导电和绝缘准氧化锌衬底及垂直结构的半导体发光二极管制造技术

本发明专利技术揭示导电的和绝缘的准氧化锌生长衬底，生长技术和工艺。氧化锌与氮化镓的晶格常数之间的失配很小（２．２％），氧化锌晶片被认为是最具潜力的氮化镓基外延层生长衬底。但是，氧化锌晶片的导热率低，直径小，生长成本高。生长准氧化锌生长衬底的主要工艺步骤如下：在硅晶片或蓝宝石生长衬底上，依次层叠中间媒介层和氧化锌层，由此得到绝缘的准氧化锌生长衬底。在导电的硅晶片上，依次层叠导电的中间媒介层和导电的氧化锌层，由此得到大直径的导电的准氧化锌生长衬底。导电的和绝缘的准氧化锌生长衬底可以用于生长垂直结构（ｖｅｒｔｉｃａｌ）的氮化镓基和氧化锌基半导体发光二极管。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术揭示生长于大直径硅晶片和蓝宝石生长衬底上的高质量的导电的和绝缘的准氧化锌生长衬底，生长技术和工艺，以及生长于准氧化锌生长衬底上的垂直结构(vertical)的氮化镓基和氧化锌基半导体发光二极管，属于半导体电子

技术介绍
大功率半导体发光二极管具有取代白炽灯的巨大前途，但是，首先要解决技术和生产上的问题，主要问题包括，以蓝宝石为生长衬底的氮化镓基半导体发光二极管的内量子效率低，蓝宝石生长衬底与氮化镓的热涨系数和晶格常数有极大的失配。氧化锌与氮化镓的晶格常数之间的失配很小(2.2％)，具有相同的晶体对称性，因此，生长于氧化锌晶片上的氮化镓基外延层的位错和畸变密度很小。氧化锌晶片与氮化镓基外延层之间的热涨系数的失配也小于蓝宝石与氮化镓基外延层之间的热涨系数的失配。因此，氧化锌晶片被认为是最具潜力的氮化镓基外延层生长衬底。另一方面，氧化锌晶体本身是发光材料，而且发光效率高。因此，很多公司发展氧化锌基半导体发光二极管。氧化锌晶片的不足之处包括，导热率低，生产大直径的氧化锌晶片不但技术上有困难，而且成本很高，等。硅晶片的优点如下商品晶片直径大，导热率高，价格低，质量高。因本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种准氧化锌生长衬底，其组成部分包括，但不限于：－生长衬底；其中，所述的生长衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于：硅晶片，蓝宝石，导电硅晶片；－中间媒介层；其中，所述的中间媒介层层叠在所述的生长衬底上；其中，所述的 中间媒介层包括一层或多层结构，每层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于：（Ａ）元素氮，氧，硫，锌，铝，镓，铟，硼，镁的二元系，和三元系；其中，所述的二元系和三元系包括，但不限于：氮化铝，Ｎ－类型氮化铝（掺杂硅）层，低温氮化镓，低温Ｎ－或Ｐ－类型氮化镓层，低温氧化锌，低温Ｎ－或Ｐ－类型氧化锌层，硫化锌，Ｎ－或Ｐ－类型硫化锌层，硼铝氮...

【技术特征摘要】
1.一种准氧化锌生长衬底，其组成部分包括，但不限于-生长衬底；其中，所述的生长衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于硅晶片，蓝宝石，导电硅晶片；-中间媒介层；其中，所述的中间媒介层层叠在所述的生长衬底上；其中，所述的中间媒介层包括一层或多层结构，每层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于(A)元素氮，氧，硫，锌，铝，镓，铟，硼，镁的二元系，和三元系；其中，所述的二元系和三元系包括，但不限于氮化铝，N-类型氮化铝(掺杂硅)层，低温氮化镓，低温N-或P-类型氮化镓层，低温氧化锌，低温N-或P-类型氧化锌层，硫化锌，N-或P-类型硫化锌层，硼铝氮，硼镓氮，及它们的组合；(B)金属层；所述的金属层包括低熔点金属层和高熔点金属层，所述的低熔点金属层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，铟，锡；所述的高熔点金属层的材料是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于，金，铪，钪，鋯，钒，钛，铬，钇(Y)，铊(Tl)，及它们的组合；(C)上述的金属的氮化物；所述的金属的氮化物包括，但不限于，氮化钛(TiN)，氮化鋯(ZrN)，氮化铪(HfN)，氮化钛鋯(TiZrN)；(D)上述材料(A)，(B)和(C)的组合；-氧化锌层；其中，所述的氧化锌层层叠于所述的中间媒介层上；其中，所述的氧化锌层既可以是N-或P-类型导电氧化锌层也可以是非导电氧化锌层。2.权利要求1的准氧化锌生长衬底，其中，所述的生长衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于硅晶片，蓝宝石；其中，所述的中间媒介层包括金属层和中间媒介层的其它层；其中，所述的中间媒介层的其它层层叠于所述的生长衬底上；其中，所述的金属层层叠于所述的中间媒介层的其它层上；其中，所述的氧化锌层是N-或P-类型导电氧化锌层；其中，所述的N-或P-类型导电氧化锌层层叠于所述的金属层上。3.一种准氧化锌生长衬底，其组成部分包括，但不限于-支持衬底；其中，所述的支持衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于硅晶片，氮化铝陶瓷片，非金属薄膜，导电硅晶片，金属薄膜；-反射/欧姆层；其中，所述的反射/欧姆层层叠于所述的支持衬底上；其中，所述的反射/欧姆层是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于分布布拉格反射器，金，铑，镍，铂，钯，银，铝，等高反射率的金属及其组合；其中，所述的组合包括，但不限于，镍/金(Ni/Au)，钯/金(Pd/Au)，钯/镍(Pd/Ni)；-氧化锌层；其中，所述的氧化锌层层叠于所述的反射/欧姆层上。4.权利要求3的准氧化锌生长衬底，其中，所述的支持衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于硅晶片，氮化铝陶瓷片，非金属薄膜；其中，所述的反射/欧姆层是导电的；其中，所述的反射/欧姆层是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于金，铑，镍，铂，钯，银，铝，等高反射率的金属及其组合；其中，所述的组合包括，但不限于，镍/金(Ni/Au)，钯/金(Pd/Au)，钯/镍(Pd/Ni)；其中，所述的氧化锌层是N-或P-类型导电氧化锌层。5.权利要求3的准氧化锌生长衬底，其中，所述的支持衬底是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于导电硅晶片，金属薄膜；其中，所述的反射/欧姆层是导电的；其中，所述的反射/欧姆层是从一组材料中选出，该组材料包括，但不限于金，铑，镍，铂，钯，银，铝，等高反射率的金属及其组合；其中，所述的组合包括，但不限于，镍/金(Ni/Au)，钯/金(Pd/Au)，钯/镍(Pd/Ni)；其中，所述的氧化锌层是N-或P-类型导电氧化锌层。6.一种低成本的批量生产准氧化锌生长衬底的方法包括下述工艺步骤-提供一个生长衬底；-层叠中间媒介层于所述的生长衬底上；其中，层叠的方法包括，但不限于，真空蒸镀，真空溅镀，磁控真空溅镀，金属有机物化学气相淀积炉，脉冲激光溅镀，分子束外延生长设备，原子层叠技术；-层叠氧化锌层于所述的中间媒介层上；其中，所述的氧化锌层包括绝缘的氧化锌层，N-类型导电氧化锌层，和P-类型导电氧化锌层。7.一种低成本的批量生产准氧化锌生长衬底的方法包括下述工艺步骤-提供一个生长衬底；-层叠中间媒介层于所述的生长衬底上；其中，层叠的方法包括，但不限于，真空蒸镀，真空溅镀，磁控真空溅镀，金属有机物化学气相淀积炉，脉冲激光溅镀，分子束外延生长设备，原子层叠技术；-层叠氧化锌层于所述的中间媒介层上；其中，所述的氧化锌层包括绝缘的氧化锌层，N-类型导电氧化锌层，和P-类型导电氧化锌层-层叠反射/欧姆层于所述的氧化锌层上；其中，层叠反射/欧姆层的方法包括，但不限于，真空蒸镀，真空溅镀，化学镀，电镀，外延生长，等；-键合...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晖，彭一芳，
申请(专利权)人：金芃，彭晖，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]