)構(gòu)，p型覆層50除了GaN之外還含有比如Mg、Zn、Ca、Sr或Be的p型摻雜劑。
在n型覆層30與n電極焊盤90之間可以插入n歐姆接觸層(未示出)，并且n歐姆接觸層可具有各種已知的結(jié)構(gòu)，比如由Ti/Al雙層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
p電極焊盤80可以由Ni/Au、W/Au、Pt/Au、Pd/Au或Ag/Au雙層構(gòu)成。
可以利用已知方法中的一種來(lái)形成每一層，比如電子束蒸鍍器、物理氣相沉積(PVD)、化學(xué)氣相沉積(CVD)、等離子體激光沉積(PLD)、雙重型熱蒸鍍器和濺鍍。
可以通過(guò)沉積透明導(dǎo)電薄膜、濕法蝕刻該透明導(dǎo)電薄膜然后退火經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜來(lái)形成表面圖案化的透明導(dǎo)電薄膜60。該表面圖案化的透明導(dǎo)電薄膜60可具有10至1000nm的厚度。
透明導(dǎo)電薄膜可以由透明導(dǎo)電氧化物形成，所述透明導(dǎo)電氧化物是從In、Sn、Zn、Ga、Ce、Cd、Mg、Be、Ag、Mo、V、Cu、Ir、Rh、Ru、W、Co、Ni、Mn、Al和La所構(gòu)成的組中選取的至少一種的氧化物。
然后，可以利用從緩沖氧化物蝕刻劑(BOE)、氫氟酸(HF)、鹽酸(HCl)、硝酸(HNO3)、磷酸(H3PO4)、硫酸(H2SO4)、氫氧化鉀(KOH)、草酸、酒石酸、蟻酸、醋酸和乙醇酸構(gòu)成的組中中選取的未稀釋溶液、未稀釋溶液的混合物、或者在去離子水中稀釋的未稀釋溶液的混合物或未稀釋溶液的稀釋溶液，來(lái)濕法蝕刻沉積的透明導(dǎo)電薄膜?？梢栽谑覝刂?00℃的溫度下濕法蝕刻透明導(dǎo)電薄膜0.1秒至1小時(shí)。
可以在室溫至900℃的溫度下對(duì)經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜退火10秒至3小時(shí)，以形成表面圖案化的透明導(dǎo)電薄膜60?？梢栽诤械?N2)、氬(Ar)、氦(He)、氧(O2)、氫(H2)和空氣中至少一種的氣體氣氛或者真空中進(jìn)行退火。
圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的頂部發(fā)射發(fā)光器件的示意性剖面圖。
為了改善表面圖案化的透明導(dǎo)電薄膜60和p型覆層50之間的歐姆接觸，根據(jù)第二實(shí)施例的頂部發(fā)射發(fā)光器件包括透明導(dǎo)電薄膜60和p型覆層50之間的金屬薄膜70。金屬薄膜70可以具有0.1至50nm的厚度。
金屬薄膜具有高導(dǎo)電性和高功函數(shù)。金屬薄膜可以由能夠形成Ga基化合物的導(dǎo)電材料形成，比如從Ni、Co、Cu、Pd、Pt、Ru、Ir、Au、Ag、Cr、Rh、In、Sn、Mg、Zn、Be、Sr和Ba所構(gòu)成的組中選取的一種、或者由兩種或更多種所述金屬構(gòu)成的合金或固溶體。
有機(jī)金屬薄膜70具有高導(dǎo)電性，所以當(dāng)金屬薄膜70與表面圖案化的透明導(dǎo)電薄膜60接觸時(shí)，通過(guò)引起改善的電流傳播而可以減小p歐姆電極結(jié)構(gòu)的接觸電阻率。
圖3是曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例利用濕法蝕刻和退火的一種構(gòu)圖方法制造的ITO電極以及根據(jù)常規(guī)比較實(shí)例利用退火和濕法蝕刻的另一構(gòu)圖方法制造的ITO電極的薄層電阻。
更具體而言，根據(jù)本實(shí)施例，利用電子束蒸鍍器在藍(lán)寶石襯底上沉積ITO電極至500nm的厚度，利用其中BOE與去離子水的比率為1∶10的稀釋BOE溶液蝕刻ITO電極，并在600℃下對(duì)經(jīng)蝕刻的ITO退火3分鐘，從而構(gòu)圖ITO電極的表面。然后，為了比較，根據(jù)常規(guī)的比較實(shí)例，利用電子束蒸鍍器在藍(lán)寶石襯底上沉積ITO電極至500nm的厚度，在600℃下對(duì)ITO電極退火3分鐘，然后利用其中BOE與去離子水的比率為1∶10的稀釋BOE溶液蝕刻經(jīng)退火的ITO電極。
當(dāng)根據(jù)本實(shí)施例蝕刻ITO電極的表面然后退火時(shí)，ITO電極的薄層電阻隨著蝕刻時(shí)間連續(xù)增大。另一方面，當(dāng)退火ITO電極的表面然后蝕刻時(shí)，ITO電極的薄層電阻保持恒定而與蝕刻時(shí)間無(wú)關(guān)。
圖4A和4B是根據(jù)圖3所示實(shí)施例利用構(gòu)圖方法制造的ITO電極表面的原子力顯微鏡(AFM)圖像。如圖4A中所示出的，利用稀釋的BOE溶液蝕刻并在600℃下退火的ITO電極的表面被粗糙地圖案化。另一方面，如圖4B所示，在600℃下退火并利用稀釋的BOE溶液蝕刻的ITO電極的表面沒(méi)有被粗糙地圖案化。作為利用AFM測(cè)量均方根粗糙度以分析粗糙度的結(jié)果，在根據(jù)本實(shí)施例的被蝕刻然后退火的ITO電極表面的81.6nm的均方根粗糙度與根據(jù)常規(guī)比較實(shí)例的被退火然后蝕刻的ITO電極表面的4.4nm的均方根粗糙度之間存在很大差異。因此，與退火-蝕刻方法相比，濕法蝕刻-退火的表面構(gòu)圖方法更加有效，因?yàn)镮TO電極在退火前具有非晶表面而在退火后具有多晶表面，因此ITO電極的表面在退火前和退火后被不同地蝕刻。
圖5A和5B是曲線圖，示出了根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包括在p型覆層50上的表面圖案化ITO透明導(dǎo)電薄膜60的近紫外線InGaN/GaN MQW發(fā)光器件的電特性。利用Ag沉積金屬薄膜70至3nm的厚度以改善ITO透明導(dǎo)電薄膜60與p型覆層50之間的歐姆接觸，并通過(guò)利用稀釋的BOE溶液蝕刻然后在600℃下退火來(lái)形成表面圖案化的ITO透明導(dǎo)電薄膜60。圖5A示出了包括表面圖案化的ITO透明導(dǎo)電薄膜的發(fā)光器件對(duì)于各種蝕刻時(shí)間的電流-電壓特性。在20mA處，對(duì)于0秒、7秒、10秒和12秒的蝕刻時(shí)間，發(fā)光器件的工作電壓分別為3.57V、3.61V、3.70V和3.83V。圖5B示出了在-10V處的發(fā)光器件的反向電流，并且反向電流被保持而與蝕刻時(shí)間無(wú)關(guān)。因此，包括利用濕法蝕刻和退火的表面圖案化的ITO電極的發(fā)光器件能夠通過(guò)解決比如反向電流的電特性的劣化而具有改善的電特性，所述電特性的劣化由于等離子體的破壞而發(fā)生在包括干法蝕刻的ITO的常規(guī)發(fā)光器件中。
圖6是圖5A和5B所示的發(fā)光器件的光輸出功率-電流(L-I)曲線。參照?qǐng)D6，與未被表面圖案化(蝕刻0秒)的發(fā)光器件相比，包括表面圖案化的ITO電極的發(fā)光器件在20mA處具有極佳的光輸出功率。例如，含有通過(guò)濕法蝕刻7秒然后退火而被圖案化的ITO電極的發(fā)光器件具有約32％的改善光輸出功率，而含有通過(guò)濕法蝕刻12秒然后退火而被圖案化的ITO電極的發(fā)光器件具有約19％的改善光輸出功率。
圖7A至7C是分別通過(guò)濕法蝕刻0秒、7秒和12秒然后在600℃下退火而被圖案化的ITO電極表面的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。與圖7A所示的未被蝕刻的ITO電極的表面相比，圖7B和7C所示的ITO電極的表面粗糙。特別是，圖7B所示的通過(guò)蝕刻7秒然后在600℃下退火而被圖案化的表面具有直徑在250至550nm范圍內(nèi)的細(xì)微顆粒。由于表面圖案化的結(jié)構(gòu)的尺寸與根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光器件所產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)(405nm)類似，所以發(fā)光器件中產(chǎn)生的光能夠有效地被提取。因此，如圖6所示，發(fā)光器件能夠具有約32％的高的光輸出功率。同時(shí)，通過(guò)蝕刻12秒然后在600℃下退火而被圖案化的表面具有尺寸在約500至1000nm范圍內(nèi)的過(guò)大的顆粒尺寸，并且如圖7C所示，顆粒聚結(jié)。在這種情況下，由于顆粒尺寸略微大于所產(chǎn)生的光405nm的波長(zhǎng)，所以在發(fā)光器件中產(chǎn)生的光更有可能反射到發(fā)光器件中而不是被提取。因此，如圖6所示，發(fā)光器件會(huì)具有約19％的相對(duì)低的光輸出功率。這種低的光輸出功率與具有利用微米級(jí)圖案化的電極的發(fā)光器件的小于20％的相對(duì)低的光輸出功率類似。
圖8A至8C是圖7A至7C所示的發(fā)光器件表面的原子力顯微鏡(AFM)圖像。通過(guò)蝕刻0秒、7秒和12秒然后在600℃下退火而被圖案化的發(fā)光器件的表面分別具有4.1nm、74.3nm和142nm的粗糙度。
圖9A至9C是通過(guò)濕法蝕刻0秒、7秒和12秒而被圖案化的發(fā)光器件表面的原子力顯微鏡(AFM)圖像。通過(guò)濕法蝕刻0秒、7秒和12秒而被圖案化的發(fā)光器件的表面分別具有4nm、43.9nm和90.6nm的粗糙度。所述結(jié)果表明ITO電極在退火前和退火后具有不同的表面。例如，在對(duì)被蝕刻7秒之后具有約43.9nm的粗糙度的表面在600℃下進(jìn)行退火時(shí)，樣品的表面粗糙度增大至約74.3nm，如圖8B所示。也就是說(shuō)，表面上的相鄰細(xì)微顆粒通過(guò)退火而聚結(jié)，由此能夠增大表面的顆粒尺寸。然而，圖案化表面的相對(duì)粗糙度主要由退火前的蝕刻時(shí)間決定，即使圖案化表面的粗糙度通過(guò)退火而略微增大。因此，蝕刻時(shí)間需要被控制，以用于形成根據(jù)本發(fā)明的含有圖案化表面的透明導(dǎo)電薄膜。
根據(jù)本發(fā)明的N基發(fā)光器件的制造方法，能夠制備透明導(dǎo)電薄膜，該透明導(dǎo)電薄膜通過(guò)濕法蝕刻然后退火被納米級(jí)圖案化而沒(méi)有使用掩模，更具體而言，能夠制備具有最大化的光提取率的頂部發(fā)射N基發(fā)光器件，其中在該器件中產(chǎn)生的光通過(guò)應(yīng)用納米級(jí)圖案化的透明導(dǎo)電薄膜作為p型電極而發(fā)出。因此，能夠改善N基發(fā)光器件的光學(xué)特性。
盡管已經(jīng)參考其示例性實(shí)施例具體表示并描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種變化。
權(quán)利要求
1.一種N基發(fā)光器件的制造方法，所述方法包括(a)在發(fā)光結(jié)構(gòu)的p型覆層上形成透明導(dǎo)電薄膜，在所述發(fā)光結(jié)構(gòu)中n型覆層、有源層和p型覆層順序疊置在襯底上；(b)濕法蝕刻所述透明導(dǎo)電薄膜；以及(c)退火經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括在操作(a)之前，在所述p型覆層上形成厚度為0.1至50nm的金屬薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述透明導(dǎo)電薄膜由透明導(dǎo)電氧化物形成，所述透明導(dǎo)電氧化物是從In、Sn、Zn、Ga、Ce、Cd、Mg、Be、Ag、Mo、V、Cu、Ir、Rh、Ru、W、Co、Ni、Mn、Al和La所構(gòu)成的組中選取的至少一種與O的化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述透明導(dǎo)電薄膜形成至10至700nm范圍內(nèi)的厚度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中利用從緩沖氧化物蝕刻劑BOE、氫氟酸、鹽酸、硝酸、磷酸、硫酸、氫氧化鉀、草酸、酒石酸、蟻酸、醋酸和乙醇酸所構(gòu)成的組中選取的未稀釋溶液、所述未稀釋溶液的混合物、或者在去離子水中稀釋的所述未稀釋溶液的混合物或所述未稀釋溶液的稀釋溶液，來(lái)進(jìn)行所述透明導(dǎo)電薄膜的濕法蝕刻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在室溫至300℃的溫度下濕法蝕刻所述透明導(dǎo)電薄膜0.1秒至1小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在室溫至900℃范圍內(nèi)的溫度下對(duì)經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜退火10秒至3小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在含有氮?dú)?、氬氣、氦氣、氧氣、氫氣和空氣中至少一種的環(huán)境氣體中或真空中，進(jìn)行所述的對(duì)經(jīng)濕法蝕刻的透明導(dǎo)電薄膜的退火。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述金屬薄膜由從Ni、Co、Cu、Pd、Pt、Ru、Ir、Au、Ag、Cr、Rh、In、Sn、Mg、Zn、Be、Sr和Ba所構(gòu)成的組中選取的一種、或者由兩種或更多種所述金屬構(gòu)成的合金或固溶體來(lái)形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了頂部發(fā)射N基發(fā)光器件及其制造方法。所述N基發(fā)光器件包括在襯底上順序疊置的n型覆層、有源層、p型覆層和透明導(dǎo)電薄。所述透明導(dǎo)電薄膜具有通過(guò)濕法蝕刻然后退火且沒(méi)有使用掩模而被納米級(jí)圖案化的表面，以改善光提取率。通過(guò)應(yīng)用具有使用濕法蝕刻然后退火而被圖案化的表面的透明導(dǎo)電薄膜而使光提取率最大化，能夠制備高亮度發(fā)光器件。
文檔編號(hào)H01L33/38GK101093870SQ20071010394
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者成泰連, 李琸熙, 林東皙 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社, 高麗大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)