基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高壓二極管，尤其是一種基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在市場(chǎng)高壓發(fā)光二極管(HV LED)應(yīng)用普遍，這種HV LED由多個(gè)直至生長襯底的溝槽相互隔離的多個(gè)發(fā)光單元構(gòu)成，由橋接結(jié)構(gòu)連接于相鄰的兩個(gè)發(fā)光單元的N焊盤與P焊盤之間，實(shí)現(xiàn)多個(gè)發(fā)光單元的串聯(lián)，現(xiàn)在市場(chǎng)多使用Au電極作為這種橋接結(jié)構(gòu)。目前存在的問題是若溝槽較陡直，或芯片擴(kuò)展不均，Au電極延展性不夠好，導(dǎo)致金線斷裂，就會(huì)出現(xiàn)芯片死燈現(xiàn)象。碳納米管(簡稱CNT)具有極高的強(qiáng)度和極大的韌性，構(gòu)成CNT的碳原子之間是以η鍵相結(jié)合的，而η鍵是自然界中最強(qiáng)的化學(xué)鍵之一。且CNT中碳原子采取sp2雜化，sp2雜化中S軌道成分比較大，使CNT具有很高的強(qiáng)度。而當(dāng)CNT受到外力作用時(shí)，內(nèi)部也會(huì)發(fā)生納米尺度的卷曲，因此具有很好的柔韌性和彈性拉伸強(qiáng)度，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)50-200GPa，是鋼的100倍，密度卻只有鋼的1/6。另外，CNT的結(jié)構(gòu)雖然與高分子材料相似，但相比之下要穩(wěn)定得多，是目前可制備出的具有最高比強(qiáng)度的材料。
[0003]碳納米管具有良好的導(dǎo)電性能，由于CNT的結(jié)構(gòu)與石墨的片層結(jié)構(gòu)相同，都為六個(gè)碳原子組成的碳環(huán)相連接的完美對(duì)稱結(jié)構(gòu)，碳原子之間是sp2雜化，且每個(gè)碳原子都有一個(gè)未成對(duì)電子位于η軌道上，這是導(dǎo)致CNT擁有優(yōu)異電子學(xué)性能的原因。CNT隨著螺旋矢量不同，能隙寬度可以呈現(xiàn)從零到和硅的能隙相等變化，當(dāng)CNTs的管徑大于6mm時(shí)，導(dǎo)電性能下降，當(dāng)管徑小于6_時(shí)，CNTs可以被看成具有良好導(dǎo)電性能的一維量子導(dǎo)線。且其管徑越小，占有發(fā)光區(qū)面積就越少，更有利于提高LED的發(fā)光效率。
[0004]本實(shí)用新型的目的在于，通過提供尋找一種可以代替Au電極的方法，解決目前高壓二極管存在的一些問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，采用碳納米管替代Au電極，解決目前高壓二極管存在的芯片死燈現(xiàn)象。
[0006]按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，包括襯底，襯底上設(shè)置多個(gè)發(fā)光單元，發(fā)光單元包括在襯底上自下而上依次設(shè)置的緩沖層、U-GaN層、N-GaN層、多量子肼、P-GaN層和透明導(dǎo)電層，透明導(dǎo)電層上表面設(shè)置P電極，N-GaN層上表面設(shè)置N電極；其特征是:所述相鄰的發(fā)光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設(shè)置S12絕緣層，在S12絕緣層表面設(shè)置橋接結(jié)構(gòu)，橋接結(jié)構(gòu)連接相鄰發(fā)光單元的N-GaN層和透明導(dǎo)電層。
[0007]進(jìn)一步的，所述橋接結(jié)構(gòu)采用碳納米管。
[0008]進(jìn)一步的，所述襯底采用藍(lán)寶石襯底。
[0009]所述基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的制作工藝，其特征是，采用以下步驟制備:
[0010]步驟1:采用GaN基LED外延片生長形成自下而上分布的襯底、緩沖層、U-GaN層、N-GaN層、多量子肼和P-GaN層；
[0011]步驟2:生長完成的LED外延片清洗干凈，電極束蒸發(fā)ΙΤ0，光刻進(jìn)行圖形化，用FeCl3S液蝕刻ITO做出透明導(dǎo)電層；再采用刻蝕工藝使得N-GaN層暴露出來；
[0012]步驟3:在相鄰發(fā)光單元之間的溝槽處理沉積掩膜層S12，光刻圖形做出S12絕緣層；
[0013]步驟4:用化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管，得到橋接結(jié)構(gòu)；
[0014]步驟5:做出P電極和N電極。
[0015]所述步驟4按照以下方法進(jìn)行:在步驟3處理后的外延片表面涂覆光刻膠，用光刻技術(shù)使橋接結(jié)構(gòu)圖形化，再在圖形化的區(qū)域用化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管，最后物理剝離的方法去除光記得膠，得到橋接結(jié)構(gòu)。
[0016]本實(shí)用新型所述基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，采用碳納米管替代Au電極，解決目前高壓二極管存在的芯片死燈現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為本實(shí)用新型的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合具體附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020]如圖1?圖2所示:所述基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管包括襯底1、緩沖層2、U-GaN層3、N-GaN層4、多量子肼5、P-GaN層6、透明導(dǎo)電層7、P電極8、N電極9、S12絕緣層10、橋接結(jié)構(gòu)11等。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型包括襯底1，襯底I采用藍(lán)寶石襯底，襯底I上設(shè)置多個(gè)發(fā)光單元，發(fā)光單元包括在襯底I上自下而上依次設(shè)置的緩沖層2、U-GaN層3、N-GaN層4、多量子肼5、P-GaN層6和透明導(dǎo)電層7，透明導(dǎo)電層7上表面設(shè)置P電極8，N-GaN層4上表面設(shè)置N電極9 ;所述相鄰的發(fā)光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設(shè)置S12絕緣層10，在S12絕緣層10表面設(shè)置橋接結(jié)構(gòu)11，橋接結(jié)構(gòu)11連接相鄰發(fā)光單元的N-GaN層4和透明導(dǎo)電層7 ;所述橋接結(jié)構(gòu)11采用碳納米管。
[0022]本實(shí)用新型所述基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的制作工藝，采用以下步驟制備:
[0023]步驟1:采用GaN基LED外延片生長形成自下而上分布的藍(lán)寶石襯底1、緩沖層2、U-GaN層3、N-GaN層4、多量子肼5和P-GaN層6 ；
[0024]步驟2:生長完成的LED外延片清洗干凈，電極束蒸發(fā)ΙΤ0，光刻技術(shù)實(shí)現(xiàn)HV LED圖形化，用FeCl3S液蝕刻ITO做出透明導(dǎo)電層7，采用物理方法ICP刻蝕技術(shù)使得LED外延片的N-GaN層4暴露出來；
[0025]步驟3:用PECVD設(shè)備沉積相鄰發(fā)光單元之間溝槽處的掩膜層S12，光刻圖形做出HV LED單元橋接結(jié)構(gòu)下的S12絕緣層10 ;
[0026]步驟4:在步驟3處理后的外延片表面涂覆光刻膠，用光刻技術(shù)使橋接結(jié)構(gòu)圖形化，再在圖形化的區(qū)域用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備碳納米管(CNT)，最后物理剝離的方法去除光記得膠，得到橋接結(jié)構(gòu)11 ;
[0027]步驟5:同步驟4方法做出P電極8和N電極9。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，包括襯底(1)，襯底(I)上設(shè)置多個(gè)發(fā)光單元，發(fā)光單元包括在襯底(I)上自下而上依次設(shè)置的緩沖層(2)、U-GaN層(3)、N-GaN層(4)、多量子肼(5)、P-GaN層(6)和透明導(dǎo)電層(7)，透明導(dǎo)電層(7)上表面設(shè)置P電極(8)，N-GaN層(4)上表面設(shè)置N電極(9);其特征是:所述相鄰的發(fā)光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設(shè)置S12絕緣層(10)，在S1 2絕緣層(10)表面設(shè)置橋接結(jié)構(gòu)(11 )，橋接結(jié)構(gòu)(11)連接相鄰發(fā)光單元的N-GaN層(4)和透明導(dǎo)電層(7)。2.如權(quán)利要求1所述的基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，其特征是:所述橋接結(jié)構(gòu)(11)采用碳納米管。3.如權(quán)利要求1所述的基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，其特征是:所述襯底(I)采用藍(lán)寶石襯底。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于碳納米管作為橋接結(jié)構(gòu)的高壓二極管，包括襯底，襯底上設(shè)置多個(gè)發(fā)光單元，發(fā)光單元包括在襯底上自下而上依次設(shè)置的緩沖層、U-GaN層、N-GaN層、多量子肼、P-GaN層和透明導(dǎo)電層，透明導(dǎo)電層上表面設(shè)置P電極，N-GaN層上表面設(shè)置N電極；其特征是：所述相鄰的發(fā)光單元之間由溝槽相隔離，在溝槽表面設(shè)置SiO2絕緣層，在SiO2絕緣層表面設(shè)置橋接結(jié)構(gòu)，橋接結(jié)構(gòu)連接相鄰發(fā)光單元的N-GaN層和透明導(dǎo)電層。本實(shí)用新型采用碳納米管替代Au電極，解決目前高壓二極管存在的芯片死燈現(xiàn)象。
【IPC分類】H01L33/62, H01L33/00
【公開號(hào)】CN205177883
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520822266
【發(fā)明人】閆曉密, 張秀敏, 李睿
【申請(qǐng)人】江蘇新廣聯(lián)半導(dǎo)體有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月22日