[發(fā)明專利]在金屬基板上制造高效率紫外線垂直式發(fā)光二極管的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210025043.6
• 申請(qǐng)日: 2008-05-02
• 公開（公告）號(hào): CN102694083A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳長(zhǎng)安
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 旭明光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 任默聞

本專利申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2008年5月2日、申請(qǐng)?zhí)枮?00880022949.4、發(fā)明名稱為“在金屬基板上制造高效率紫外線垂直式發(fā)光二極管的方法”的中國專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實(shí)施例是關(guān)于發(fā)光二極管(LED)技術(shù)的領(lǐng)域，尤其有關(guān)于垂直式發(fā)光二極管(VLED)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

LED已上市數(shù)十年，且研究和開發(fā)工作一直朝向改善其發(fā)光效率，從而增加可能性應(yīng)用的數(shù)量。為制造發(fā)出近遠(yuǎn)紫外線(UV)光的LED，通常使用金屬有機(jī)化學(xué)汽相沉積法(MOCVD)在藍(lán)寶石基板上直接外延成長(zhǎng)包括氮化鎵鋁(AlGaN)或氮化鎵銦鋁(AlInGaN)的半導(dǎo)體層。如此的UV發(fā)光二極管通常具有短于GaN的能隙(室溫下約365nm)的發(fā)射波長(zhǎng)。因此，氮化鎵(GaN)的半導(dǎo)體層多半不會(huì)存在UV發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)的有效層外；否則，該GaN層會(huì)吸收所發(fā)射的光，導(dǎo)致可觀或全部的效率損失。

然而，因三甲鋁((Al(CH₃)₃)-)氨(TMA-NH₃)加成物的形成，AlGaN及AlInGaN的層生長(zhǎng)速率非常慢，尤其帶有高鋁(Al)含量時(shí)。此外，厚AlGaN或AlInGaN層常會(huì)破裂，因而限制了發(fā)光二極管堆迭中半導(dǎo)體層的厚度。AlInGaN或AlGaN層所承受的應(yīng)力正比于層中的Al含量，故對(duì)于既定厚度的AlGaN或AlInGaN層而言，Al含量愈高，愈可能破裂。例如，藍(lán)寶石上所直接成長(zhǎng)帶有20％Al及0.4μm厚度的AlGaN層已被觀察到沿著某些優(yōu)先的晶向發(fā)展出帶有微裂縫的非常差的形態(tài)。

此外，對(duì)于UV發(fā)光二極管的預(yù)期性能程度，無法接受藍(lán)寶石基板上所直接成長(zhǎng)的AlInGaN或AlGaN層的錯(cuò)位密度。該錯(cuò)位密度是測(cè)量特定體積的晶體結(jié)構(gòu)中存有多少晶格不完全度(因藍(lán)寶石與AlGaN或AlInGaN間的晶格失配)。由于錯(cuò)位是線、圈或點(diǎn)缺陷，該錯(cuò)位密度被定義為每單位體積中因晶格失配造成缺陷或不完全度的總數(shù)量，且單位可以表示為錯(cuò)位數(shù)量/cm³。這些晶格不完全度或錯(cuò)位會(huì)在LED的發(fā)光效率上具有極大的限制效應(yīng)。

因此，需要改善的技術(shù)來制造UV發(fā)光二極管。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供用以制造由AlInGaN或AlGaN組成的垂直式發(fā)光二極管(VLED)結(jié)構(gòu)的技術(shù)，該結(jié)構(gòu)較已知AlInGaN或AlGaN?LED結(jié)構(gòu)具有較佳的晶體品質(zhì)及更快的成長(zhǎng)速率。

本發(fā)明的一實(shí)施例是制造VLED結(jié)構(gòu)的方法。該方法通常包括在藍(lán)寶石基板上成長(zhǎng)犧牲性GaN層；在該犧牲性GaN層上形成包括AlInGaN或AlGaN的至少一者的發(fā)光二極管(LED)堆迭；在該發(fā)光二極管堆迭上沉積一或多層金屬基板；移除該藍(lán)寶石基板；及移除該犧牲性GaN層。

本發(fā)明的另一實(shí)施例是制造VLED結(jié)構(gòu)的方法。該方法通常包括在藍(lán)寶石基板上成長(zhǎng)犧牲性GaN層；在該犧牲性GaN層上形成n型摻雜層；在該n型摻雜層上形成有效層；在該有效層上形成p型摻雜層，其中在該犧牲性GaN層上的該n型摻雜層、該有效層及該p型摻雜層包括AlInGaN及AlGaN的至少一者；在該p型摻雜層上沉積一或多層金屬基板；移除該藍(lán)寶石基板；及移除該犧牲性GaN層。

附圖說明

上文發(fā)明內(nèi)容概述了本發(fā)明，可參照多個(gè)實(shí)施例(當(dāng)中若干者將在附圖中說明)而更具體地描述本發(fā)明，詳細(xì)地了解上文所述的本發(fā)明特征。然而，需注意到，因?yàn)楸景l(fā)明允許其它等效的實(shí)施例，故所附附圖僅說明本發(fā)明的典型實(shí)施例，不應(yīng)被視為限制其范圍。

圖1是犧牲性GaN層上所沉積的發(fā)光二極管(LED)堆迭的橫剖面圖示，其依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例依序在載體基板上形成。

圖2說明依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)圖1的結(jié)構(gòu)添加反射層及沉積金屬基板。

圖3描繪依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例自圖2的結(jié)構(gòu)中移除金屬基板及犧牲性GaN層。

圖4描繪依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)圖3的結(jié)構(gòu)添加n電極。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的實(shí)施例提供用以制造由AlInGaN或AlGaN組成的紫外線(UV)垂直式發(fā)光二極管(VLED)結(jié)構(gòu)的技術(shù)，該結(jié)構(gòu)較已知AlInGaN或AlGaN?LED結(jié)構(gòu)具有較佳的晶體品質(zhì)及更快的成長(zhǎng)速率。通過在載體基板上形成犧牲性GaN層，接著在該犧牲性GaN層上沉積發(fā)光二極管(LED)堆迭而完成。

示范性VLED制造方法