一种GaN基材料的发光二极管制造技术

一种GaN基材料的发光二极管，涉及光电技术领域。本实用新型专利技术发光二极管包括蓝宝石衬底以及依次置于蓝宝石衬底上方的N-GaN层、有源层、P-GaN层和ITO薄膜。ITO薄膜和N-GaN层上分别置有金属电极Cr/Pt/Au层。其结构特点是，所述蓝宝石衬底的上表面边沿露出一圈衬底平面。同现有技术相比，本实用新型专利技术采用深刻蚀切割道的方法使蓝宝石衬底暴露出来，充分利用图形化衬底的图形，同时利用衬底与封装介质的折射率差，提高出光效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光电
，特别是深刻蚀切割道的GaN基材料发光二极管。
技术介绍
GaN基材料是最常用的制备发光二极管LED芯片的方法，GaN LED制备的各种光源 具有节能、环保、冷光源、显色指数高、响应速度快、体积小和工作寿命长等突出优点。LED已 经从交通灯、显示标志、景观照明走向背光源、照明等领域，半导体固体照明光源作为新一 代照明革命的绿色固体光源显示出巨大的应用潜力。现有技术中，GaN外延衬底主要以蓝宝石、SiC为主，其中蓝宝石衬底为大多数厂 家采用。为提高LED效率，各厂家均采取图形化衬底。目前图形化衬底已成GaN外延的主 流技术。如中国专利公开号为CN101345274的《一种利用图形化衬底提高GaN基LED发光 效率的方法》中记载了，图形化衬底可以是干法刻蚀，也可以是湿法刻蚀，图形可以是方形、 半球形、条形等任意图形，图形可以是凸起或凹坑。在这种图形化衬底上生长各种LED结 构，这种结构包含N-GaN，量子阱、P-GaN，然后按照各种技术方案制作LED器件。如中国专 利公开号为CN101286M0的《GaN基功率型LED的P、N双透明接触电极及制备方法》中就 记载了上述LED器件的制备方法。虽然，图形化衬底技术在GaN LED中被广泛使用，但目前 的LED芯片制造技术由于都是将蓝宝石衬底完全覆盖，如图1所示，没有将图形化衬底的特 点完全利用起来，出光效率有待提高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中存在的不足，本技术的目的是提供一种GaN基材料 发光二极管。它采用深刻蚀切割道的方法使蓝宝石衬底暴露出来，充分利用图形化衬底的 图形，同时利用衬底与封装介质的折射率差，提高出光效率。为了达到上述专利技术目的，本技术的技术方案以如下方式实现一种GaN基材料的发光二极管，它包括蓝宝石衬底以及依次置于蓝宝石衬底上方 的N-GaN层、有源层、P-GaN层和ITO薄膜。ITO薄膜和N-GaN层上分别置有金属电极Cr/ Pt/Au层。其结构特点是，所述蓝宝石衬底的上表面边沿露出一圈衬底平面。在上述发光二极管中，所述衬底平面为图形化衬底或者平衬底。本技术由于采用了上述结构，采用深刻蚀切割道的方法使蓝宝石衬底暴露出 来，充分利用图形化衬底的图形，同时利用衬底与封装介质的折射率差，提高出光效率。本 技术对应不同尺寸的芯片，能够提高光效3% 15%。以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步说明。附图说明图1为现有技术中GaN基材料发光二极管的结构示意图；图2至图14是制备本技术GaN基材料发光二极管的步骤示意图；图14也是本技术GaN基材料发光二极管的结构示意图。具体实施方式参看图14，本技术GaN基材料的发光二极管，它包括蓝宝石衬底1以及依次 置于蓝宝石衬底1上方的N-GaN层2、有源层3、P-GaN层4和ITO薄膜10，ITO薄膜10和 N-GaN层2上分别置有金属电极Cr/Pt/Au层14。蓝宝石衬底1的上表面边沿露出一圈图 形化衬底或者平衬底的衬底平面7。本技术GaN基材料的发光二极管的制备方法是1)参看图2，在蓝宝石衬底1上采用外延的方法形成N-GaN层2、有源层3和P-GaN 层4。2)参看图3，在P-GaN 4上表面涂光刻胶、曝光并显影形成一定图案的掩蔽层一5， 掩蔽层5也可以由Si02等其他材料形成。3)参看图4，用ICP设备采用C12、BC13或者其他气体刻蚀，露出单个发光二极管的 蓝宝石衬底1边沿的一圈衬底平面7。用去胶液去除掩蔽层一 5的光刻胶，并用DI水清洗。4)参看图5，在P-GaN层4的上表面涂光刻胶，曝光并显影，形成一定图案的掩蔽层一 8。5)参看图6，用ICP设备采用C12、BC13或者其他气体刻蚀出N-GaN层2 —侧的台 面9。6)参看图7，用去胶液去除掩蔽层二 8的光刻胶，并用DI水清洗。7)参看图8，用电子束蒸发E-beam方法在表面蒸发形成ITO薄膜10。8)参看图9，在ITO薄膜10顶面涂光刻胶，曝光并显影，形成一定图案的掩蔽层形 三11。9)参看图10，用ITO刻蚀液湿法腐蚀，形成ITO图形，用去胶液去除掩蔽层三11 的光刻胶，并用DI水清洗，并在队气氛中进行退火，退火温度500°C 600°C。10)参看图11，用PECVD方法在表面生长一层SW2薄膜12。11)参看图12，在SiO2薄膜12上表面涂光刻胶，曝光并显影，形成一定图案的掩 蔽层四13。12)参看图13，用BOE腐蚀掉露出的SW2薄膜12部分。13)参看图14，用电子束蒸发E-beam方法蒸发金属电极Cr/Pt/Au层14，并剥离出 金属电极Cr/Pt/Au层14。最后，在队气氛中进行10分钟300°C退火的合金化处理，形成 发光二极管。以上为本技术列举的一种实施方案。若在具体实施中两次刻蚀与ITO的沉积 顺序而做出不同顺序步骤的调整所形成的技术方案，也属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种ＧａＮ基材料的发光二极管，它包括蓝宝石衬底（１）以及依次置于蓝宝石衬底（１）上方的Ｎ－ＧａＮ层（２）、有源层（３）、Ｐ－ＧａＮ层（４）和ＩＴＯ薄膜（１０），ＩＴＯ薄膜（１０）和Ｎ－ＧａＮ层（２）上分别置有金属电极Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕ层（１４），其特征在于，所述蓝宝石衬底（１）的上表面边沿露出一圈衬底平面（７）。

【技术特征摘要】
1.一种GaN基材料的发光二极管，它包括蓝宝石衬底(1)以及依次置于蓝宝石衬底 (1)上方的 N-GaN层(2)、有源层(3) ,P-GaNjs ⑷和 ITO 薄膜(10)，ITO 薄膜(10)和 N-GaN 层( 上...

【专利技术属性】
技术研发人员：王立彬，
申请(专利权)人：同方光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11