光学复合膜作电极的GaN功率型LED的制备方法技术

一种光学复合膜作电极的ＧａＮ功率型ＬＥＤ的制备方法，包括：依次在衬底外延生长Ｎ－ＧａＮ层、有源层、Ｐ－ＧａＮ层；在其上沉积一层掩蔽层，涂光刻胶，并刻出Ｎ－ＧａＮ电极区域；在Ｎ－ＧａＮ电极区域上刻蚀，形成Ｎ－ＧａＮ电极区；去除剩余掩蔽层，清洗；在Ｐ－ＧａＮ层和Ｎ－ＧａＮ电极区上同时制备出透明导电膜，剥离得到Ｐ－ＧａＮ和Ｎ－ＧａＮ透明导电电极；在其上光刻出Ｐ－ＧａＮ和Ｎ－ＧａＮ电极金属压焊区域，在其上同时用电子束分步蒸发，得到Ｐ－ＧａＮ和Ｎ－ＧａＮ电极金属压焊区；光刻出增透膜区域并制备增透膜；将衬底背面减薄，抛光，制作反射镜；划片，封装，测试，完成器件的制作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术用于半导体光电子器件制造
，具 体涉及到 一 种一种光学复合膜作电极的GaN功率型LED 的制备方法。背旦 豕技术白光LED的出现，使高亮度LED的应用领域跨足至咼效率照明光源市场。LED作为照明光源与现有的照、明光源相比具有节约能源，寿命长，体积小，发光效率高，无污染，色彩丰富等优点。白光LED的能耗仅为白炽灯的1 / 8 ，荧光灯的1 / 2 ，其寿命可达十万小时;而且，LED可实现无汞化，这对于环境保护和节约能源都具有非常重要的意义。以InGaN/GaNMQW—i — Ttn.光芯片激发黄光荧光粉(YAG: Ce3+)是最常用的制备白光LED的方法。随着对InGaN/GaN MQW蓝光材料的研究深入和功率型白光LED器件制备性能的禾急提高，半导体固体照明光源作为新 一 代照明革命的绿色 固体光源显示出巨大的应用潜力。虽然GaN基功率型LED的研究取得了很大进步， 发光效率迅速提高，但与完全替代传统光源的要求还 相距甚远。目前，量子效率、电流分布均匀性和器件 散热能力已经成为制约LED性能提高的技术瓶颈；如 何提高功率型GaN LED光的提取效率也成为人们研究 的热点之一 。针对GaN基功率型LED光的提取效率问题，人们 从器件结构、制作工艺等方面提出了许多解决方案， 如倒装结构，谐振腔结构，金属反射镜，表面粗化， 光子晶体的利用等，取得了较大的进步。特别在电极 的制备上，P-GaN采用透明电极的方法已经被较多的使 用，而N-GaN多采用金属欧姆接触电极，由于金属对 光有较高的吸收，这无疑影响了 LED的提取效率。本 专利技术提出了 一种新型的、高光效的透明光学复合膜作 P, N电极的GaN基功率型LED的设计与制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于，提供一种光学复合膜作电 极的GaN功率型LED的制备方法，该方法的N-GaN欧 姆接触电极亦采用透明光学复合膜。P-GaN， N-GaN欧姆接触电极均采用透明导电膜加光学增透膜这种光学 复合膜结构，其可减小GaN介质与传输介质如空气之 间的光损耗，能明显提高出光效率。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术通过 一 种光学复合膜作电极的GaN功率型 LED的制备方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1 :依次在衬底外延生长N— GaN层、有源层、 P — GaN层；步骤2 :在P — GaN层上采用PECVD的方法沉积一 层掩蔽层；步骤3 :在掩蔽层上涂光刻胶，用光刻和湿法腐 蚀的方法，在掩蔽层上刻出N — GaN电极区域；步骤4 :去除剩余的光刻胶，采用ICP干法刻蚀 的方法在N—GaN电极区域上刻蚀，形成N— GaN电极 区；步骤5 :湿法去除剩余掩蔽层，清洗；步骤6 :用光刻、电子束蒸发的方法，在P — GaN 层和N — GaN电极区上同时制备出透明导电膜，剥离得 到P-GaN透明导电电极和N-GaN透明导电电极；步骤7 :在P-GaN透明导电电极和N-GaN透明导电电极上光刻出P-GaN电极金属压焊区域和N-GaN电 极金属压焊区域，在P-GaN电极金属压焊区域和N-GaN 电极金属压焊区域上同时用电子束分步蒸发，得到 P-GaN电极金属压焊区和N-GaN电极金属压焊区；步骤8 :对P-GaN电极金属压焊区和N-GaN电极 金属压焊区进行合金化处理；步骤9 :光刻出增透膜区域；步骤1 Q :在器件的增透膜区域制备增透膜；步骤11 :将衬底背面减薄，抛光，制作反射镜；步骤1 2 :划片，封装，测试，完成器件的制作。 其中P-GaN电极金属压焊区和N-GaN电极金属压 焊区为多层金属膜结构。其中该多层金属膜结构为Cr/Ag/Pt/Au。其中透明导电膜采用透明导电材料为ITO或ZnO。其中光学增透膜采用折射率介于上述透明导电膜 与封装材料或空气之间的介质材料。 其中掩蔽层的材料为Si02。 本专利技术的有益效果是从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益 效果光学复合膜作P， N电极的GaN功率型LED结构，即P， N电极同时采用透明导电膜加光学增透膜结构，减小了 GaN介质与传输介质如空气等之间的光学损耗， 能明显提高出光效率；P， N电极同时制作，也使得制作 工艺得到简化。介质增透膜具有高的致密性和绝缘性， 能够阻止有源区断面形成漏电通道，起到器件钝化膜 的作用，节省了 一般器件中单独制作钝化膜步骤，简 化了工艺。P, N电极金属压焊.区采用多层金属膜结构， 减少了压焊区对光的吸收；总之，利用本专利技术来制备 GaN功率型LED，能有效减少光吸收，提高光的提取效 率，简化工艺，降低工艺成本。附图说明为进 一 步说明本专利技术的具体
技术实现思路
，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图1是GaN功率型LED外延材料结构剖面示意图， 在衬底1上采用外延的方法形成N-GaN层2 、有源层 3禾口 P-GaN层4 ;图2是在图1上PECVD沉积 一 层Si02掩蔽层5的 示意图3是在图2上涂光刻胶，用光刻和湿法腐蚀的 方法，在Si02掩蔽层5上刻出长条形N — GaN电极区域 6的示意图4是图3经过ICP干法刻蚀的后，在N — GaN 电极区域6上形成N — GaN电极区7的示意图5是图4湿法去除剩余S i 02掩蔽层5 ，清洗后 的示意图6是图5经过光刻、电子束蒸发的方法，在P 一 GaN层4禾Q N— GaN电极区7上同时制备出透明导电 膜，剥离得到P-GaN透明导电电极8和N-GaN透明导电 电极9的示意图7是在图6中的P-GaN透明导电电极8禾B N-GaN 透明导电电极9上光刻出P-GaN电极金属压焊区域1 0和N-GaN电极金属压焊区域l l的示意图8是在图7中的P-GaN电极金属压焊区域1 0 和N-GaN电极金属压焊区域1 1上同时用电子束分步 蒸发，得至U P-GaN电极金属压焊区1 2禾卩N-GaN电极 金属压焊区l 3的示意图9是在图8上光刻出增透膜区域1 4的示意图1 0是在图9上的增透膜区域1 4制备增透膜 1 5的示意图1 1是本专利技术的长条线阵结构P, N— GaN电极结 构俯视图，图中1 6对应为 P-GaN电极金属压焊区， 1 7对应为N-GaN电极金属压焊区，1 8对应为P-GaN电极区，1 9对应为N-GaN电极区。具体实施例方式请参阅图1 一图1 0 ， 一种光学复合膜作电极的 GaN功率型LED的制备方法，包括如下步骤步骤1 :依次在衬底1外延生长N — GaN层2 、有 源层3 、 P — GaN层4 (参阅图1 );步骤2:在P — GaN层4上采用PECVD的方法沉积 一层掩蔽层5 ;该掩蔽层5的材料为S i 02 (参阅图2 );步骤3 :在掩蔽层5上涂光刻胶，用光刻和湿法 腐蚀的方法，在掩蔽层5上刻出N — GaN电极区域6 (参 阅图3 );步骤4 :去除剩余的光刻胶，采用I CP干法刻蚀 的方法在N— GaN电极区域6上刻蚀，形成N — GaN电 极区7 (参阅图4 );步骤5 :湿法去除剩余掩蔽层5 ，清洗(参阅图5 );步骤6 :用光刻、电子束蒸发的方法，在P — GaN 层4禾口 N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学复合膜作电极的ＧａＮ功率型ＬＥＤ的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：　步骤１：依次在衬底外延生长Ｎ－ＧａＮ层、有源层、Ｐ－ＧａＮ层；　步骤２：在Ｐ－ＧａＮ层上采用ＰＥＣＶＤ的方法沉积一层掩蔽层；　步骤３：在掩蔽层上涂光刻胶，用光刻和湿法腐蚀的方法，在掩蔽层上刻出Ｎ－ＧａＮ电极区域；　步骤４：去除剩余的光刻胶，采用ＩＣＰ干法刻蚀的方法在Ｎ－ＧａＮ电极区域上刻蚀，形成Ｎ－ＧａＮ电极区；　步骤５：湿法去除剩余掩蔽层，清洗；　步骤６：用光刻、电子束蒸发的方法，在Ｐ－ＧａＮ层和Ｎ－ＧａＮ电极区上同时制备出透明导电膜，剥离得到Ｐ－ＧａＮ透明导电电极和Ｎ－ＧａＮ透明导电电极；　步骤７：在Ｐ－ＧａＮ透明导电电极和Ｎ－ＧａＮ透明导电电极上光刻出Ｐ－ＧａＮ电极金属压焊区域和Ｎ－ＧａＮ电极金属压焊区域，在Ｐ－ＧａＮ电极金属压焊区域和Ｎ－ＧａＮ电极金属压焊区域上同时用电子束分步蒸发，得到Ｐ－ＧａＮ电极金属压焊区和Ｎ－ＧａＮ电极金属压焊区；　步骤８：对Ｐ－ＧａＮ电极金属压焊区和Ｎ－ＧａＮ电极金属压焊区进行合金化处理；　步骤９：光刻出增透膜区域；　步骤１０：在器件的增透膜区域制备增透膜；　步骤１１：将衬底背面减薄，抛光，制作反射镜；　步骤１２：划片，封装，测试，完成器件的制作。...

【技术特征摘要】
1.一种光学复合膜作电极的GaN功率型LED的制备方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1依次在衬底外延生长N-GaN层、有源层、P-GaN层；步骤2在P-GaN层上采用PECVD的方法沉积一层掩蔽层；步骤3在掩蔽层上涂光刻胶，用光刻和湿法腐蚀的方法，在掩蔽层上刻出N-GaN电极区域；步骤4去除剩余的光刻胶，采用ICP干法刻蚀的方法在N-GaN电极区域上刻蚀，形成N-GaN电极区；步骤5湿法去除剩余掩蔽层，清洗；步骤6用光刻、电子束蒸发的方法，在P-GaN层和N-GaN电极区上同时制备出透明导电膜，剥离得到P-GaN透明导电电极和N-GaN透明导电电极；步骤7在P-GaN透明导电电极和N-GaN透明导电电极上光刻出P-GaN电极金属压焊区域和N-GaN电极金属压焊区域，在P-GaN电极金属压焊区域和N-GaN电极金属压焊区域上同时用电子束分步蒸发，得到P-GaN电极金属压焊区和N-GaN电极金属压焊区；步骤8对P-GaN电极金属压焊区和N-GaN电极金属压焊区进行合金化...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋闽，王晓东，王国宏，王良臣，杨富华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]