[發(fā)明專利]一種提高亮度的LED外延片的制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110347563.8
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113097350B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐平
• 申請（專利權(quán)）人: 湘能華磊光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/22
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 劉伊?xí)D;周曉艷

1.一種提高亮度的LED外延片的制作方法，其特征在于，所述LED外延片的AlN層上設(shè)有按順序依次循環(huán)排列的凸起的圓錐體、鋁區(qū)域?qū)右约鞍枷萸业怪玫膱A錐腔，三者之間互不相連；

所述制作方法包括以下步驟，

步驟3、在AlN層上間隔制作多個凸起的圓錐體；

步驟4、在AlN層上間隔制作多個凹陷且倒置的圓錐腔，所述圓錐腔與圓錐體交錯設(shè)置且兩兩不相連；

步驟5、在AlN層上間隔制作多個鋁區(qū)域?qū)樱總€鋁區(qū)域?qū)泳c圓錐腔和/或圓錐體相鄰；

步驟6、在AlN層上周期性生長多個多量子阱發(fā)光層，每個所述多量子阱發(fā)光層均包括依次生長的InGaN阱層和GaN壘層，其中，第一周期生長的多量子阱發(fā)光層用于填滿所述步驟4中的圓錐腔，從第二周期開始，后一周期生長的多量子阱發(fā)光層均位于包含AlN層、鋁區(qū)域?qū)雍颓耙恢芷谏L的多量子阱發(fā)光層的整體結(jié)構(gòu)上；

所述步驟3中，所述圓錐體的底面直徑D1為1000-1100nm，高度H1為850-900nm，相鄰圓錐體底面間的最短距離d1為2100-2200nm；

所述步驟4中，所述圓錐腔的頂面直徑D2為800-900nm，高度H2為850-900nm，且H2=H1，所述圓錐腔頂面與相鄰圓錐體底面之間的最短距離d2為500-600nm。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于，在所述步驟6中，第一周期生長的InGaN阱層的層厚D3與第一周期生長的GaN壘層的層厚D4相等，且D3+D4=H2。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制作方法，其特征在于，在所述步驟5中，每個所述鋁區(qū)域?qū)优c相鄰的圓錐腔之間的間距等于該鋁區(qū)域?qū)优c相鄰的圓錐體之間的間距，所述鋁區(qū)域?qū)拥拈L度與寬度相等且為400-420mm，厚度為60-80nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制作方法，其特征在于，在所述步驟6中，所述多量子阱發(fā)光層的生長周期數(shù)為2-12個，從第二周期開始，在單個生長周期內(nèi)，InGaN阱層的層厚為3-5nm，GaN壘層的層厚為8-10nm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的制作方法，其特征在于，所述步驟3中圓錐體的制作方法如下：首先在AlN層上涂滿光刻膠，接著對AlN層上非圓錐體制作區(qū)域的光刻膠采用曝光和顯影處理，然后通過干法刻蝕在對應(yīng)位置制作出圓錐體，最后將AlN層上的殘余膠體清洗干凈。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述步驟4中圓錐腔的制作方法如下：首先在AlN層上涂滿光刻膠，接著對AlN層上非圓錐腔制作區(qū)域的光刻膠采用曝光和顯影處理，然后通過干法刻蝕在對應(yīng)位置制作出圓錐腔，最后將AlN層上的殘余膠體清洗干凈。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述步驟5中鋁區(qū)域?qū)拥闹谱鞣椒ㄈ缦拢菏紫仍贏lN層上通過磁控濺射方法生長鋁層，接著在鋁層上涂滿光刻膠，對鋁層上非鋁區(qū)域?qū)又谱鲄^(qū)域的光刻膠采用曝光和顯影處理，然后通過干法刻蝕在對應(yīng)位置制作出鋁區(qū)域?qū)樱詈髮X區(qū)域?qū)优cAlN層上的殘余膠體清洗干凈。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于，在所述步驟3之前還包括以下步驟：

步驟1、制作圖形化襯底；

步驟2、在所述圖形化襯底上依次生長緩沖層GaN、非摻雜GaN層、摻雜Si的N型GaN層以及AlN層，所述AlN層的厚度為1800-2000nm；

在所述步驟6之后還包括步驟7，所述步驟7是在步驟6所述的多量子阱發(fā)光層上依次生長電子阻擋層和P型半導(dǎo)體層以制備得到LED外延片；

所述步驟2在作業(yè)時，采用金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積法且沿垂直于所述圖形化襯底表面的方向進(jìn)行沉積作業(yè)。