GaN基發(fā)光二極管的制備方法
【專(zhuān)利摘要】一種GaN基發(fā)光二極管的制備方法，包括如下步驟：步驟1：在一襯底上依序生長(zhǎng)緩沖層和n型GaN層；步驟2：采用光刻的方法，在n型GaN層上制備選擇性生長(zhǎng)掩膜；步驟3：在去掉選擇性生長(zhǎng)掩膜的n型GaN層的上面依序生長(zhǎng)多量子阱層和p型GaN層；步驟4：將n型GaN層上保留的選擇性生長(zhǎng)掩膜刻蝕掉；步驟5：在p型GaN層和暴露的n型GaN層上生長(zhǎng)透明電極層；步驟6：在p型GaN層上的透明電極層上制作金屬電極，在n型GaN層上的透明電極層上制作金屬電極，完成制備。本發(fā)明取消了器件制備過(guò)程中的臺(tái)面干法刻蝕工藝，完全避免了臺(tái)面刻蝕時(shí)造成量子阱以及P型GaN的損傷，不僅有效降低了材料生長(zhǎng)過(guò)程的氣源的消耗，還采用濕法工藝完成臺(tái)面，省略了干法刻蝕設(shè)備的需求，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】GaN基發(fā)光二極管的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明用于半導(dǎo)體光電子器件制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種GaN基發(fā)光二極管的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]GaN基半導(dǎo)體材料是新型的寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料，具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)。以GaN基LED為核心的半導(dǎo)體照明產(chǎn)品具有發(fā)光效率高、節(jié)能、壽命長(zhǎng)、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，被列入國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃綱要第一重點(diǎn)領(lǐng)域的第一優(yōu)先主題。在彩色顯示、裝飾照明燈諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用并逐步進(jìn)入半導(dǎo)體照明時(shí)代。
[0003]目前正裝GaN基LED器件制備過(guò)程中，普遍采用材料生長(zhǎng)、臺(tái)面刻蝕、透明電極和金屬電極制備的流程進(jìn)行制備，流程中臺(tái)面刻蝕等離子體對(duì)于量子阱以及P型GaN的損傷無(wú)法有效消除；生產(chǎn)成本也難以進(jìn)一步降低。
[0004]本發(fā)明之前，通常通過(guò)降低掩膜沉積功率、蒸發(fā)金屬掩膜、減小臺(tái)面刻蝕功率等手段進(jìn)行降低等離子體的損傷，但效果并不理想。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供了一種GaN基發(fā)光二極管的制備方法。該方法通過(guò)分步生長(zhǎng)GaN材料，進(jìn)行量子阱、P型GaN的選擇性生長(zhǎng)，取消了器件制備過(guò)程中的臺(tái)面干法刻蝕工藝，完全避免了臺(tái)面刻蝕時(shí)由于等離子體轟擊造成量子阱以及P型GaN的損傷，不僅有效降低了材料生長(zhǎng)過(guò)程的氣源的消耗，還采用濕法工藝完成臺(tái)面，省略了干法刻蝕設(shè)備的需求，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0006]本發(fā)明提供一種GaN基發(fā)光二極管的制備方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1:在一襯底上依序生長(zhǎng)緩沖層和η型GaN層；
[0008]步驟2:采用光刻的方法，在η型GaN層上制備選擇性生長(zhǎng)掩膜；
[0009]步驟3:在去掉選擇性生長(zhǎng)掩膜的η型GaN層的上面依序生長(zhǎng)多量子阱層和ρ型GaN 層；
[0010]步驟4:將η型GaN層上保留的選擇性生長(zhǎng)掩膜刻蝕掉；
[0011]步驟5:在ρ型GaN層和暴露的η型GaN層上生長(zhǎng)透明電極層；
[0012]步驟6:在ρ型GaN層上的透明電極層上制作金屬電極，在η型GaN層上的透明電極層上制作金屬電極，完成制備。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，該方法通過(guò)分步生長(zhǎng)GaN材料，進(jìn)行量子阱、P型GaN的選擇性生長(zhǎng)，取消了器件制備過(guò)程中的臺(tái)面干法刻蝕工藝，完全避免了臺(tái)面刻蝕時(shí)由于等離子體轟擊造成量子阱以及P型GaN的損傷，不僅有效降低了材料生長(zhǎng)過(guò)程的氣源的消耗，還采用濕法工藝完成臺(tái)面，忽略了干法刻蝕設(shè)備的需求，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0014]為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容，以下結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述，其中:
[0015]圖1是本發(fā)明的制備流程圖；
[0016]圖2是GaN基LED外延材料的剖面示意圖，在藍(lán)寶石襯底I上采用外延的方法生長(zhǎng)非摻雜的GaN緩沖層2和n-GaN層3 ；
[0017]圖3是在圖2所示外延材料上制備的選擇性生長(zhǎng)掩膜層4 ；
[0018]圖4是利用圖3所示外延材料上選擇性生長(zhǎng)有源層5，ρ-GaN層6 ；
[0019]圖5是材料生長(zhǎng)過(guò)程結(jié)束后去除選擇性生長(zhǎng)掩膜層4的示意圖；
[0020]圖6是通過(guò)蒸發(fā)在圖5所示的氮化鎵材料上制備透明電極層7的示意圖；
[0021]圖7是通過(guò)光刻和蒸發(fā)在圖6所示的氮化鎵材料上制備金屬電極8的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]請(qǐng)參閱圖1及圖2-7所示，本發(fā)明提供一種GaN基發(fā)光二極管的制備方法，包括如下步驟:
[0023]步驟1:在一襯底I上依序生長(zhǎng)緩沖層2和η型GaN層3 (參閱圖2)，所述襯底I為藍(lán)寶石襯底，緩沖層2為非摻雜的GaN層，η型GaN層3為重?fù)诫s的η型GaN層；
[0024]步驟2:采用PECVD、光刻和濕法腐蝕的方法，在η型GaN層3上制備選擇性生長(zhǎng)掩膜4 (參閱圖3)，該LED芯片掩膜4的材料為Si02、SiN或SiON，掩膜厚度在0.05-1 μ m ；
[0025]步驟3:在去掉LED芯片掩膜4的η型GaN層3的上面制作生長(zhǎng)多量子阱層5和ρ型GaN層6(參閱圖4)；
[0026]步驟4:采用濕法腐蝕的方法，將η型GaN層3上保留的LED芯片掩膜4刻蝕掉，暴露出重?fù)诫s的η型GaN表面(參閱圖5)；
[0027]步驟5:在ρ型GaN層6和暴露的η型GaN層3上生長(zhǎng)透明電極層7，透明電極層采用氧化銦錫材料，厚度在0.01-2 μ m(參閱圖6)；
[0028]步驟6:通過(guò)光刻、蒸發(fā)和剝離的方法，在P型GaN層6上的透明電極層7上制作金屬電極8，在η型GaN層3上的透明電極層7上制作金屬電極8 (參閱圖7)，金屬導(dǎo)電電極采用Cr/Pt/Au金屬體系，厚度在0.01-2 μ m,完成制備。
[0029]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種GaN基發(fā)光二極管的制備方法，包括如下步驟: 步驟1:在一襯底上依序生長(zhǎng)緩沖層和η型GaN層； 步驟2:采用光刻的方法，在η型GaN層上制備選擇性生長(zhǎng)掩膜； 步驟3:在去掉選擇性生長(zhǎng)掩膜的η型GaN層的上面依序生長(zhǎng)多量子阱層和ρ型GaN層； 步驟4:將η型GaN層上保留的選擇性生長(zhǎng)掩膜刻蝕掉； 步驟5:在ρ型GaN層和暴露的η型GaN層上生長(zhǎng)透明電極層； 步驟6:在ρ型GaN層上的透明電極層上制作金屬電極，在η型GaN層上的透明電極層上制作金屬電極，完成制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管的制備方法，其中所述襯底為藍(lán)寶石襯底。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管的制備方法，其中緩沖層為非摻雜的GaN層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管的制備方法，其中選擇性生長(zhǎng)掩膜的材料為 Si02、SiN 或 SiON。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GaN基發(fā)光二極管的制備方法，其中透明電極層的材料為IT0。
【文檔編號(hào)】H01L33/00GK103956415SQ201410192628
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】黃亞軍, 王莉, 樊中朝, 劉志強(qiáng), 伊?xí)匝? 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所