專利名稱：激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法。
背景技術(shù)：
由于發(fā)光二極管具有節(jié)能、環(huán)保，壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在未來幾年后，發(fā)光二極管有可能取代白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)照明燈具，而進(jìn)入千家萬戶。目前，氮化物基發(fā)光二極管材料主要異質(zhì)外延生長在藍(lán)寶石、硅、碳化硅等襯底上。由于氮化鎵材料的折射率與空氣存在較大差別，在逃逸界面處發(fā)生的光全反射效應(yīng)，使得發(fā)光二極管器件的光提取受到非常大的限制。T.Fujii，Y. Gao，等人在Appl. Phys. Lett. 84(2004)855.提出了氮化鎵基發(fā)光二極管表面粗化技術(shù)來提高發(fā)光二極管的提取效率。在此之后，表面粗化是常用的提高發(fā)光二極管光提取效率的關(guān)鍵技術(shù)。但是，之前的表面粗化技術(shù)主要集中在P型氮化鎵表面粗化、氧化銦錫透明導(dǎo)電層表面粗化、藍(lán)寶石襯底背面粗化、氮化鎵外延層的側(cè)面粗化等，對發(fā)光二極管藍(lán)寶石襯底側(cè)壁出光面的粗化處理沒有被涉及到。另外，日本濱松光子學(xué)株式會社在2007年提出了低損傷激光切割硅片的激光加工方法(申請?zhí)?00710147746. 5，公開號CN101110392A)。但是，其并沒有提及氮化鎵發(fā)光二極管器件粗化的藍(lán)寶石面對發(fā)光二極管提取效率的影響。本技術(shù)采用激光加工技術(shù)，在發(fā)光二極管藍(lán)寶石襯底的內(nèi)部掃描，獲得了縱橫交錯(cuò)的空氣隙，使發(fā)光二極管發(fā)出的光在空氣隙光路發(fā)生改變，大大提高了發(fā)光二極管的提取效率。本技術(shù)存在著明顯的優(yōu)勢，使工藝工序大大優(yōu)化，而且使生產(chǎn)周期和成本大幅下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，其是在發(fā)光二極管芯片工藝制作中，在發(fā)光二極管藍(lán)寶石襯底的內(nèi)部掃描，獲得了縱橫交錯(cuò)的空氣隙，使發(fā)光二極管發(fā)出的光在空氣隙光路發(fā)生改變，大大提高了發(fā)光二極管的提取效率。使得發(fā)光二極管外量子效率提升，特別適合大尺寸功率型晶粒的制作。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，包括如下步驟步驟I :取一襯底，采用激光器在距襯底上表面30um的內(nèi)部形成規(guī)則網(wǎng)狀空氣隙；步驟2 :在襯底上采用MOCVD方法依次生長成核層、N型摻雜層、多量子阱發(fā)光層、P型摻雜層和ITO層；步驟3 :采用光刻的方法，在ITO層上的一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度到達(dá)N型摻雜層內(nèi)，形成臺面；步驟4 :在ITO層上未刻蝕的一側(cè)上制備P型電極；
步驟5 :在臺面上制備N型電極。本發(fā)明提供與現(xiàn)有技術(shù)相比具有芯片工藝僅在切割過程中增加了適當(dāng)?shù)奶幚恚唵我撞僮?，可以大大提高出光效率，使得發(fā)光二極管外量子效率提升，特別適合大尺寸功率型晶粒的制作。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說明如后，其中圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面圖。
具體實(shí)施例方式請參閱圖I所示，本發(fā)明提供激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，包括如下 步驟步驟I :取一襯底21，襯底21的材料為藍(lán)寶石、Si、SiC、GaAs或玻璃，采用激光器在距襯底21上表面30um的內(nèi)部形成規(guī)則網(wǎng)狀空氣隙。其中該襯底21的內(nèi)部由激光作用，形成規(guī)則的或者不規(guī)則的空氣隙；空氣隙寬度100nm-5um，空氣隙長度500nm_5um，空氣隙間離為3um-10um。其中該襯底21的空氣隙是單層或者多層排列；其中該激光器可以是納秒激光器，皮秒激光器或者飛秒激光器。激光波長可以是266nm、355nm、532nm 或 1064nmo步驟2 :在襯底21上采用MOCVD方法依次生長成核層22、η型摻雜層23，該η型摻雜層23的材料為n-GaN，n型GaN采用Si摻雜，厚度為l_5um。多量子阱發(fā)光層24的材料為InGaN/GaN，厚度為50_500nm、其中多量子阱發(fā)光層24的周期數(shù)為1_100。P型摻雜層25的材料為P型GaN，其是采用Mg摻雜，厚度為200_500nm。ITO層26的材料為95%的InO2, 5% SnO2，厚度為 IO-IOOOnm0步驟3 :采用光刻的方法，在ITO層26上的一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度到達(dá)N型摻雜層23內(nèi)，形成臺面23’ ；刻蝕深度不能穿透N型摻雜層23，深度到N型摻雜層23厚度的中間。步驟4 :在ITO層26上未刻蝕的一側(cè)上制備P型電極27 ;P型電極的材料為Cr/Pt/Au,厚度為100/.100/1 IOOOA ,>步驟5:在臺面23’上制備N型電極28。N型電極材料為Cr/Pt/Au，厚度為100/400/1 IOOOAo以上所述，僅是本發(fā)明的實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案范圍之內(nèi)，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，包括如下步驟 步驟I :取一襯底，采用激光器在距襯底上表面30um的內(nèi)部形成規(guī)則網(wǎng)狀空氣隙； 步驟2 :在襯底上采用MOCVD方法依次生長成核層、N型摻雜層、多量子阱發(fā)光層、P型慘雜層和ITO層； 步驟3 :采用光刻的方法，在ITO層上的一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度到達(dá)N型摻雜層內(nèi)，形成臺面； 步驟4 :在ITO層上未刻蝕的一側(cè)上制備P型電極； 步驟5 :在臺面上制備N型電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，其中側(cè)面橫向光子晶體襯底的材料為藍(lán)寶石、Si、SiC、GaAs或玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，其中該襯底的內(nèi)部由激光作用，形成規(guī)則的或者不規(guī)則的空氣隙；空氣隙寬度100nm-5um，空氣隙長度500nm-5um,空氣隙間離為 3um_10um。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，其中該襯底的空氣隙是單層或者多層排列。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，其中該激光器是納秒激光器，皮秒激光器或者飛秒激光器，激光波長是266nm、355nm、532nm或1064nm。
全文摘要
一種激光誘導(dǎo)空氣隙發(fā)光二極管的制作方法，包括如下步驟步驟1取一襯底，采用激光器在距襯底上表面30um的內(nèi)部形成規(guī)則網(wǎng)狀空氣隙；步驟2在襯底上采用MOCVD方法依次生長成核層、N型摻雜層、多量子阱發(fā)光層、P型摻雜層和ITO層；步驟3采用光刻的方法，在ITO層上的一側(cè)向下刻蝕，刻蝕深度到達(dá)N型摻雜層內(nèi)，形成臺面；步驟4在ITO層上未刻蝕的一側(cè)上制備P型電極；步驟5在臺面上制備N型電極。
文檔編號H01L33/00GK102969413SQ20121054846
公開日2013年3月13日 申請日期2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月17日
發(fā)明者謝海忠, 張逸韻, 魯志遠(yuǎn), 楊華, 李璟, 伊?xí)匝? 王軍喜, 王國宏, 李晉閩 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所