專利名稱：一種薄膜型led制備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種薄膜型LED的制備方法，尤其涉及ー種凝膠溶膠法制備LED電流擴(kuò)散層的方法，屬于半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的LED制備方法中，通常在藍(lán)寶石襯底上采用金屬有機(jī)相外延方法沉積薄膜，設(shè)備復(fù)雜，エ藝繁瑣，生產(chǎn)陳本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對已有技術(shù)存在的缺陷提供一種制備薄膜型LED的方法。本方法為溶膠凝膠法，溶膠凝膠法作為ー種制備薄膜的緑色合成方法，比起傳統(tǒng)的薄膜制備方法具有諸多優(yōu)勢設(shè)備簡易，エ藝簡単，生產(chǎn)成本低，化學(xué)計量比易于控制，生產(chǎn)流程簡単，不要求真空、高溫環(huán)境等。溶膠凝膠法制備LED透明電極在半導(dǎo)體芯片制備行業(yè)具有重要的應(yīng)用意義。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案
一種制備薄膜型LED的方法，其特征在于制備エ藝步驟如下
a.藍(lán)寶石外延片的生長
在藍(lán)寶石襯底上采用金屬有機(jī)相外延沉積方法依次生長低溫氮化鎵GaN層，本征GaN層，η型GaN層，量子阱(MQW)層和P型GaN層。b.藍(lán)寶石外延片的清洗
將藍(lán)寶石外延片依次在異丙醇及丙酮中超聲清洗10±1 min ;去離子水沖洗；在混合酸溶液(硫酸雙氧水去離子水的比列為5:5:1)中，常溫浸泡15± I min ;再在稀鹽酸溶液(體積分?jǐn)?shù)為20%)中，常溫浸泡5±0. 5 min ;最后用去離子水超聲清洗10± I min ;氮氣吹干。
c.采用溶膠凝膠提拉法，制備LED器件的電流擴(kuò)散層-鎵摻雜的氧化鋅(GZO)薄膜，具體操作步驟如下
Cl)首先在ー個200±20ml的玻璃燒杯中，將O. 045±0. 002mol的2水醋酸鋅以及O. 0006±0. OOOlmol的5. 5水合硝酸鎵放入燒杯，將150±10ml的無水甲醇倒入燒杯中，再逐滴加入O. 045±0. 002mol的單こ醇胺。磁力攪拌至全部溶解后，水浴60±5°C并在磁力攪拌的情況下保溫1±0. 2個小吋。將溫度提高到7(T100°C進(jìn)行溶劑蒸發(fā)直到剰余溶液的體積為原來溶液體積的2(Γ80%。室溫時效6±0. 2小時，冰箱冷藏42±0. 5小吋，形成溶膠。(2)電流擴(kuò)散層鎵摻雜氧化鋅薄膜的制備
在室溫下，在寶石外延片上行拉膜浸潤1±0. Imin后，以65±5mm/min的速度進(jìn)行提拉。每提拉完ー層膜之后，將薄膜在紅外燈下烘烤30±0. 5min，再進(jìn)行500±50°C快速退火15±0. 5min,完成一次薄膜的提拉烘干過程。再重復(fù)以上步驟6次，以達(dá)到一定厚度(200nm)的鎵摻雜的氧化鋅薄膜。最后將薄膜時效兩天，600±50°C真空退火1±0. lh。
(3)采用Ar離子干法刻蝕電流擴(kuò)散層，最終即得到完整的LED器件。本發(fā)明通過采用溶膠凝膠法制備LED器件中的電流擴(kuò)散層，實現(xiàn)了ー種新型制備LED的方法。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著進(jìn)步 本發(fā)明的電流擴(kuò)散層的制備，使用的原料價格較低廉，使用設(shè)備簡單，操作方便。在半
導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。


圖I是LED芯片的結(jié)構(gòu)。圖2是LED發(fā)光照片。
具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。
實施例本薄膜型LED的制備步驟如下所述
I )藍(lán)寶石外延片的生長
a.在在藍(lán)寶石襯底(I)上采用金屬有機(jī)相外延沉積低溫氮化鎵(GaN)層(2)，
b.米用金屬有機(jī)相外延沉積依次生長本征GaN層(3)與η型GaN層(4)各Ιμπι。c.采用金屬有機(jī)相外延沉積依次生長多量子阱(MQW)層(6)和P型GaN層(7)厚度各為200nm
2)藍(lán)寶石外延片的清洗
將藍(lán)寶石外延片依次在異丙醇及丙酮中超聲清洗10±1 min ;去離子水沖洗；在混合酸溶液(硫酸雙氧水去離子水的比列為5:5:1)中，常溫浸泡15± I min ;再在稀鹽酸溶液(體積分?jǐn)?shù)為20%)中，常溫浸泡5±0. 5 min ;最后用去離子水超聲清洗10± I min ;氮氣吹干。3)采用溶膠凝膠提拉法，制備LED器件的電流擴(kuò)散層-鎵摻雜的氧化鋅(GZO)薄膜(8)，具體操作步驟如下
Cl)首先在ー個200±20ml的玻璃燒杯中，將O. 045±0. 002mol的2水醋酸鋅以及O. 0006±0. OOOlmol的5. 5水合硝酸鎵放入燒杯，將150±10ml的無水甲醇倒入燒杯中，再逐滴加入O. 045±0. 002mol的單こ醇胺。磁力攪拌至全部溶解后，水浴60±5°C并在磁力攪拌的情況下保溫1±0. 2個小吋。將溫度提高到7(T100°C進(jìn)行溶劑蒸發(fā)直到剰余溶液的體積為原來溶液體積的2(Γ80%。室溫時效6±0. 2小時，冰箱冷藏42±0. 5小吋，形成溶膠。(2)電流擴(kuò)散層鎵摻雜氧化鋅薄膜的制備
在室溫下，在寶石外延片上行拉膜浸潤1±0. Imin后，以65±5mm/min的速度進(jìn)行提拉。每提拉完ー層膜之后，將薄膜在紅外燈下烘烤30±0. 5min，再進(jìn)行500±50°C快速退火15±0. 5min,完成一次薄膜的提拉烘干過程。再重復(fù)以上步驟6次，以達(dá)到一定厚度(200nm)的鎵摻雜的氧化鋅薄膜(8)。最后將薄膜時效兩天，600±50°C真空退火1±0. lh。(3)采用Ar離子干法刻蝕電流擴(kuò)散層，最終即得到完整的LED器件。儀器檢測將上述實施例所制得的樣品結(jié)構(gòu)以及發(fā)光的結(jié)果示于附圖的圖I和圖2 中。
權(quán)利要求
1.ー種薄膜型LED制備的方法，其特征在于制備エ藝步驟如下 a.藍(lán)寶石外延片的生長 在藍(lán)寶石襯底(I)上采用金屬有機(jī)相外延方法依次沉積低溫氮化鎵GaN層(2)，本征GaN層(3)，n型GaN層(4)，量子阱MQW層(6)和P型GaN層(2)； b.藍(lán)寶石外延片的清洗 將藍(lán)寶石外延片依次在異丙醇及丙酮中超聲清洗10±1 min ;去離子水沖洗；在混合酸溶液--硫酸雙氧水去離子水的比列為5:5:1中，常溫浸泡15±1 min ;再在稀鹽酸溶液一體積分?jǐn)?shù)為20%中，常溫浸泡5±0. 5 min ;最后用去離子水超聲清洗IOilmin ;氮氣吹干； c.采用溶膠凝膠提拉法，制備LED器件的電流擴(kuò)散層-鎵摻雜的氧化鋅GZO薄膜(8)，具體操作步驟如下 (1)首先在ー個200±20ml的玻璃燒杯中，將0.04±0. 002mol的2水醋酸鋅以及.0.0006±0. OOOlmol的5. 5水合硝酸鎵放入燒杯，將150±10ml的無水甲醇倒入燒杯中，再逐滴加入0. 045±0. 002mol的單こ醇胺；磁力攪拌至全部溶解后，水浴60±5°C并在磁力攪拌的情況下保溫1±0. 2個小時；將溫度提高到7(T100°C進(jìn)行溶劑蒸發(fā)直到剰余溶液的體積為原來溶液體積的2(T80% ;室溫時效6±0. 2小時，冰箱冷藏42±0. 5小時，形成溶膠； (2)電流擴(kuò)散層鎵摻雜氧化鋅薄膜(8)的制備 在室溫下，在藍(lán)寶石外延片上行拉膜浸潤在步驟(I)中制備的溶膠1±0. Imin后，以.65±5mm/min的速度進(jìn)行提拉；每提拉完ー層膜之后，將薄膜在紅外燈下烘烤30±0. 5min,再進(jìn)行500±50°C快速退火15±0. 5min，完成一次薄膜的提拉烘干過程；再重復(fù)以上步驟6次，以達(dá)到200±20nm厚度的鎵摻雜的氧化鋅薄膜(8)，最后將薄膜時效兩天，600±50°C真空退火1±0. Ih ； (3)采用Ar離子干法刻蝕電流擴(kuò)散層，最終即得到完整的LED器件。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種薄膜型LED制備的方法。本方法是在藍(lán)寶石襯底上采用傳統(tǒng)的金屬有機(jī)相氣相外延法沉積本征GaN層，n型GaN層，多量子阱層以及p型GaN層。但是制備透明電流擴(kuò)散層GZO薄膜時，采用了具有設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低的溶膠凝膠提拉法制備，最后通過氬離子干法刻蝕來實現(xiàn)完整的芯片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明采用一種制備薄膜的綠色合成方法制備薄膜型LED器件，成本低，污染小易于實現(xiàn)。
文檔編號H01L33/00GK102651432SQ20121015210
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者張建華, 李倩, 李喜峰, 王萬晶 申請人:上海大學(xué)