制造LED的方法和由所述方法制造的LED技术

本公开涉及一种发光二极管的制造方法，包括以下连续步骤：a)形成包括多个量子阱的堆叠的有源层(103)，每个量子阱包括由半导体合金制成的层(103a)；b)形成二极管单片化沟槽(201)，该沟槽穿过有源层(103)；以及c)在沟槽(201)的侧壁中向有源层(103)的边缘施加化学处理，该化学处理适合于相对于半导体合金的至少另一组分选择性地蚀刻半导体合金的第一组分，半导体合金的带隙取决于合金中第一组分的浓度。浓度。浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造LED的方法和由所述方法制造的LED


[0001]本公开一般地涉及发光二极管(LED)的领域，更具体地说，涉及基于无机半导体材料形成LED。

技术介绍

[0002]已经提供了各种LED制造方法。
[0003]需要至少部分地改进这些方法和通过这些方法获得的LED的某些方面。
[0004]本文更具体地考虑由无机半导体材料制成的LED堆叠的侧面的钝化。

技术实现思路

[0005]一个实施例提供了一种发光二极管的制造方法，包括以下连续步骤：
[0006]a)形成包括多个量子阱的堆叠的有源层，每个量子阱包括由半导体合金制成的层；
[0007]b)形成用于使所述二极管单片化的沟槽，所述沟槽穿过所述有源层；以及
[0008]c)在所述沟槽的侧壁的水平处向所述有源层的侧面施加化学处理，所述化学处理能够选择性地蚀刻所述半导体合金的第一组分而优先于所述半导体合金的至少另一组分，其中所述半导体合金的带隙宽度是所述合金中所述第一组分的浓度的函数。
[0009]根据一个实施例，当所述合金中所述第一组分的所述浓度低时，所述半导体合金的所述带隙宽度更大。
[0010]根据一个实施例，所述量子阱的所述半导体合金是三元III
‑
V族化合物。
[0011]根据一个实施例，所述量子阱的半导体合金是四元III
‑
V族化合物。
[0012]根据一个实施例，所述量子阱的所述半导体合金是氮化铟镓或磷化铝铟镓。
[0013]根据一个实施例，在步骤c)中施加的所述化学处理是用盐酸溶液处理或用硫化铵溶液处理。
[0014]根据一个实施例，在步骤b)，通过干蚀刻方法形成所述沟槽。
[0015]根据一个实施例，在步骤b)，通过RIE或ICP蚀刻形成所述沟槽。
[0016]根据一个实施例，步骤a)还包括在所述有源层的第一表面侧上形成第一导电类型的第一半导体层，以及在所述有源层的第二表面侧上形成与所述第一导电类型相反的第二导电类型的第二半导体层。
[0017]根据一个实施例，在步骤b)中形成的所述沟槽完全穿过所述第二半导体层和所述有源层，并出现在所述第一半导体层的上表面上或进入到所述第一半导体层中。
[0018]根据一个实施例，所述量子阱的所述半导体合金的所述第一组分是铟。
[0019]另一实施例提供了一种发光二极管，包括有源层，所述有源层包括多个量子阱的堆叠，每个量子阱包括由半导体合金制成的层，其中所述层的外围部分中的所述合金的第一组分的浓度低于所述的层的中心部分。
[0020]根据一个实施例，所述量子阱的所述半导体合金的所述第一组分是铟。
[0021]根据一个实施例，所述有源层在俯视图中具有大致圆形的形状。
[0022]根据一个实施例，所述有源层的所述多个量子阱的堆叠的量子阱数量小于或等于10，并且优选地小于或等于5。
[0023]根据一个实施例，所述有源层的每个量子阱的厚度小于或等于5nm，并且优选地在1至3nm的范围内。
附图说明
[0024]将在以下结合附图的具体实施例的非限制性描述中详细讨论上述和其他特征和优点，其中：
[0025]图1是示意性地示出LED堆叠的示例的截面图；
[0026]图2A是示意性地示出根据一个实施例的在LED制造方法的步骤结束时获得的结构的截面图；
[0027]图2B是示意性地示出根据一个实施例的在LED制造方法的另一步骤结束时获得的结构的截面图。
具体实施方式
[0028]在不同的附图中，相同的特征由相同的附图标记表示。特别地，在各种实施例中通用的结构和/或功能特征可以具有相同的参考标号，并且倾向于具有相同的结构、尺寸和材料特性。
[0029]为了清楚起见，仅详细示出和描述了对理解本文所述实施例有用的步骤和元素。更具体地，仅详细描述了与无机半导体材料制成的LED的侧面的钝化相关的一个步骤。能够实施以形成LED的各种其他步骤尚未详细描述，所描述的实施例与形成由无机半导体材料制成的LED的所有或多数已知的方法兼容。
[0030]在以下公开中，除非另有规定，否则当引用绝对位置限定词，例如术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”等，或引用相对位置限定词，例如术语“上方”、“下方”、“较高”、“较低”等，或引用取向限定词，例如“水平”、“垂直”等时，参考图中所示的取向。
[0031]除非另有规定，否则表达“大约”、“近似”、“基本上”和“大概”表示10％以内，优选地为5％以内。
[0032]图1是示意性地示出由无机半导体材料制成的LED堆叠的截面图。
[0033]图1的堆叠包括由N型掺杂无机半导体材料(例如，N型掺杂氮化镓(GaN))制成的区域101。
[0034]图1的堆叠还包括由无机半导体材料制成的有源区103，该有源区103布置在区域101的上表面上，例如，与区域101的上表面接触。有源区103由多个量子阱的堆叠形成，作为示例，有源区103由第一材料的半导体层103a和第二材料的半导体层103b的交替形成，第一材料的带隙比第二材料的带间隙窄。第一材料的每个层103a夹在第二材料的两个层103b之间并限定量子阱。作为示例，第一材料的每一层103a通过其下表面与第二材料的层103b接触，以及通过其上表面与第二材料的另一层103b接触。
[0035]作为示例，第一材料(层103a)是包含铟的半导体合金，例如氮化铟镓(InGaN)。第二材料(层103b)可以是不包含铟的半导体合金，例如，氮化镓(GaN)或氮化铝镓(AlGaN)，或
具有低于第一材料的铟浓度的半导体合金，例如，铟含量低于层103a的氮化铟镓(InGaN)。
[0036]图1的堆叠还包括由P型掺杂无机半导体材料(例如，P型掺杂氮化镓(GaN))制成的区域105，该区域105布置在有源区103的上表面上，例如，与有源区103上表面接触。
[0037]区域101和105分别限定了LED的阴极区和阳极区。可以提供与区域101接触的阴极电极(未示出)和与区域105接触的阳极电极(未示出)来极化LED。当电流在LED的阳极区105和阴极区101之间流动时，在有源区103中，特别是在由层103a限定的量子阱内部产生光子。
[0038]在该示例中，LED的主发射波长基本上由合金形成的层103a中的铟浓度限定。
[0039]为了形成图1所示类型的LED，可以首先以在支撑衬底(未示出)的整个表面上以穿过基本均匀的厚度连续延伸的层的形式沉积区域101、103和105。然后可以蚀刻通过堆叠的全部或部分厚度的沟槽，以横向界定多个可单独寻址的基本LED。作为示例，在俯视图中，沟槽形成限定多个岛或方山的连续栅极，每个岛或方山对应于基本LED。
[0040]在实践中，可以观察到，当LED的横向尺寸减小时，上述类型的LED的量子效率(辐射重组(即，导致光子发射的重组)的数本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种发光二极管的制造方法，包括以下连续步骤：a)形成包括多个量子阱的堆叠的有源层(103)，每个量子阱包括由半导体合金制成的层(103a)；b)形成用于使所述二极管单片化的沟槽(201)，所述沟槽穿过所述有源层(103)；以及c)在所述沟槽(201)的侧壁的水平处向所述有源层(103)的侧面施加化学处理，所述化学处理能够选择性地蚀刻所述半导体合金的第一组分而优先于所述半导体合金的至少另一组分，其中所述半导体合金的带隙宽度是所述合金中所述第一组分的浓度的函数。2.根据权利要求1所述的方法，其中当所述合金中所述第一组分的所述浓度低时，所述半导体合金的所述带隙宽度更大。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述量子阱(103a)的所述半导体合金是三元III
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V族化合物。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述量子阱(103a)的半导体合金是四元III
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V族化合物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述量子阱(103a)的所述半导体合金是氮化铟镓或磷化铝铟镓。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在步骤c)中施加的所述化学处理是用盐酸溶液处理或用硫化铵溶液处理。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中在步骤b)，通过干蚀刻方法形成所述沟槽(201)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中在步骤b)，通过RIE或ICP蚀刻形成所述沟槽(201)。9.根据权利要求1至8中...

【专利技术属性】
技术研发人员：科朗坦，
申请(专利权)人：原子能与替代能源委员会，
类型：发明
国别省市：