一种LED芯片制作方法技术

本申请提供了一种LED芯片制作方法，依次包括：生长AlN薄膜、制作圆形状的Mg金属薄膜层、生长MgN层、生长掺杂Si的n型GaN层、有源层MQW、P型AlGaN层和P型GaN层；退火处理。本发明专利技术通过引入圆形状的Mg金属薄膜层和MgN层来提升载流子的辐射复合效率，从而使LED的发光效率得到提升，并降低工作电压，提高抗静电能力。提高抗静电能力。提高抗静电能力。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片制作方法


[0001]本专利技术属于LED
，具体涉及一种LED芯片制作方法。

技术介绍

[0002]LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为一种高效、环保、绿色新型固态照明光源，除了目前已被广泛用作室内外照明，还被广泛应用于交通信号灯、汽车灯、室内外照明和显示屏。
[0003]目前的LED芯片制作方法中外延材料中载流子的辐射复合效率不高，使LED光输出功率减小，还会影响器件的可靠性，限制了LED芯片在显示屏等高端领域的应用。
[0004]因此，提供一种LED芯片制作方法，提升载流子的辐射复合效率，提高发光效率，是本
亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开了一种LED芯片制作方法，通过采用新方法来提升载流子的辐射复合效率，从而使LED的发光效率得到提升，并降低工作电压，提高抗静电能力。
[0006]本专利技术的LED芯片制作方法，依次包括：
[0007]将蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔中，在所述蓝宝石衬底上生长500
‑
700nm厚的AlN薄膜；
[0008]控制反应腔温度为800
‑
900℃，反应腔压力为150
‑
300mbar，向反应腔内通入20
‑
70s的CP2Mg，且控制CP2Mg的流量先从200sccm均匀增加至500sccm，再从500sccm均匀减少至300sccm，以在AlN薄膜上形成厚度为30/>‑
50nm的Mg金属薄膜；
[0009]将形成有Mg金属薄膜的蓝宝石衬底从MOCVD反应腔中取出，在Mg金属薄膜上表面涂覆光刻胶膜层，然后采用光刻技术使光刻胶膜层在Mg金属薄膜表面形成圆形图案，所述圆形图案的直径为5
‑
8nm，相邻两个圆形图案中心的距离为12
‑
20nm；
[0010]采用湿法腐蚀的方法去除多余的Mg金属薄膜，在AlN薄膜表面形成圆形状的Mg金属薄膜层，所述圆形状的Mg金属薄膜层的直径为5
‑
8nm，相邻两个圆形图案中心的距离为12
‑
20nm；
[0011]再次将蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔中，在圆形状的Mg金属薄膜层表面以及AlN薄膜表面生长厚度为100
‑
150nm的MgN层，生长过程中控制温度由1000℃渐变增加至1100℃；
[0012]依次进行生长掺杂Si的n型GaN层、有源层MQW、P型AlGaN层和P型GaN层；
[0013]在温度为700
‑
800℃，通入100
‑
150L/min的N2的条件下，保温20
‑
30min，随炉冷却。
[0014]进一步地，在温度为1000
‑
1100℃，反应腔压力为150
‑
300mbar，通入50
‑
90L/min的H2、40
‑
60L/min的NH3、200
‑
300sccm的TMGa、20
‑
50sccm的SiH4的条件下，生长2
‑
4μm厚的掺杂Si的n型GaN层，Si掺杂浓度为5
×
10
18
‑1×
10
19
atoms/cm3。
[0015]进一步地，所述有源层MQW，包括：交替生长的In
x
Ga
(1
‑
x)
N阱层和GaN垒层，交替周期控制在10
‑
15个。
[0016]进一步地，在温度为700
‑
750℃，反应腔压力为300mbar
‑
400mbar，通入50
‑
90L/min的N2、40
‑
60L/min的NH3、10
‑
50sccm的TMGa、1000
‑
2000sccm的TMIn的条件下，生长厚度为3
‑
4nm的所述In
x
Ga
(1
‑
x)
N阱层，其中，
[0017]x＝0.15
‑
0.25，
[0018]In掺杂浓度为1
×
10
20
‑3×
10
20
atoms/cm3。
[0019]进一步地，在温度为800
‑
850℃，通入50
‑
90L/min的N2、40
‑
60L/min的NH3、10
‑
50sccm的TMGa的条件下，生长厚度为10
‑
15nm的所述GaN垒层。
[0020]进一步地，在温度为850
‑
950℃，反应腔压力为200
‑
400mbar，通入50
‑
90L/min的N2、40
‑
60L/min的NH3、50
‑
100sccm的TMGa的条件下，生长Mg掺杂的所述P型AlGaN层。
[0021]进一步地，Mg掺杂的所述P型AlGaN层的厚度为50
‑
100nm；其中，Al掺杂浓度为1
×
10
20
‑3×
10
20
atoms/cm3；
[0022]Mg掺杂浓度为5
×
10
18
‑1×
10
19
atoms/cm3。
[0023]进一步地，在高温度为950
‑
1000℃，反应腔压力为200
‑
600mbar，通入50
‑
90L/min的N2、40
‑
60L/min的NH3、50
‑
100sccm的TMGa的条件下，生长掺杂Mg的所述P型GaN层。
[0024]进一步地，掺杂Mg的所述P型GaN层的厚度为100
‑
300nm，其中，
[0025]Mg掺杂的浓度为1
×
10
19
‑1×
10
20
atoms/cm3。
[0026]与现有技术相比，本申请所述的LED芯片制作方法，达到了如下效果：
[0027]通过在AlN薄膜上制作圆形状的Mg金属薄膜层，可以使被圆形状的Mg金属薄膜层覆盖的区域呈氮极性，而未被Mg金属薄膜层覆盖的区域呈铝极性。也即是，通过使得AlN层呈现氮极性和铝极性的膜层结构，后续外延生长In
x
Ga
(1
‑
x)
N阱层，使镓原子和铟原子出现相分离，Ga进行聚集，导致了局部的能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片制作方法，其特征在于，包括：将蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔中，在所述蓝宝石衬底上生长500
‑
700nm厚的AlN薄膜；控制反应腔温度为800
‑
900℃，反应腔压力为150
‑
300mbar，向反应腔内通入20
‑
70s的CP2Mg，且控制CP2Mg的流量先从200sccm均匀增加至500sccm，再从500sccm均匀减少至300sccm，以在AlN薄膜上形成厚度为30
‑
50nm的Mg金属薄膜；将形成有Mg金属薄膜的蓝宝石衬底从MOCVD反应腔中取出，在Mg金属薄膜上表面涂覆光刻胶膜层，然后采用光刻技术使光刻胶膜层在Mg金属薄膜表面形成圆形图案，所述圆形图案的直径为5
‑
8nm，相邻两个圆形图案中心的距离为12
‑
20nm；采用湿法腐蚀的方法去除多余的Mg金属薄膜，在AlN薄膜表面形成圆形状的Mg金属薄膜层，所述圆形状的Mg金属薄膜层的直径为5
‑
8nm，相邻两个圆形图案中心的距离为12
‑
20nm；再次将蓝宝石衬底放入MOCVD反应腔中，在圆形状的Mg金属薄膜层表面以及AlN薄膜表面生长厚度为100
‑
150nm的MgN层，生长过程中控制温度由1000℃渐变增加至1100℃；依次进行生长掺杂Si的n型GaN层、有源层MQW、P型AlGaN层和P型GaN层；在温度为700
‑
800℃，通入100
‑
150L/min的N2的条件下，保温20
‑
30min，随炉冷却。2.根据权利要求1所述的LED芯片制作方法，其特征在于，在温度为1000
‑
1100℃，反应腔压力为150
‑
300mbar，通入50
‑
90L/min的H2、40
‑
60L/min的NH3、200
‑
300sccm的TMGa、20
‑
50sccm的SiH4的条件下，生长2
‑
4μm厚的掺杂Si的n型GaN层，Si掺杂浓度为5
×
10
18
‑1×
10
19
atoms/cm3。3.根据权利要求1所述的LED芯片制作方法，其特征在于，所述有源层MQW，包括：交替生长的In
x
Ga
(1
‑
x)
N阱层和GaN垒层，交替周期控制在10
‑
15个。4.根据权利要求3所述的LED芯片制作方法，其特征在于，在温度为700
‑
750℃，反应腔压力为300
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐平，许孔祥，周孝维，杨云峰，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：