[發明專利]一種制備具有金屬襯底的InGaAlN發光二極管的方法有效

申請號：	200880130784.2	申請日：	2008-08-19
公開（公告）號：	CN102067339A	公開（公告）日：	2011-05-18
發明（設計）人：	熊傳兵;江風益;王立;方文卿;王古平;章少華	申請（專利權）人：	晶能光電(江西)有限公司
主分類號：	H01L33/00	分類號：	H01L33/00;H01L21/20
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種制備具有金屬襯底 ingaaln 發光二極管方法
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及發光二極管的制造。更具體而言，本發明涉及一種在硅襯底上制備銦鎵鋁氮(InGaAlN)半導體材料并將這種材料轉移至金屬襯底上的技術。

背景技術

由InGaAlN半導體材料制備的發光二極管(LEDs)作為背光、固態發光器件已大量用于大屏幕顯示、交通燈、光源等應用中。通常InGaAlN多層結構是在藍寶石或SiC襯底上外延制得，且電極常被置于InGaAlN多層結構的同側。

已有多種方法開發應用于LED的制造。盡管如此，利用這些方法制備的InGaAlN?LED通常具有發光效率低和導熱性低的缺點，原因在于透明導電層會吸收有源區發射出的光。此外，同側電極結構往往導致器件表面面積利用率低。

器件的另一種結構是垂直電極結構。在這種結構中一個電極被置于外延結構上，而另一電極置于導電襯底(如Si襯底)的背面。然而，即使具有垂直電極結構，不透明襯底和歐姆接觸層內的吸光問題仍然存在。此外，由于氮化鋁(AlN)緩沖層的存在，垂直電極結構會增大LED的啟動電壓。

制備InGaAlN的一種方法就是采用結合濕法刻蝕技術的晶片邦定法。在這種方法中，InGaAlN多層結構在硅生長襯底上制備，接著InGaAlN結構和導電襯底被壓焊至金屬邦定層上，然后通過濕法刻蝕剝離硅生長襯底，InGaAlN因此被轉移至導電襯底上。這種倒裝芯片制備技術制造的器件結構具有兩個電極在器件兩側的垂直電極結構，因而與利用其他常規方法制備的LED相比，所制備的LED具有更高的發光效率，更低的啟始電壓以及更高的表面利用率。但是，在壓焊過程期間，由于InGaAlN結構和導電襯底暴露在相對高的壓力和溫度下，導致LED的可靠性降低，因此對這種方法而言壓焊過程的穩定是主要的關切。

盡管藍寶石也可作為生長襯底材料，但是藍寶石襯底比硅襯底更貴且更難加工，因此在硅襯底上制備InGaAlN?LED更具商業價值。

發明內容

本發明的一個實施例提供一種制備發光二極管的方法。該方法包括在生長襯底上刻蝕凹槽，從而在所述生長襯底上形成臺面。該方法進一步包括在所述每個臺面上制備銦鎵鋁氮(InGaAlN)多層結構，其中該結構包含p-型層、多量子阱層以及n-型層。該方法還包括在所述InGaAlN多層結構之上沉積一層或多層金屬襯底層。此外，方法包括剝離所述生長襯底。該方法進一步包括在所述InGaAlN多層結構的兩側上制造電極，從而形成垂直電極結構。

在該實施例的一個變型中，制備所述InGaAlN多層結構包括應用金屬有機化學汽相沉積。

在該實施例的一個變型中，沉積所述一層或多層金屬襯底層進一步包括制備歐姆接觸層，對具有歐姆接觸層的所述InGaAlN多層結構進行退火，以及形成腐蝕保護層。

在進一步的變型中，所述歐姆接觸層由基于鉑-金、鉑-銠、鎳-金氧化物或銦-錫氧化物的合金組成。

在進一步的變型中，所述歐姆接觸層由基于鎳-金氧化物、銦-錫氧化物或鎳-金氧化物與銦-錫氧化物的組合的透明材料組成。

在進一步的變型中，所述腐蝕保護層由金、鉑、鈀、銠或不銹鋼組成。

在該實施例的一個變型中，所述金屬襯底層由適合選擇性刻蝕的不同材料組成。

在進一步的變型中，所述金屬襯底層包括夾于兩個銅層之間的銀層。

在該實施例的變型中，剝離所述生長襯底包括化學刻蝕。

在該實施例的變型中，方法進一步包括粗化n-型層表面。

附圖說明

這里包括的圖形隨附于說明書且構成說明書的一部分，并用于描述本發明的一些特征。通過提及的這些圖形中的一個或若干個，并結合這里所作出的陳述可以更好地理解本發明。應注意的是圖形中說明的特征并沒有必要按規定比例繪制。

圖1是根據本發明一個實施例的說明LED制備方法的流程圖。