一种LED的外延结构及其制作方法技术

本申请公开了一种LED的外延结构及其制作方法，该制作方法包括：提供一图形化的衬底，所述衬底具有一用于形成氮化物外延层的第一表面，所述第一表面具有平面区域以及凸起区域；形成覆盖所述第一表面的牺牲层；去除位于所述平面区域的所述牺牲层；形成覆盖所述牺牲层以及所述平面区域的氮化物缓冲层；在位于所述凸起区域顶部的所述氮化物缓冲层形成开口，露出位于所述凸起区域顶部的所述牺牲层；去除覆盖所述凸起区域的所述牺牲层，去除位于所述凸起区域浮离的所述氮化物缓冲层，仅保留位于所述平面区域的氮化物缓冲层；以位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层为基核沉积氮化物外延层。本发明专利技术技术方案提高了LED的外延结构的均匀性以及可靠性。

An Extensive Structure of LED and Its Fabrication Method

The present application discloses an LED epitaxy structure and its fabrication method. The fabrication method includes: providing a graphical substrate with a first surface for forming a nitride epitaxy layer, the first surface having a flat area and a raised area; forming a sacrificial layer covering the first surface; removing the sacrificial layer located in the first plane area; and forming a coating. Covering the sacrificial layer and the nitride buffer layer of the plane area; forming an opening at the nitride buffer layer at the top of the convex area to expose the sacrificial layer at the top of the convex area; removing the sacrificial layer covering the convex area, removing the nitride buffer layer floating in the convex area, and retaining only the nitride buffer layer located in the plane area The nitride buffer layer of the plane region is used as the base nucleus to deposit the nitride epitaxy layer. The technical scheme of the invention improves the uniformity and reliability of the epitaxy structure of the LED.

【技术实现步骤摘要】
一种LED的外延结构及其制作方法
本专利技术涉及半导体器件制作
，更具体的，涉及一种LED的外延结构及其制作方法。
技术介绍
LED(发光二极管)由于具有低压驱动、节能高效、稳定性好、响应速度快、无污染以及制作成本低等诸多优点，被广泛的应用于电子设备指示灯、彩色显示屏、汽车信号灯、电动车照明灯、广告牌以及显示器等诸多领域。参考图1，图1为现有技术中常见的一种LED的结构示意图，LED一般需要在衬底上形成缓冲层，为了提高外延层的晶体质量以及LED的取光效率，采用图形化的衬底101作为外延生长的基板，该衬底101为在普通平板基板的基础上通过光刻和刻蚀形成，使得其一个表面具有平面区域104以及凸起区域，所述凸起区域具有侧壁103。现有制作方法中，为了在衬底101上采用金属有机化学气相沉积(MOCVD)的方法获得高质量的氮化物外延层105，通常需要在低温下先沉积一层氮化物缓冲层102，然后在缓冲层102上再生长氮化物外延层105。在衬底101上沉积氮化物缓冲层102的时候，氮化物缓冲层102会同时沉积在图形的凸起区域的侧壁103和平面区域104上。在后续的外延生长过程中，氮化物外延层105会同时以侧壁103上的第一部分氮化物缓冲层102a和平面区域104上的第二部分氮化物缓冲层102b为基础，同时在侧壁法向106和衬底法向107上形核生长。对于最终形成的氮化物外延层105，沿着侧壁法向106生长的第一氮化物外延层105a的晶面与沿着衬底法向107生长的第二氮化物外延层105b的晶面在交界处会产生巨大的应力，导致外延片翘曲，从而影响外延片的均匀性。此外在晶面的交界处还会产生缺陷和位错，影响产品的可靠性。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术技术方案提供了一种LED的外延结构及其制作方法，提高了LED的外延结构的均匀性以及可靠性。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种制作方法，用于制备LED的外延结构，所述制作方法包括：提供一图形化的衬底，所述衬底具有一用于形成氮化物外延层的第一表面，所述第一表面具有平面区域以及凸起区域；形成覆盖所述第一表面的牺牲层；去除位于所述平面区域的所述牺牲层；形成覆盖所述牺牲层以及所述平面区域的氮化物缓冲层；在位于所述凸起区域顶部的所述氮化物缓冲层形成开口，露出位于所述凸起区域顶部的所述牺牲层；去除覆盖所述凸起区域的所述牺牲层，同时去除位于所述凸起区域浮离的所述氮化物缓冲层，仅保留位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层；以位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层为基核沉积氮化物外延层。优选的，在上述制作方法中，所述形成覆盖所述第一表面的牺牲层包括：在所述第一表面沉积二氧化硅或氮化硅层，作为所述牺牲层。优选的，在上述制作方法中，所述去除位于所述平面区域的所述牺牲层包括：在所述牺牲层的表面形成光刻胶层；图案化所述光刻胶层，去除位于所述平面区域的光刻胶层；以图案化后的所述光刻胶层为掩膜，刻蚀所述牺牲层，去除位于所述平面区域的所述牺牲层；去除剩余的所述光刻胶层。优选的，在上述制作方法中，所述形成覆盖所述牺牲层以及所述平面区域的氮化物缓冲层包括：在所述牺牲层的表面以及所述平面区域的表面沉积氮化铝或氮化镓层，作为所述氮化物缓冲层。优选的，在上述制作方法中，所述氮化物缓冲层的厚度范围为0.5nm-500nm，包括端点值。优选的，在上述制作方法中，所述氮化物缓冲层的厚度范围为1nm-100nm，包括端点值。优选的，在上述制作方法中，所述去除覆盖所述凸起区域的所述牺牲层，同时去除位于所述凸起区域浮离的所述氮化物缓冲层包括：通过光刻胶的掩膜、光刻，只露出位于所述凸起区域最顶部的所述氮化物缓冲层，最顶部露出氮化物缓冲层的直径范围小于500nm；通过蚀刻形成开口，露出位于所述凸起区域顶部的所述牺牲层；通过所述开口，采用刻蚀溶液去除覆盖所述凸起区域的所述牺牲层；同时去除位于所述凸起区域浮离的所述氮化物缓冲层。优选的，在上述制作方法中，所述衬底为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底、氮化镓衬底以及氮化铝衬底中的任意一种。优选的，在上述制作方法中，所述以位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层为基核沉积氮化物外延层包括：采用MOCVD工艺，以位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层为基核沉积平坦的氮化物外延层，所述氮化物外延层的表面高度超过所述凸起区域的顶部。本专利技术还提供了一种LED的外延结构，所述外延结构包括：图形化的衬底，所述衬底具有一用于形成氮化物外延层的第一表面，所述第一表面具有平面区域以及凸起区域；位于所述平面区域的氮化物缓冲层；以所述氮化物缓冲层为基核沉积的氮化物外延层。通过上述描述可知，本专利技术技术方案提供的LED的外延结构及其制作方法中，通过采用牺牲层实现对不易刻蚀的氮化物缓冲层进行刻蚀，可以使得位于凸起区域的氮化物缓冲层处于浮离状态，进而便于凸起区域的氮化物缓冲层被刻蚀，而较好的保留位于平面区域的氮化物缓冲层，这样，当以平面区域的氮化物缓冲层作为基核沉积氮化物外延层时，由于凸起区域的表面不具有氮化物外延层的沉积基核，故氮化物外延层在凸起侧壁法向的生长被抑制，氮化物外延层不会沿着侧壁法向生长，仅是沿着衬底法向生长，因此氮化物外延层的晶面将会沿着衬底法向生长。因此，本专利技术技术方案可以使得后续的氮化物外延层的晶面只沿着衬底的法向生长而不沿着凸起区域的侧侧壁法向生长，避免了沿着不同方向生长的晶面在交界处产生巨大的应力，从而减小了氮化物外延层翘曲，提高了氮化物外延层的均匀性。此外也避免了氮化物外延层在晶面的交界处产生缺陷和位错，提高了产品的可靠性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有技术中常见的一种LED的结构示意图；图2-图8为本专利技术实施例提供的一种LED外延结构的制作方法的流程示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图2-图8，图2-图8为本专利技术实施例提供的一种LED外延结构的制作方法的流程示意图，所述制作方法包括：步骤S11：如图2所示，提供一图形化的衬底201。所述衬底201具有一用于形成下述氮化物外延层206的第一表面，所述第一表面具有平面区域204以及凸起区域。其中，所述凸起区域具有侧壁203。所述衬底201为蓝宝石衬底、碳化硅衬底、硅衬底、氮化镓衬底以及氮化铝衬底201中的任意一种。所述衬底201为平板基底经过光刻和刻蚀形成，使得其一个表面具有平面区域204以及凸起区域，所述凸起区域具有侧壁203。具体的，所述凸起区域可以为圆锥形或是子弹头形状。所述凸起区域的横向宽度由底部到顶部逐渐变小。步骤S12：如图3所示，形成覆盖所述第一表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制备LED的外延结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一图形化的衬底，所述衬底具有一用于形成氮化物外延层的第一表面，所述第一表面具有平面区域以及凸起区域；形成覆盖所述第一表面的牺牲层；去除位于所述平面区域的所述牺牲层；形成覆盖所述牺牲层以及所述平面区域的氮化物缓冲层；在位于所述凸起区域顶部的所述氮化物缓冲层形成开口，露出位于所述凸起区域顶部的所述牺牲层；去除覆盖所述凸起区域的所述牺牲层，同时去除位于所述凸起区域浮离的所述氮化物缓冲层，仅保留位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层；以位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层为基核沉积氮化物外延层。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备LED的外延结构的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一图形化的衬底，所述衬底具有一用于形成氮化物外延层的第一表面，所述第一表面具有平面区域以及凸起区域；形成覆盖所述第一表面的牺牲层；去除位于所述平面区域的所述牺牲层；形成覆盖所述牺牲层以及所述平面区域的氮化物缓冲层；在位于所述凸起区域顶部的所述氮化物缓冲层形成开口，露出位于所述凸起区域顶部的所述牺牲层；去除覆盖所述凸起区域的所述牺牲层，同时去除位于所述凸起区域浮离的所述氮化物缓冲层，仅保留位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层；以位于所述平面区域的所述氮化物缓冲层为基核沉积氮化物外延层。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述形成覆盖所述第一表面的牺牲层包括：在所述第一表面沉积二氧化硅或氮化硅层，作为所述牺牲层。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述去除位于所述平面区域的所述牺牲层包括：在所述牺牲层的表面形成光刻胶层；图案化所述光刻胶层，去除位于所述平面区域的光刻胶层；以图案化后的所述光刻胶层为掩膜，刻蚀所述牺牲层，去除位于所述平面区域的所述牺牲层；去除剩余的所述光刻胶层。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述形成覆盖所述牺牲层以及所述平面区域的氮化物缓冲层包括：在所述牺牲层的表面以及所述平面区域的表面沉积氮化铝或氮化镓层，作为所述氮化物缓冲层。5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述氮化物缓冲层的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凯轩，林志伟，卓祥景，尧刚，王爱民，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35