[發明專利]一種半導體發光器件的制備方法在審

申請號：	202210186861.8	申請日：	2022-02-28
公開（公告）號：	CN114551662A	公開（公告）日：	2022-05-27
發明（設計）人：	徐平;許孔祥	申請（專利權）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所(普通合伙) 43214	代理人：	張勇;劉伊旸
地址：	423038 湖***	國省代碼：	湖南;43
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種半導體發光器件制備方法
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【說明書】：

本發明公開了一種半導體發光器件的制備方法，涉及半導體領域，制備方法包括：提供藍寶石襯底；對藍寶石襯底進行常規清洗處理后在其上面沉積多孔SiO₂薄膜；將表面沉積有多孔SiO₂薄膜的藍寶石襯底置入ICP反應腔進行干法刻蝕，在藍寶石襯底的表面形成多個V形孔；在藍寶石襯底表面形成有V形孔的一側沉積多孔立方氮化硼過渡層；生長氮化鎵外延層，獲得完全結構的外延片。上述制備方法能夠提高GaN材料的晶體質量，降低位錯密度，有效提高LED器件的發光效率。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，更具體地，涉及一種半導體發光器件的制備方法。

背景技術

LED(Light Emitting Diode，發光二極管)是一種半導體發光器件，主要由P型半導體和N型半導體兩部分組成；其中，N型區具有很多高遷移率的電子，P型區有很多具有低遷移率的空穴，P型半導體和N型半導體之間的過渡層，稱為PN結；當向LED施加正向電壓時，電子可以和空穴發生復合并釋放出光子。目前國內生產LED的規模正在逐步擴大，但是LED器件仍然存在氮化鎵外延材料晶體不高、發光效率低下的問題，影響LED的節能效果。

因此，如何在現有技術的基礎上，開發新的制備技術提升LED的外延材料晶體質量和發光效率成為了亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供了一種半導體發光器件的制備方法，能夠提高GaN材料的晶體質量，降低位錯密度，有效提高LED器件的發光效率。

本申請提供一種半導體發光器件的制備方法，所述方法包括：

提供藍寶石襯底；

對藍寶石襯底進行常規清洗處理后，將藍寶石襯底置入PECVD反應腔內，在藍寶石襯底的表面沉積多孔SiO₂薄膜，所述多孔SiO₂薄膜中小孔的直徑為1-5um，相鄰兩個小孔的圓心距離為2-10um；

將表面沉積有多孔SiO₂薄膜的藍寶石襯底置入ICP反應腔進行干法刻蝕，在藍寶石襯底的表面形成多個V形孔；所述V形孔沿垂直于藍寶石襯底所在平面的方向朝向所述藍寶石襯底凹陷，且沿垂直于藍寶石襯底所在平面的方向，所述V形孔的高度大于多孔SiO₂薄膜的厚度且小于藍寶石襯底的厚度；

將形成有多個V形孔的藍寶石襯底置入化學氣相沉積反應腔內，在藍寶石襯底表面形成有V形孔的一側沉積多孔立方氮化硼過渡層，所述多孔立方氮化硼過渡層中小孔的直徑為10-80nm，相鄰兩個小孔的圓心距離為20-100nm；所述多孔立方氮化硼過渡層的厚度為所述V形孔的高度的一半；

最后利用金屬有機化合物化學氣相沉淀法在藍寶石襯底表面形成有V形孔和多孔立方氮化硼過渡層的一側依次生長氮化鎵緩沖層、n型半導體層、多量子阱層、電子阻擋層和P型半導體層，獲得完全結構的外延片。

可選地，所述對所述藍寶石襯底進行常規清洗處理的步驟，包括：

使用硫酸和雙氧水的混合溶液清洗藍寶石襯底5-10min，其中硫酸和雙氧水的體積比控制在4：1。

可選地，沿垂直于所述藍寶石襯底所在平面的方向，所述SiO₂薄膜的厚度為500-1000nm。