[發明專利]制備倒梯形氮化鎵基發光二極管的方法

無效

• 申請號: 201210057275.X
• 申請日: 2012-03-06
• 公開（公告）號: CN102544270A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 張逸韻;謝海忠;楊華;李璟;伊曉燕;王軍喜;王國宏;李晉閩
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

技術領域

本發明屬于半導體技術領域，特別是指一種制備倒梯形氮化鎵基發光二極管的方法。

背景技術

激光劃片技術廣泛應用于氮化鎵基發光二極管晶圓的器件分離工藝，具有簡單、快速、高效等特點。現在的納秒激光劃片機在切割藍寶石襯底進行LED器件分離時，會在藍寶石襯底上留下深度為20μm至50μm的切割痕跡。由于納秒激光脈沖較長，其聚焦在藍寶石襯底上所產生的高溫會使得激光劃痕附近的藍寶石發生熔化、汽化、相變等效應，使得激光劃痕附近的光透過率降低，這也影響了器件的光提取效率。另一方面，激光在藍寶石上切割的痕跡往往是陡峭的深槽。這樣裂片后就獲得了近似垂直的藍寶石側壁，這也不利于光的提取。為了進一步提高發光二極管的光提取效率，就有必要對激光切割留下的深槽進行處理。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種制備倒梯形氮化鎵基發光二極管的方法，其是利用激光器對藍寶石襯底切割留下的深槽，運用濕法腐蝕方法除去激光切痕處的吸光物質，同時腐蝕出傾斜的藍寶石側壁，從而獲得倒梯形的氮化鎵基發光二極管，并提高了器件的出光效率。

本發明提供一種制備倒梯形氮化鎵基發光二極管的方法，包括：

步驟1：取一外延結構，該外延結構的最下層為藍寶石襯底；

步驟2：在外延結構上，采用電子束蒸發的方法，制備透明導電電極；

步驟3：采用ICP刻蝕的方法，將蒸發有透明導電電極的外延結構的一側進行部分刻蝕，形成臺面；

步驟4：在透明導電電極上制備上金屬電極，在臺面上制備下金屬電極；

步驟5：將外延結構下層的藍寶石襯底的背面進行機械減薄、拋光；

步驟6：在藍寶石襯底的背面及外延結構上的臺面和透明導電電極上制備二氧化硅保護層；

步驟7：采用激光器，從制備有二氧化硅保護層的藍寶石襯底背面進行激光劃片，使藍寶石襯底的背面兩側留下兩個V型深槽；

步驟8：將具有V型深槽的外延結構浸潤在溶液中，超聲清洗，確保V型深槽內無氣泡；

步驟9：將超聲清洗后的外延結構進行腐蝕，腐蝕掉兩個V型深槽外側部分，獲得傾斜的藍寶石側壁；

步驟10：除去藍寶石襯底背面及外延結構上的臺面和透明導電電極上的二氧化硅保護層，完成倒梯形的發光二極管的制備。

附圖說明

為使審查員能進一步了解本發明的結構、特征及其目的，以下結合附圖及較佳具體實施例的詳細說明如后，其中：

圖1為發光二極管外延材料結構側面示意圖；

圖2為激光劃槽后的發光二極管器件結構側面示意圖；

圖3為濕法腐蝕后的發光二極管器件結構側面示意圖；

具體實施方式

請參閱圖1至圖3所示，本發明提供一種制備倒梯形氮化鎵基發光二極管的方法，包括：

步驟1：取一外延結構100，該外延結構100的最下層為藍寶石襯底10(參閱圖1)，該外延結構100包括：一藍寶石襯底10，和在其上依次制備的緩沖層20、電子注入層30、多量子阱發光層40和空穴注入層50；

其中所述的緩沖層20的材料為氮化鎵，電子注入層30的材料為n型氮化鎵，多量子阱發光層40的材料為交替生長的氮化鎵/銦鎵氮，周期數為5-15，空穴注入層50的材料為摻鎂氮化鎵，透明導電電極60的材料為氧化銦錫、氧化鋅或石墨烯，或及其任意組合。透明導電電極60起到電流擴展的作用，讓整個發光二極管芯片能夠更均勻的發光，從而提高了發光二極管的發光效率。

步驟2：在外延結構100上，采用電子束蒸發的方法，制備透明導電電極60(參閱圖2)；

步驟3：采用ICP刻蝕的方法，將蒸發有透明導電電極60的外延結構100的一側進行部分刻蝕，形成臺面31(參閱圖2)，所述臺面31的刻蝕深度到達電子注入層30內；

步驟4：在透明導電電極60上制備上金屬電極70，在臺面31上制備下金屬電極80(參閱圖2)；

步驟5：將外延結構100下層的藍寶石襯底10的背面進行機械減薄、拋光；

步驟6：在藍寶石襯底10的背面及外延結構100上的臺面31和透明導電電極60上制備二氧化硅保護層90(參閱圖2)，防止下一步的腐蝕液將發光二極管的外延結構100腐蝕、破壞。

步驟7：采用激光器，從制備有二氧化硅保護層90的藍寶石襯底10背面進行激光劃片，使藍寶石襯底10的背面兩側留下兩個V型深槽11(參閱圖2；