[發明專利]一種提高GaN LED發光效率的方法及其應用

在審

• 申請號: 201410305702.0
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN105206713A
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 徐化勇;吳向龍;夏偉;徐現剛
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，該方法包括步驟如下：

(1)在襯底上自下而上依次生長n-GaN層、InGaN多量子阱層和p-GaN層，形成GaN外延片；

(2)在GaN外延片上蒸鍍或者濺射一層ITO薄膜，厚度為20-200nm；

(3)按照現有技術，采用掩膜工藝在步驟(2)處理完畢的GaN外延片上光刻腐蝕出ITO孔洞圖形以及臺面圖形；

(4)保留步驟(3)掩膜工藝中的光刻掩膜，采用ICP或RIE方法刻蝕無光刻掩膜的區域，自上而下依次刻蝕p-GaN層、InGaN多量子阱層以及部分n-GaN層，刻蝕至n-GaN層，刻蝕深度0.5-3μm；去除掉光刻掩膜后得到圖形化凹坑；

(5)在GaN外延片上制備p電極和n電極；

(6)將襯底減薄，劃裂成單獨芯片。

2.如權利要求1所述的一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，所述步驟(1)中采用MOCVD方法在襯底上自下而上依次生長n-GaN層、InGaN多量子阱層和p-GaN層，形成GaN外延片；所述步驟(2)中并對ITO薄膜進行退火，退火溫度500-650℃，退火時間1-10分鐘。

3.如權利要求1所述的一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，所述步驟(3)中所述掩膜工藝是按照現有技術，采用光刻膠和ITO腐蝕液在步驟(2)處理完畢的GaN外延片上光刻腐蝕出ITO孔洞圖形以及臺面圖形。

4.如權利要求1所述的一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，所述步驟(1)中襯底為藍寶石襯底、硅襯底或碳化硅襯底。

5.如權利要求1所述的一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，所述步驟(3)中ITO孔洞圖形的直徑為1-10μm。

6.如權利要求1所述的一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，所述步驟(4)中圖形化凹坑為圓柱形、圓臺形或碗形；當光刻膠掩膜側壁為陡直形時，且ICP氣體為氬氣時，刻蝕出的圖形化凹坑為圓柱形；當光刻膠掩膜側壁傾斜，且ICP氣體為氯氣、三氯化硼、氬氣混合氣體時，刻蝕出的圖形化凹坑為圓臺形；當光刻膠掩膜側壁傾斜，且ICP氣體中氯氣比例超過80％，刻蝕出的圖形化凹坑為碗形。

7.如權利要求6所述的一種提高GaNLED發光效率的方法，其特征在于，所述步驟(4)圓柱形凹坑的直徑為1-10μm；所述圓臺形凹坑上圓臺的直徑是1-10μm，下圓臺直徑是0.5-9μm；碗形凹坑碗口的直徑為1-10μm；所述圖形化凹坑深度為0.5-3μm。

8.利用如權利要求1-7所述方法制備的GaNLED芯片，其特征在于，包括由下而上依次設置的n-GaN層、InGaN多量子阱層、p-GaN層和ITO薄膜，在所述的芯片表面有ITO孔洞圖形以及臺面圖形，在所述ITO孔洞圖形的底部刻蝕有圖形化凹坑，其刻蝕深度至n-GaN層的0.5-3μm。

9.如權利要求8所述的GaNLED芯片，其特征在于，所述ITO薄膜的厚度為20-200nm；所述圖形化凹坑的總面積占芯片表面積的15-50％。

10.如權利要求8所述的GaNLED芯片，其特征在于，所述圖形化凹坑為圓柱形、圓臺形或碗形；所述圓柱形凹坑的直徑為1-10μm；所述圓臺形凹坑上圓臺的直徑是1-10μm，下圓臺直徑是0.5-9μm；所述碗形凹坑碗口的直徑為1-10μm。