[發(fā)明專利]一種具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010273166.2
• 申請(qǐng)日: 2010-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101969089A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘群峰;吳志強(qiáng);黃少華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00
• 代理公司: 廈門原創(chuàng)專利事務(wù)所 35101
• 代理人: 徐東峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)光二極管芯片的制作方法，特別是一種具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的發(fā)光二極管，其芯片頂部一般都要布置金屬電極，一方面是為了電流更好的擴(kuò)展，另一方面也必須提供用于焊線的焊盤；但金屬電極的存在會(huì)造成有源層發(fā)出的光被遮擋，并且大多數(shù)金屬電極的反射率不高，所以會(huì)降低發(fā)光二極管的出光效率。為了避免有源層發(fā)出的光被金屬電極遮擋或者吸收，必須抑制或者減少金屬電極正下方有源層載流子輸運(yùn)和復(fù)合發(fā)光。解決方案之一就是在芯片結(jié)構(gòu)中引入一電流阻擋結(jié)構(gòu)，可用的阻擋結(jié)構(gòu)包括絕緣層、肖特基結(jié)、反向PN結(jié)三種。這其中，絕緣層的制作最為簡(jiǎn)單，常見(jiàn)的絕緣電流阻擋層可以是SiO₂、Si₃N₄等氧化物，也可以是非摻雜半導(dǎo)體外延層。氧化物一般是在較低的溫度下沉積，所以致密性和硬度方面都不夠理想；非摻雜半導(dǎo)體外延層可以通過(guò)與發(fā)光外延層一同生長(zhǎng)得到，可以克服氧化物的不足。

對(duì)于氮化鎵基發(fā)光二極管，可以通過(guò)在p型氮化鎵基外延層之上引入一非摻雜氮化鎵基外延層以形成電流阻擋層。在氮化鎵基發(fā)光二極管芯片的制作過(guò)程當(dāng)中，除了與金屬電極對(duì)應(yīng)的用于電流阻擋的部分，其余的非摻雜氮化鎵基外延層必須蝕刻去除，這樣才能進(jìn)行后續(xù)的透明電極及金屬電極制作。氮化鎵基外延層一般采用干法進(jìn)行蝕刻，但是干法蝕刻會(huì)造成外延層損傷并形成類似施主的摻雜，這樣會(huì)造成p型氮化鎵基外延層表面鈍化。所以在制作具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的工藝過(guò)程中，無(wú)法采用常用的干法蝕刻技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于包括如下工藝步驟：

1)????在藍(lán)寶石襯底上形成氮化鎵基發(fā)光外延層，自下而上依次由n型氮化鎵基外延層、有源層、p型氮化鎵基外延層和非摻雜氮化鎵基外延層組成；

2)????在氮化鎵基發(fā)光外延層之上定義電流阻止區(qū)，并在電流阻止區(qū)的非摻雜氮化鎵基外延層之上鍍一金屬層作為掩膜以覆蓋整個(gè)電流阻止區(qū)；

3)????采用電化學(xué)蝕刻方式將電流阻止區(qū)之外的非摻雜氮化鎵基外延層去除；

4)????去除掩膜金屬層；

5)????在p型氮化鎵基外延層和非摻雜氮化鎵基外延層之上制作透明導(dǎo)電層；

6)????在電流阻止區(qū)范圍內(nèi)的透明導(dǎo)電層之上制作p電極。

本發(fā)明的關(guān)鍵步驟是采用電化學(xué)蝕刻選擇性去除非摻雜氮化鎵基外延層；電化學(xué)蝕刻工藝可在無(wú)外加偏壓的條件下以較快的速率蝕刻非摻雜或者n型摻雜GaN基材料，但無(wú)法蝕刻p型GaN基材料；因此，可以利用無(wú)外加偏壓條件下電化學(xué)蝕刻工藝對(duì)不同導(dǎo)電性質(zhì)GaN基材料的選擇性蝕刻，將電流阻止區(qū)之外的非摻雜GaN基外延層蝕刻去除。

在本發(fā)明中，作為掩膜的金屬層材料選自Ti、Ni、Pt、Au、Cr或前述的任何組合之一，金屬層在電化學(xué)蝕刻中又可以作為陰極，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)電極電化學(xué)蝕刻。電化學(xué)蝕刻采用堿性溶液，并且可以通過(guò)外加紫外光照射或者加溫到80℃以上加快蝕刻速率。在完成電流阻擋層的制作后，蝕刻去除部分區(qū)域的p型氮化鎵基外延層和有源層，暴露出n型氮化鎵基外延層并且在其上制作n電極。

本發(fā)明的有益效果是：利用電化學(xué)蝕刻選擇性定義電流阻擋層，避免了干法蝕刻帶來(lái)的損傷和鈍化問(wèn)題，獲得基于非摻雜外延層的具有電流阻擋效應(yīng)的氮化鎵基發(fā)光二極管。

附圖說(shuō)明

圖1～圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的一種具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的制作過(guò)程的示意圖。

圖中部件附圖標(biāo)識(shí)如下。

10：藍(lán)寶石襯底。

11：緩沖層。

12：n-GaN層。

13：MQW多量子阱。

14：p-GaN層。

15：u-GaN層。

16：ITO層。

17：p電極。

18：n電極。

20：Ti/Au掩膜層。

200：電流阻止區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

一種具有電流阻擋層氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法，其制作步驟包括：