发光二极管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种发光二极管的制备方法，包括如下步骤：提供GaN衬底；通过掩膜法结合微区域元素扩散掺杂技术，在GaN衬底内掺杂元素以形成沿着依次连接的p

【技术实现步骤摘要】
发光二极管的制备方法


[0001]本专利技术涉及电致发光
，尤其是涉及一种发光二极管的制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管已广泛用于照明、显示、通信等多个领域。目前光二极管的一大趋势是小型化、轻薄化。将光二极管缩小至微纳米尺寸后，有利于光学集成，推动新一代显示光源、低能耗的光互联和光通讯(如Li
‑
Fi)、AR技术的发展。基于氮化镓(GaN)半导体掺杂的蓝光LED具有高效率、低功耗、较环保等特点。同时氮化镓具有禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子速率大、热导率高、化学性质稳定和抗辐射能力强等优点,可广泛用于光电子领域，如光学照明光源、半导体激光器以及高温、高频、大功率射频器件。
[0003]目前成熟传统的氮化镓LED芯片主要制备流程可简化为：一是衬底制备，用有机溶剂和酸液清洗蓝宝石衬底后，采用干法刻蚀制备出图形化蓝宝石衬底。二是中间层制备，利用MOCVD进行气相外延，在高温条件下分别进行GaN缓冲层、N型GaN层、多层量子阱、P型GaN层生长制备。三是台阶刻蚀，在外延片表面形成图形化光刻胶，之后利用感应耦合等离子体刻蚀(ICP)工艺刻蚀到N型GaN层。四是导电层制备，在样品表面溅射或蒸镀氧化铟锡(ITO)导电层，光刻形成图形化ITO导电层。五是电极制备，采用剥离法等方法制备出图形化光刻胶，电子束蒸发Au后利用高压剥离机对光刻胶进行剥离。最后沉积SiO2钝化层，并对该钝化层进行刻蚀。对LED结构进行的后续改良包括倒装结构或者垂直型结构，以提高出光效率及散热效率等。
[0004]针对纳米尺寸的发光二极管的加工制造，通常需要分子束外延生长、光刻或电子束刻蚀、ICP刻蚀、化学刻蚀等制造流程，过程复杂时间长，设备要求高，生产成本较高。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要提供一种生产成本相对较低的发光二极管的制备方法。
[0006]一种发光二极管的制备方法，包括如下步骤：
[0007]提供GaN衬底；
[0008]通过掩膜法结合微区域元素扩散掺杂技术，在所述GaN衬底内掺杂元素以形成沿着所述GaN衬底的平面方向依次连接的p
‑
GaN层、量子肼层和n
‑
GaN层；
[0009]在所述GaN衬底上形成间隔设置的第一导电层和第二导电层，所述第一导电层与所述p
‑
GaN层电连接，所述第二导电层与所述n
‑
GaN层电连接；以及
[0010]在所述第一导电层上设置第一电极，在所述第二导电层上设置第二电极。
[0011]这种发光二极管的制备方法通过掩膜法结合微区域元素扩散掺杂技术，在GaN衬底内掺杂元素以形成沿着GaN衬底的平面方向依次连接的p
‑
GaN层、量子肼层和n
‑
GaN层。
[0012]这种发光二极管的制备方法可以用于纳米尺寸的发光二极管的加工制造，并且与传统方法相比，减少了工艺流程步骤，而且通过掺杂的方式形成P
‑
N结，从而无需外延生长设备。与传统方法相比，这种发光二极管的制备方法用于纳米尺寸的发光二极管的加工制
造时，降低了生产成本。
附图说明
[0013]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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]其中：
[0015]图1为一实施方式的发光二极管的制备方法的流程图。
[0016]图2为一实施方式的如图1所示的发光二极管的制备方法制得的发光二极管的侧面结构示意图。
[0017]图3为如图2所示的发光二极管的俯视图。
[0018]图4为另一实施方式的如图1所示的发光二极管的制备方法制得的发光二极管的侧面结构示意图。
[0019]图5为如图4所示的发光二极管的俯视图。
具体实施方式
[0020]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作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。
[0021]如图1所示的一实施方式的发光二极管的制备方法，结合图2和图3，包括如下步骤：
[0022]S10、提供GaN衬底100。
[0023]GaN衬底100可以为GaN
‑
on
‑
Si(硅基氮化镓)、GaN
‑
on
‑
SiC(碳化硅基氮化镓)或蓝宝石基氮化镓晶圆。
[0024]S20、通过掩膜法结合微区域元素扩散掺杂技术，在GaN衬底100内掺杂元素以形成沿着GaN衬底100的平面方向依次连接的p
‑
GaN层400、量子肼层500和n
‑
GaN层600。
[0025]本实施方式中，p
‑
GaN层400的材料为Mg掺杂的GaN。
[0026]本实施方式中，量子肼层500为In掺杂的GaN
[0027]本实施方式中，n
‑
GaN层600的材料为Si掺杂的GaN。
[0028]结合图2和图3，S20为：在GaN衬底100设置依次相邻的第一区域、第二区域和第三区域，在GaN衬底100上设置第一掩膜，使得第一区域暴露并且第二区域和第三区域均被第一掩膜覆盖，采用微区域元素扩散掺杂技术在第一区域掺杂Mg，形成p
‑
GaN层400；接着将第一掩膜去除，在GaN衬底100上设置第二掩膜，使得第二区域暴露并且第一区域和第三区域均被第二掩膜覆盖，采用微区域元素扩散掺杂技术在第二区域掺杂In，形成量子肼层500；接着将第二掩膜去除，在GaN衬底100上设置第三掩膜，使得第三区域暴露并且第一区域和第二区域均被第三掩膜覆盖，采用微区域元素扩散掺杂技术在第三区域掺杂Si，形成n
‑
GaN层600，最后去除第三掩膜。
[0029]这里需要指出的是，p
‑
GaN层400和n
‑
GaN层600的形成顺序可以互换，不影响发光二极管的制备。
[0030]优选的，p
‑
GaN层400中，Mg的掺杂比例为0.01at％～10at％。
[0031]优选的，量子肼层500中，In的掺杂比例为0.01at％～1at％。
[0032]优选的，n
‑
GaN层600中，Si的掺杂比例为0.01at％～5at％。
[0033]优选的，微区域元素扩散掺杂技术为热扩散法、离子注入法、聚焦离子束辅助沉积技术或聚焦离子束界面元素混合技术。
[0034]具体来说，微区域元素本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供GaN衬底；通过掩膜法结合微区域元素扩散掺杂技术，在所述GaN衬底内掺杂元素以形成沿着所述GaN衬底的平面方向依次连接的p
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GaN层、量子肼层和n
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GaN层；在所述GaN衬底上形成间隔设置的第一导电层和第二导电层，所述第一导电层与所述p
‑
GaN层电连接，所述第二导电层与所述n
‑
GaN层电连接；以及在所述第一导电层上设置第一电极，在所述第二导电层上设置第二电极。2.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述p
‑
GaN层的材料为Mg掺杂的GaN。3.根据权利要求2所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述p
‑
GaN层中，Mg的掺杂比例为0.01at％～10at％。4.根据权利要求2所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述n
‑
GaN层的材料为Si掺杂的GaN。5.根据权利要求4所述的发光二极管的制备方法，其特征在于，所述n
‑
GaN层中，Si的掺杂比例为0.01at％～5at％。6.根据权利要求4所述的发光二极管的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭滨刚，李州，徐华毕，陈嘉婷，
申请(专利权)人：深圳市光科全息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：