一种MiniLED外延结构及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种Mini LED外延结构及其制造方法，在衬底层上生长氮化物缓冲层后，在氮化物缓冲层上溅射第一溅射层；在第一溅射层上生长N型氮化镓层；在N型氮化镓层上溅射第二溅射层；在第二溅射层上生长应力缓冲层；在应力缓冲层上溅射第三溅射层；在第三溅射层上生长量子阱层；最终得到依次层叠的衬底层、氮化物缓冲层、第一溅射层、N型氮化镓层、第二溅射层、应力缓冲层、第三溅射层及量子阱层；本发明专利技术通过在存在较明显的晶格失配的层级之间设置溅射层抵消应力的影响，通过设置多层溅射层实现对应力的层层抵消，避免了最终累积对量子阱层产生影响，确保了成品Mini LED芯片的品质。LED芯片的品质。LED芯片的品质。

【技术实现步骤摘要】
一种Mini LED外延结构及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体发光器件领域，尤其涉及一种Mini LED外延结构及其制造方法。

技术介绍

[0002]以氮化镓为基底的发光二极管即LED有较优的发光性能，同时其成本交底，故现在已经被广泛使用在照明、显示器、提供背光扥领域。LED中的外延片是其基础结构，通常包括衬底层及在衬底层上依次层叠的各个层，配合实现发光的效果；其中，衬底层通常是蓝宝石，而氮化镓和蓝宝石衬底层之间存在晶格失配和热失配的问题，从而使得外延结构中的层与层之间有较大的应力作用，使得最终的外延结构中存在葛洪缺陷，还容易导致量子阱层的质量变差，最终使得LED的发光效率变低，特别是在更小型化的Mini
‑
LED中，其使用的驱动电流通常只有微安级别，使得应力的影响更加明显。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种Mini LED外延结构及其制造方法，实现Mini LED芯片的品质提升。
[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的一种技术方案为：
[0005]一种Mini LED外延结构制造方法，包括步骤：
[0006]S1、在衬底层上生长氮化物缓冲层后，在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层；
[0007]S2、在所述第一溅射层上生长N型氮化镓层；
[0008]S3、在所述N型氮化镓层上溅射第二溅射层；
[0009]S4、在所述第二溅射层上生长应力缓冲层；
[0010]S5、在所述应力缓冲层上溅射第三溅射层；
[0011]S6、在所述第三溅射层上生长量子阱层。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一种技术方案为：
[0013]一种Mini LED外延结构，包括依次层叠的衬底层、氮化物缓冲层、第一溅射层、N型氮化镓层、第二溅射层、应力缓冲层、第三溅射层及量子阱层。
[0014]本专利技术的有益效果在于：在氮化物缓冲层和N型氮化镓层之间设置第一溅射层、在N型氮化镓层和应力缓冲层之间溅射第二溅射层及在应力缓冲层和量子阱层之间溅射第三溅射层；通过在存在较明显的晶格失配的层级之间设置溅射层抵消应力的影响，避免了应力对外延结构品质的影响，通过设置多层溅射层实现对应力的层层抵消，避免了最终累积对量子阱层产生影响，保证了Mini LED芯片的发光效率，最终保证了外延结构的质量，确保了成品Mini LED芯片的品质。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例的一种Mini LED外延结构制造方法的步骤流程图；
[0016]图2为本专利技术实施例的一种Mini LED外延结构的结构示意图；
[0017]标号说明：
[0018]1、衬底层；2、氮化物缓冲层；31、第一溅射层；32、第二溅射层；33、第三溅射层；6、量子阱层；7、电子阻挡层；8、P型氮化镓层。
具体实施方式
[0019]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0020]请参照图1，一种Mini LED其制造方法，包括步骤：
[0021]S1、在衬底层上生长氮化物缓冲层后，在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层；
[0022]S2、在所述第一溅射层上生长N型氮化镓层；
[0023]S3、在所述N型氮化镓层上溅射第二溅射层；
[0024]S4、在所述第二溅射层上生长应力缓冲层；
[0025]S5、在所述应力缓冲层上溅射第三溅射层；
[0026]S6、在所述第三溅射层上生长量子阱层。
[0027]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：在氮化物缓冲层和N型氮化镓层之间设置第一溅射层、在N型氮化镓层和应力缓冲层之间溅射第二溅射层及在应力缓冲层和量子阱层之间溅射第三溅射层；通过在存在较明显的晶格失配的层级之间设置溅射层抵消应力的影响，避免了应力对外延结构品质的影响，通过设置多层溅射层实现对应力的层层抵消，避免了最终累积对量子阱层产生影响，保证了Mini LED芯片的发光效率，最终保证了外延结构的质量，确保了成品Mini LED芯片的品质。
[0028]进一步地，所述S1中所述在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层、所述S3及所述S5包括：
[0029]以温度500
‑
700℃通过溅射设备溅射所述第一溅射层、所述第二溅射层或所述第三溅射层。
[0030]由上述描述可知，在500
‑
700℃的温度下通过溅射设备溅射各个溅射层，能够确保各个溅射层的附着效果，有效阻挡错位、释放应力，发挥预期的效果。
[0031]进一步地，所述S1中所述在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层包括：
[0032]通过氮化铝溅射设备在所述氮化物缓冲层上溅射50
‑
80nm厚的第一溅射层。
[0033]由上述描述可知，第一溅射层在氮化物缓冲层和N型氮化镓层之间，因氮化镓和衬底层是完全不同的组分，其之间的晶格失配较为明显，在此处设置厚度在50
‑
80nm厚的第一溅射层能够较为有效地抵消应力；并且，氮化铝材料的禁带宽度大、晶格常数低，能够有效解决晶格失配问题，并且有效抑制错位的发生。
[0034]进一步地，所述S3包括：
[0035]通过氮化铝溅射设备在所述N型氮化镓层上溅射30
‑
60nm厚的第二溅射层。
[0036]由上述描述可知，第二溅射层在N型氮化镓和应力缓冲层之间，因其主要成分相近，主要是组分构成、生长的环境如温度和压力不同，故第二溅射层的厚度小于第一溅射层的厚度，实现应力的释放，根据所处的不同位置设置不同厚度的溅射层，能够在实现应力抵消的同时避免外延结构过厚影响发光效果。
[0037]进一步地，所述S5包括：
[0038]通过氮化铝溅射设备在所述应力缓冲层上溅射5
‑
30nm厚的第三溅射层。
[0039]由上述描述可知，第三溅射层在应力缓冲层和量子阱层之间，其应力较小，故此时设置厚度为5
‑
30m厚的第三溅射层，实现性价比最优，且能够配合第一溅射层和第二溅射层避免晶格失配累加产生的应力对电子和空穴在空间内的复合效率的影响。
[0040]进一步地，所述S1中在衬底层上生长氮化物缓冲层包括：
[0041]在950
‑
1150℃下退火，生长1.5μm
‑
2.5μm厚的氮化物缓冲层。
[0042]由上述描述可知，在衬底层上先生长氮化物缓冲层，为后续各层的生长提供了较好的平台，有利于后续各层更好地附着。
[0043]进一步地，所述S1中在衬底层上生长氮化物缓冲层包括：
[0044]在950
‑
1080℃下生长纵向生长层后，升温至1100
‑
1150℃生长横向生长层。
[0045]由上述描述可知，先生长纵向生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Mini LED外延结构制造方法，其特征在于，包括步骤：S1、在衬底层上生长氮化物缓冲层后，在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层；S2、在所述第一溅射层上生长N型氮化镓层；S3、在所述N型氮化镓层上溅射第二溅射层；S4、在所述第二溅射层上生长应力缓冲层；S5、在所述应力缓冲层上溅射第三溅射层；S6、在所述第三溅射层上生长量子阱层。2.根据权利要求1所述的一种Mini LED外延结构制造方法，其特征在于，所述S1中所述在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层、所述S3及所述S5包括：以温度500
‑
700℃通过溅射设备溅射所述第一溅射层、所述第二溅射层或所述第三溅射层。3.根据权利要求1所述的一种Mini LED外延结构制造方法，其特征在于，所述S1中所述在所述氮化物缓冲层上溅射第一溅射层包括：通过氮化铝溅射设备在所述氮化物缓冲层上溅射50
‑
80nm厚的第一溅射层。4.根据权利要求1所述的一种Mini LED外延结构制造方法，其特征在于，所述S3包括：通过氮化铝溅射设备在所述N型氮化镓层上溅射30
‑
60nm厚的第二溅射层。5.根据权利要求1所述的一种Mini LED外延结构制造方法，其特征在于，所述S5包括：通过氮化铝溅射设备在所述应力缓冲层上溅射5
‑
30nm厚的第三溅射层。6.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘恒山，吴永胜，解向荣，马野，江辉煌，
申请(专利权)人：福建兆元光电有限公司，
类型：发明
国别省市：