《氮化物发光二极管及其制作方法》涉及一种氮化物发光二极管及其制作方法，更具体的是一种具电流注入调制层（current modulation layer）氮化物发光二极管之外延结构设计。

图1展示了根据《氮化物发光二极管及其制作方法》实施的一种具电流注入调制层（current modulation layer）的发光二极管之外延结构简图。

图2展示了图1中的具电流注入调制层的剖面图和截面图。

图3演示了采用图1所示的发光二极管外延结构制作成的LED芯片的电流传导路径。

图4演示了相关的发光二极管芯片的电流传导路径。

图中各标号表示：100是生长衬底；200是发光外延层；210是N型传导层；220是发光层；230是电子阻挡层；240是P型传导层；250是电流注入调制层；251是氮化物绝缘材料；252是开口部；301是N电极；302是P电极。

氮化物发光二极管及其制作方法专利目的

《氮化物发光二极管及其制作方法》的目的是提供一种具电流注入调制层（current modulation layer）的发光二极管之外延结构设计，具体的说是关于导入一种高阻值（high resistivity）的材料以改变注入电流传导路径，进而增加发光效率。其主要的结构实施为分别在N型传导层或P型传导层中成长高阻值材料（如In_xAl_yGa_1-x-yN），借由高温H₂在反应炉内蚀刻（In Situ Etching）直至露出部分电流传导路径，再分别成长N型或P型传导层于以覆盖而得。

氮化物发光二极管及其制作方法技术方案

《氮化物发光二极管及其制作方法》的第一个方面，氮化物发光二极管，包含N型传导层，P型传导层，在N型传导层和P型传导层之间具有发光层；至少在N型传导层或P型传导层内包含一层电流注入调制层，其由具有开孔结构的氮化物绝缘材料层构成，所述开孔结构通过在外延生长的反应炉内通入H₂蚀刻而成，用于电流传导。

优先地，所述电流注入调制层的材料可以为未掺杂的In_xAl_yGa_1-x-yN，其中0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤x y≤1，厚度可以取50纳米~200纳米，借由高温H₂在反应炉内蚀刻（InSituEtching）形成随机离散分布的开口结构，其分布密度为1×10⁴~1×10⁸厘米^-2，开孔结构的直径d为50纳米~200纳米。

《氮化物发光二极管及其制作方法》的第二个方面，氮化物发光二极管的制作方法，通过外延生长方法沉积N型传导层，发光层和P型传导层，其特征在于：至少在N型传导层或P型传导层内形成一层电流注入调制层，其由具有开孔结构的氮化物绝缘材料层构成，所述开孔通过在外延生长的反应炉内通入H₂蚀刻而成，用于传导电流。

优先地，所述电流注入调制层的材料为未掺杂的In_xAl_yGa_1-x-yN（0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤x y≤1），通过下面方法形成于N型传导层（或P型传导层）内：首先外延生长N型传导层（或P型传导层）；接着在N型传导层（或P型传导层）上沉积氮化物绝缘材料层；然后在外延生长的反应炉内通入H₂蚀刻所述氮化物绝缘材料层直至露出部分N型传导层（或P型传导层）形成开口结构，用于电流传导；最后继续外延生长N型传导层（或P型传导层），从而在N型传导层（或P型传导层）内形成电流注入调制层。其中，所述H₂气氛的浓度可取H₂/NH₃=2.5~10，蚀刻的温度为900摄氏度~1200摄氏度。

氮化物发光二极管及其制作方法改善效果

《氮化物发光二极管及其制作方法》采用在外延生长过程中，直接在生长环境中采用H₂高温蚀刻氮化物高阻绝缘材料形成电流传导路径，无需二次外延即可形成电流注入调制层之方法，此法使得注入电流在N型传导层与P型传导层具一更佳之扩展路径，更有效均匀扩散注入有源区层，进而增加发光效率。

截至2013年1月，在氮化镓发光二极管中，P侧电流由P型电极经由透明传导层（transparent conductive layer）注入P型传导层乃至进入有源区（active layer），然而由于P型传导层中电洞浓度（hole concentration）通常不高（介于10¹⁶~10¹⁷厘米^-3），且其迁移率（hole mobility）也多在10平方厘米/伏·秒以下，如此，造成电流在P型传导层的分布不易均匀，往往会发生电流拥挤的现象（current crowding），容易有多余的热在此处产生，最终影响发光效率。此外，因为电极下方的高电流密度，其光强度相对高，然而其所发出的光，容易被电极遮蔽或反射进来而被材料所吸收，造成光输出功率的损失。

另一方面，N型传导层虽然不具P型传导层那样严苛之电传导特性，在相对均匀之电流分布注入有源区的情况下，仍是可以得到较佳之发光效率。

1.氮化物发光二极管，包含N型传导层，P型传导层，在N型传导层和P型传导层之间具有发光层；至少在N型传导层或P型传导层内包含一层电流注入调制层，其由具有开孔结构的氮化物绝缘材料层构成，所述开孔结构通过在外延生长的反应炉内通入H₂蚀刻而成，用于电流传导；当所述电流注入调制层位于N型传导层内时，其与N型传导层之邻近发光层的表面具有距离，当所述电流注入调制层位于P型传导层内时，其与P型传导层之下表面具有距离。

2.根据权利要求1所述的发光二极管，其特征在于：所述电流注入调制层的材料为未掺杂的In_xAl_yGa_1-x-yN，其中0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤x y≤1。

3.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管，其特征在于：所述电流注入调制层的开孔结构为随机离散分布。

4.根据权利要求3所述的氮化物发光二极管，其特征在于：所述电流注入调制层的开孔结构位于所述氮化物绝缘材料层中晶格较差的区域。

5.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管，其特征在于：所述电流注入调制层开孔结构的分布密度为1×10⁴~1×10⁸厘米^-2。

6.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管，其特征在于：所述电流注入调制层的下表面距离P型传导层的下表面的距离为50纳米~200纳米。

7.根据权利要求1所述的氮化物发光二极管，其特征在于：所述电流注入调制层的厚度为50纳米~200纳米。

8.氮化物发光二极管的制作方法，通过外延生长方法沉积N型传导层，发光层和P型传导层，其特征在于：至少在N型传导层或P型传导层内形成一层电流注入调制层，其由具有开孔结构的氮化物绝缘材料层构成，所述开孔通过在外延生长的反应炉内通入H₂蚀刻而成，用于传导电流；当所述电流注入调制层位于N型传导层内时，其与N型传导层之邻近发光层的表面具有距离，当所述电流注入调制层位于P型传导层内时，其与P型传导层之下表面具有距离。

9.根据权利要求8所述的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述电流注入调制层的材料为未掺杂的In_xAl_yGa_1-x-yN，其中0≤x≤0.1，0≤y≤1，0≤x y≤1。

10.根据权利要求8所述的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述电流注入调制层通过下面方法形成：外延生长N型传导层或P型传导层；在N型传导层或P型传导层上沉积氮化物绝缘材料层；在外延生长的反应炉内通入H₂蚀刻所述氮化物绝缘材料层直至露出部分N型传导层或P型传导层形成开口结构，用于电流传导；继续外延生长N型传导层或P型传导层，从而在N型传导层或P型传导层内形成电流注入调制层。

11.根据权利要求10所述的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述H₂气氛的浓度为H₂/NH₃=2.5~10。

12.根据权利要求10所述的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述H₂蚀刻的温度为900摄氏度~1200摄氏度。

13.根据权利要求10所述的氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述H₂蚀刻所述氮化物绝缘材料层中晶格较差的部位形成开口结构。

《氮化物发光二极管及其制作方法》图4展示了传统氮化物发光二极管器件中的电流拥挤的现象（current crowding），其电流分布密度不均衡，电极下面的电流密度最大，其光强度相对高，然而其所发出的光容易被电极遮蔽或反射进来而被材料所吸收，从而影响了器件的发光效率。因此，如何提高电流分布的均匀性成为业内的研究重点之一。

中国专利ZL200410062825.2提出了一种在活性层的p型光导层内形成AlN电流狭窄层的氮化物半导体激光器。这种激光器的线条结构可按如下制造：首先，在MOCVD装置的反应炉内，在400～600摄氏度下，在形成的元件上形成由AIN而构成的电流狭窄层，直达p型光导层，接着从反应炉内取出，通过使用碱性蚀刻液的光刻法形成条状开口部后，再装入MOCVD装置的反应炉内，生长p型光导层以埋没电流狭窄层的开口部，进一步依次层叠p型金属包层等。

美国专利US7817692提出了一种在具有设置条状开口部的电流狭窄层的氮化镓系化合物半导体激光器，为了阻止蚀刻形成条状开口部的过程中过渡蚀刻破坏外延层，将电流狭窄层形成在Al比率小于前述电流狭窄层的半导体层上。

前案技术均以条状（striped-shaped）氮化物半导体绝缘材料于氮化物雷射二极体N型传导层或P型传导层作为电流阻碍层，其都必须透过黄光微影（photolithography）及二次外延工艺方可完成。

《氮化物发光二极管及其制作方法》主要以一次炉内外延成长完成N型传导区及P型传导区之电流调制层，在不需二次外延成长，不需额外工艺的情形下，将可节省时间成本及避免因为二次外延成长所造成之表面污染，而使良率下降。

参考图1，在生长衬底100上依次沉积有N型传导层210、发光层220和P型传导层240，构成发光外延层。其中生长衬底100可以是蓝宝石、碳化硅、氮化镓等适于外延生长氮化物半导体材料层的材料。在N型传导层210与生长衬底100之间可进一步沉积缓冲层用于改善发光外延层的晶格质量。

N型传导层210的材料为n-GaN层，在N型传导层的内部包含电流注入调制层250，其与N型传导层210的下表面最好具有一定的距离，但也可以直接位于N型传导层210的底部。电流注入调制层250为具有开口结构252的高阻值绝缘材料层251。高阻值绝缘材料层251的材料可以选用In_xAl_yGa_1-x-yN，其中为了保证In_xAl_yGa_1-x-yN的高阻性，成长此层过程中未掺杂Si及Mg（即为un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN），如可以为AlN，GaN等材料。N型传导层210可以通过下面方法形成：首先在生长衬底100上生长N-GaN材料，接着生长50纳米~200纳米的un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN层251；然后在反应炉中通入H₂，在H₂气氛中蚀刻un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN层251，在un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN层中形成随机分布的开口结构252，其中反应炉内的蚀刻条件可按下面进行设置：H₂氛围H₂/NH₃=2.5~10，蚀刻温度为900~1200摄氏度，蚀刻时间为30秒~600秒；然后继续生长N-GaN层，其填充所述的开口结构并覆盖所述的AlN层251，形成平整的外延表面，最终形成的电流注入调制层250如图2所示。AlN层251上分布有一系列的开口252，其分布密度为1×10⁴~1×10⁸厘米^-2，各个开口的直径d可控制在50纳米~200纳米之间。

发光层220一般由In的氮化镓系化合物半导体所构成，较佳为多量子阱结构，具体可以由In_x1Ga_1-x1N阱层（0＜x1＜1）和In_x2Ga_1-x2N垒层（0≤x2＜1，x1＞x2），以适当次数交替反复层叠形成。

在发光层220和P型传导层之间还设置一层电子阻挡层230，其材料通常为氮化铝镓，厚度为10纳米~60纳米且具有足够高之势垒，用以局限从N型注入之电子防止其溢流到P型层。

P型传导层240的材料为p-GaN层，在P型传导层的内部同样包含电流注入调制层250，其与P型传导层240的下表面具有一定的距离D（约50纳米~200纳米），此为确保炉内蚀刻分解un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN时，不会损伤到电子阻挡层或发光层，其结构和制备方法与N型传导层内的电流注入调制层基本相同，在此不再重复表述。

图3演示了采用图1所示的发光二极管外延结构制作成的LED芯片的电流传导路径。从图中可看出：借由控制开口密度及大小，凡是经由电极传导出之电流，在经过电流注入调制层时皆有相当程度上影响而改变其电流路径，进而增加电流分布之均匀性。再者，由于H₂氛围分解un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN时，通常从高缺陷密度处（dislocation）生成分解反应，如此可留下较佳晶格质量之随机分布开口的un-dopedIn_xAl_yGa_1-x-yN，有利于后续之N型或P型传导层成长。

进一步地，在该实施中，在炉内insitu完成外延结构设计，避免了黄光微影和二次外延工艺，将可避免因暴露空气导致之界面污染而引起光电组件电性异常。

2021年6月24日，《氮化物发光二极管及其制作方法》获得第二十二届中国专利优秀奖。

印制线路板及其制作方法专利目的

《印制线路板及其制作方法》在于克服2015年10月之前技术的缺陷，提供一种能够改善焊盘缺损问题、保证焊盘局部区域无悬镍的印制线路板及其制作方法。

印制线路板及其制作方法技术方案

《印制线路板及其制作方法》包括以下步骤：准备PCB在制板；确定局部蚀刻区域：在整板线路图形的一面上确定局部蚀刻区域，保证局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮均通过金属孔与另一面的基铜处于导通；制作局部蚀刻区域图形：在所述PCB在制板上将局部蚀刻区域中的焊盘、线路和铜皮制作出来；第一次外层图形转移：在制作局部蚀刻区域图形后的PCB在制板上贴第一外层干膜，将整板线路图形暴露出来；图镀铜镍金：对第一次外层图形转移后的PCB在制板依次电镀铜层、镍层和金层，局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮的顶面及侧面上均形成铜镍金包裹圈；外层图形蚀刻：将整板线路图形蚀刻出来。

在其中一个实施例中，所述制作局部蚀刻区域图形的步骤包括：第二次外层图形转移：在所述PCB在制板上贴第二外层干膜，局部蚀刻区域干膜开窗，将所述局部蚀刻区域图形暴露出来，并在所述局部蚀刻区域上镀锡，再退膜处理；局部蚀刻：将局部蚀刻区域中的焊盘、线路和铜皮蚀刻出来。

在其中一个实施例中，所述确定局部蚀刻区域的具体步骤为：确定整板线路图形一面上的部分区域作为判定区域，将所述判定区域和整板线路图形中的孔位图进行对比，判断所述判定区域中所有的焊盘、线路和铜皮是否均与所述基铜处于导通，若处于导通，则输出该判定区域为局部蚀刻区域；若不处于导通，进一步判定能否制作金属孔使所述判定区域中所有的焊盘、线路和铜皮均与所述基铜导通，若能，对所述判定区域制作金属孔并输出该判定区域为局部蚀刻区域，若不能，则重新确定新的判定区域。

在其中一个实施例中，确定所述判定区域的具体步骤为：随意框选整板线路图形一面上的部分区域并进行迭代运算，执行指令：若框选区域旁导体距离该区域内图形间距≤10密耳，则合并为新区域；若框选区域旁导体距离该区域内图形间距＞10密耳，则不合并；依次迭代，直至区域不再扩大为止，该最终区域为所述判定区域。

在其中一个实施例中，保证局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮均通过金属孔与另一面的基铜处于导通的方式为：采用钻通孔方式，使局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮与所述基铜直接导通；或者，采用钻盲孔和通孔方式，通过盲孔、内部线路和通孔结合使局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮与所述基铜间接导通。

在其中一个实施例中，在所述图镀铜镍金步骤后，所述外层图形蚀刻步骤前，还包括步骤：第三次外层图形转移：在图镀铜镍金后的PCB在制板上贴耐镀金干膜，镀硬金图形区域干膜开窗；电镀硬金：对镀硬金图形区域进行电镀硬金处理并退膜。

在其中一个实施例中，所述准备PCB在制板的步骤包括：准备制作PCB在制板的多块芯板、内层图形制作、层压多块芯板、POFV（Plating Over Filled Via，通孔塞孔后孔上电镀）工艺、钻孔以及孔金属化。一种由上述所述的印制线路板的制作方法制作得到的印制线路板。

印制线路板及其制作方法有益效果

《印制线路板及其制作方法》的有益效果在于：所述局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮均通过金属孔与另一面的基铜处于导通，图镀铜镍金时，局部蚀刻区域中所有的焊盘、线路和铜皮的顶面及侧面上能够形成铜镍金包裹圈，在进行外层图形蚀刻时，铜镍金包裹圈能够从顶面及所有侧面对局部蚀刻区域图形中的焊盘、线路和铜皮进行保护，能够避免局部蚀刻区域中出现悬镍问题，改善焊盘缺损问题、保证焊盘局部区域无悬镍。所述印制线路板的制作方法，采用金属孔进行导通使局部蚀刻区域的焊盘、线路和铜皮上形成铜镍金包裹圈，无需另外增加导线导通，蚀刻完成后铜镍金包裹圈也无需去除，工艺简单，操作方便，能有效提高焊盘制作能力及合格率。所述印制线路板由上述印制线路板的制作方法制作得到，因此具备所述印制线路板的制作方法的技术效果，所述印制线路板局部区域焊盘及线路无悬镍问题，使用性能稳定。

水处理新材料及其制作方法专利目的

《水处理新材料及其制作方法》要解决的问题是，提供一种不仅具有上述的水处理效果，且在水中久泡不会松散，可多次重复使用的新材料，便于实现工业化生产，以及水的循环使用。

水处理新材料及其制作方法技术方案

《水处理新材料及其制作方法》的发明人经过长期的试验研究，对新材料的配方、成形的形状，成形的工艺，焙烧温度等提出了较佳方案。为了既发挥凹凸棒粘土的优越性能，更有利于增加新材料的孔吸率，同时又要能降低凹凸棒粘土的粘性，便于制作成形，且成形材料自重轻，发明人经过对数十种材料的试验，优选了一种材质较疏松、重量轻的物质作为骨架材料，添加到凹凸棒粘土中，凹凸棒粘土和这种骨架材料的重量比为（50-80）:（20-50），两者混合均匀后添加适量水搅和，并制作成形，经风干后再入炉焙烧。

所述的骨架材料选用煤渣、煤灰、漂珠等，焙烧温度以800-1100℃度为宜，焙烧时间约4小时左右。制成品的形状可以是带有孔的圆柱体、方形体，也可以是环形圈、小球体。制成品经自然冷却至室温后，在其表面喷涂适量以芽孢杆菌为主的有益微生物制剂，经过这样处理，该材料放入水中后，在短时间内，其表面即可生成生物膜，而发挥生物处理效果。

水处理新材料及其制作方法有益效果

1、《水处理新材料及其制作方法》经应用于废水处理生产试验证明，长期浸泡于水中不会崩散，且自重轻，出池、入池操作方便；

2、该发明不仅在水中久泡不会松散，而且它的孔吸率进一步增大，能更好地释放微量元素，降解氨氮，便于有益微生物固着，处理效率高、效果好，更利于环保；

3、一次投料可长期使用，实现了连续化生产和水的循环使用；

4、当处理过的水质达不到要求时，则需对该材料进行活化处理，处理后的材料又可重复使用，从而节约了水处理成本；

5、该发明比其它水处理材料，如凹凸棒粘土、活性炭，麦饭石、沸石等，在处理效果相当的情况下成本则更低。

蒸压灰砂砖及其制作方法专利目的

《蒸压灰砂砖及其制作方法》提供一种高掺量磷石膏蒸压灰砂砖及其制作方法，解决了磷石膏掺加量不高的技术问题。

蒸压灰砂砖及其制作方法技术方案

一种蒸压灰砂砖，所述蒸压灰砂砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏15-45％、粉煤灰5-15％、骨料25-45％、改性剂5-13％、电石渣10-25％，所述改性剂为二氧化硅和三氧化二铝的混合物，其中二氧化硅与三氧化二铝的质量比为3-6:5-9。优选的，所述蒸压灰砂砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏20-40％、粉煤灰7-13％、骨料29-38％、改性剂6-11％、电石渣13-21％。优选的，所述蒸压灰砂砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏30％、粉煤灰10％、骨料35％、改性剂10％、电石渣15％。优选的，所述蒸压灰砂砖包括以下重量百分比的原料：磷石膏40％、粉煤灰15％、骨料25％、改性剂5％、电石渣15％。

一种蒸压灰砂砖的制作方法，包括以下步骤：

S1、按照原料重量百分比称取各个原料；S2、首先将电石渣、骨料、磷石膏和改性剂进行均匀计量经皮带送入给料斗内，再将给料斗内的物料和粉煤灰同时加入搅拌机，混合搅拌均匀，搅拌时间为3-5分钟；S3、将步骤S2搅拌均匀的物料送入消解仓，存放消解3-5小时，随后送入混粉机，再送入全自动液压砖机压制，经过0.8-1.2兆帕饱和蒸汽、110-150℃蒸养、恒压3-9小时制得成品。

优选的，步骤S2所述搅拌过程中控制水份为10％-13％。

优选的，步骤S3所述物料送入全自动液压砖机压制，经过1.0兆帕饱和蒸汽、125-135℃蒸养。优选的，步骤S3所述物料送入全自动液压砖机压制，恒压4-7小时制得成品。

蒸压灰砂砖及其制作方法改善效果

《蒸压灰砂砖及其制作方法》蒸压灰砂砖采用高掺量的磷石膏作为原料，配合新的改性剂以及其他成分，制得的蒸压灰砂砖不会因为磷石膏掺比量的增加影响产品的性能指标，恰好相反还提高了产品的性能指标，如强度高、耐水性佳、耐久性好，提高了磷石膏的利用率，降低了大量磷石膏堆积造成的土地占有和环境污染；

《蒸压灰砂砖及其制作方法》蒸压灰砂砖科学的配方配合其制作方法，制得的蒸压灰砂砖抗压强度为15-18兆帕，抗折强度为2-3兆帕，软化系数大于1，当产品遇水其致密度增加，进一步提高强度，碳化系数大于1，吸水率小于18％，冻融后质量损失小于3％，冻融后抗压强度增加，制得的产品，冻融后抗压强度增加、质量好，是其他蒸压灰砂砖无法达到的；另外，在《蒸压灰砂砖及其制作方法》蒸压灰砂砖的制作过程中，蒸压条件为1.0兆帕饱和蒸汽下，温度只需130℃，能够节约蒸汽成本，进而节约生产成本、降低能耗。