[發明專利]半導體器件的制造方法

無效

• 申請號: 201210437453.1
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN103094433A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 虞浩輝;周宇杭
• 申請（專利權）人: 江蘇威納德照明科技有限公司
• 主分類號: H01L33/04
• 分類號: H01L33/04;H01L33/20;H01L33/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種半導體器件的制造方法

背景技術

熒光燈和白熾燈是現在廣泛應用的照明光源，但是它們有很大的缺陷，就是發光的效率太低，找到光轉換效率高的新光源來替代這些傳統光源，是實現節能減排的重要途徑之一。LED是一種新型的光源，其發光的效率很高。半導體照明有節能、安全、壽命長、節能美觀、綠色環保、可微型化、色彩豐富等優點，并且耐高溫高壓，耐酸堿腐蝕，即使在嚴酷的條件下也能正常工作。實現LED白光照明的途徑主要有三種：一是藍光LED激發黃色熒光粉發白光；二是紫外LED配合紅、綠、藍三色熒光粉發白光；三是由紅綠藍三色LED混合成白光。其中第一種方法是現階段實現LED照明的最有效手段。

以GaN為代表的三族氮化物(AlN、GaN、InN、AlGaInN)由于具有優良的光電特性，因而在藍光、綠光、紫外發光二極管(LED)及高頻、高溫大功率電子器件中得到廣泛應用。由于缺乏晶格匹配的襯底，三族氮化物都是異質外延在其他材料上，常用的襯底有藍寶石、碳化硅、硅、砷化鎵、氧化鋅等，常用的外延方法有金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)、分子束外延(MBE)和氫化物氣相外延(HVPE)等。由于和襯底的晶格失配及熱失配很大，即使采用低溫GaN緩沖層技術后，外延的氮化物中仍存在大量的缺陷，包括由于晶格失配導致的位錯、層錯等。GaN基材料中的缺陷影響材料的發光性能，同時降低了發光二極管的可靠性。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種半導體器件的制造方法，尤其提供了一種發光二極管的制造方法，該方法可以降低材料的位錯密度，同時減少量子限制斯塔克效應的影響。

本發明的發光二極管的制造方法包括以下步驟：

（一）在藍寶石襯底1的（0001）方向上生長AlN緩沖層2；

（二）在AlN緩沖層上蒸鍍N型電極3；

（三）在N型電極3上蒸鍍量子阱反射層4；

（四）在量子阱反射層4上生長一層厚度30～40μm的金屬層；利用干法刻蝕技術將該金屬層制備成周期排列的條狀金屬層5；

（五）在周期排列的條狀金屬層5上外延生長N型GaN層6；

（六）在N型GaN層6上生長有源層7；

（七）在有源層7上生長P型GaN層8；

（八）在P型GaN層8上生長P型電極9。

其中，

步驟（二）中，N型電極3優選為Al。

步驟（三）中，量子阱反射層4優選為逐層形成的Al、Ni、Ag層。其厚度優選為120～150nm。

步驟（四）中，金屬層優選為Au，條狀金屬層之間的間隔優選為60～80μm。

步驟（六）中，有源層7為Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱層，其中0<x<1，0<y<1。

步驟（八）中，先用CF₄處理P型GaN層8表面，然后在P型GaN層8表面蒸鍍Al，形成與P型GaN層8歐姆接觸的P型電極。P型電極厚度為在400-500nm。

附圖說明

圖1為根據本發明方法制成的發光二極管的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。

本發明的發光二極管的制造方法，包括以下步驟：

（一）在藍寶石襯底1的（0001）方向上生長AlN緩沖層2；

（二）在AlN緩沖層上蒸鍍N型電極3；N型電極3優選為

Al。

（三）在N型電極3上蒸鍍量子阱反射層4；量子阱反射層4優選為逐層形成的Al、Ni、Ag層。其厚度優選為120～150nm。

（四）在量子阱反射層4上生長一層厚度30～40μm的金屬層；利用干法刻蝕技術將該金屬層制備成周期排列的條狀金屬層5；金屬層優選為Au，條狀金屬層之間的間隔優選為60～80μm；

（五）在周期排列的條狀金屬層5上外延生長N型GaN層6；

（六）在N型GaN層6上生長有源層7；有源層7為Al_xGa_1-xN/Al_yGa_1-yN多量子阱層，其中0<x<1，0<y<1；

（七）在有源層7上生長P型GaN層8；