蚀刻发光器件的生长层以减小漏电制造技术

本发明专利技术涉及一种制造LEDs的方法，该方法在向台面结构上沉积有源层和其余外延层之前，通过为n-掺杂的外延层形成图案和蚀刻来形成n-掺杂层粗糙的表面区域以及临近粗糙的表面区域的台面结构。该方法包括生长LED的外延层，该外延层包括非掺杂层和在生长衬底的晶圆上的n-掺杂层。该方法还包括为n-掺杂层形成图案以形成n-掺杂层的第一区域和临近该第一区域的n-掺杂层的台面区域。该方法进一步包括蚀刻n-掺杂层的第一区域以生成粗糙的表面。该方法进一步包括生长附加的LED外延层，该附加的外延层包括有源层和在n-掺杂层的台面区域上的p-掺杂层。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制造LEDs的方法，具体的说，涉及一种蚀刻发光器件的生长层以减小漏电的方法。此外，本专利技术还涉及一种LED。
技术介绍
当向中间夹着发光有源层的ρ-型和η-型层提供电压时，发光二极管(LEDs)发光。传统的制造LEDs的方法包括使用半导体制造工艺在具有生长衬底的晶圆上生长和图案化半导体材料的外延层。为了提高自LEDs的光萃取率，蚀刻临近LEDs的η_型层的区域从而获得粗糙的表面。所述η-型层粗糙的表面作为散射镜向上反射来自有源层的发射光并且减小被收集在η-型层里的光的内部反射。为了获得粗糙的表面，蚀刻临近LEDs的外延层以便暴露出η-型层，沉积钝化层以便覆盖LEDs的侧壁从而保护有源层，并且通过湿蚀刻或等离子体蚀刻工艺进一步蚀刻暴露的η-型层从而粗糙化其表面。现存的制造LEDs的方法通常可满足多种用途，但并不能完全地令人满意。例如， 蚀刻外延层从而暴露η-型层可能损坏有源层的侧壁，导致形成漏电路径和减小LEDs的量子效率。另外，沉积以保护有源层侧壁的钝化层会引起额外的制造时间和费用。再者，该钝化层不能完全保护有源层的侧壁不受到粗糙化工艺的损害，导致进一步增加漏电路径和降低量子效率。相应地，需要一种制造LED的方法，该方法不增加制造复杂性地提高LEDs的光萃取和量子效率。
技术实现思路
根据现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种制造发光二极管(LED)的方法包括提供生长衬底；在所述生长衬底上生长第一外延层，其中，所述第一外延层包括在所述生长衬底上方的非掺杂层和在所述非掺杂层上方的η-掺杂层；图案化所述η-掺杂层，以形成所述 η-掺杂层的第一区域和临近所述第一区域的所述η-掺杂层的台面区域；蚀刻所述η-掺杂层的所述第一区域，以产生所述η-掺杂层的所述第一区域的粗糙表面；在所述η-掺杂层的所述台面区域上生长附加的外延层，其中，所述附加的外延层包括在所述η-掺杂层的所述台面区域上方的有源层和在所述有源层上方的P-掺杂层；以及在所述P-掺杂层上和在所述第一区域中的所述η-掺杂层的所述粗糙表面上形成金属触点。根据本专利技术所述的方法，其中，所述图案化η-掺杂层包括在所述η-掺杂层的所述台面区域上形成图案化的第一介电层。根据本专利技术所述的方法，其中，所述生长附加的外延层包括去除所述图案化的第一介电层，从而暴露所述η-掺杂层的所述台面区域；在所述η-掺杂层的所述第一区域上形成图案化的第二介电层；在所述暴露的η-掺杂层的所述台面区域上生长所述附加的外延层；以及去除所述图案化的第二介电层。根据本专利技术所述的方法，其中，所述蚀刻所述η-掺杂层的所述第一区域以产生粗糙表面包括使用所述图案化的第一介电层作为掩模蚀刻所述第一区域。4根据本专利技术所述的方法，其中，所述生长附加的外延层包括生长所述有源层，使所述有源层的顶面高于所述第一区域上的所述图案化的第二介电层的顶面。根据本专利技术所述的方法，其中，所述生长附加的外延层进一步包括生长ρ-掺杂层，以覆盖有源层的顶面和侧壁，所述有源层突出到所述图案化的第二介电层的顶面上方。根据本专利技术所述的方法，其中，所述生长附加的外延层包括生长所述P-掺杂层， 以覆盖所述有源层的顶面和所述有源层的侧边的上部。根据本专利技术所述的方法，其中，所述形成金属触点包括在所述P-掺杂层上形成图案化的电流扩散层；在所述图案化的电流扩散层上形成P-电极；以及在所述第一区域的所述η-掺杂层的所述粗糙表面上形成Π-电极。根据本专利技术所述的一种形成发光二极管(LED)的方法包括提供生长衬底；在所述生长衬底上生长半导体材料的η-掺杂层；形成图案化的第一介电层以覆盖所述η-掺杂层的台面区域；蚀刻所述图案化的第一介电层没有覆盖的η-掺杂层，从而形成围绕着所述台面结构的所述η-掺杂层的蚀刻区域，其中，所述台面结构包括由所述图案化的第一介电层所覆盖的所述η-掺杂层的所述台面区域；粗糙化所述η-掺杂层的蚀刻区域，以形成散射镜；去除所述图案化的第一介电层，从而暴露所述台面结构的所述η-掺杂层的所述台面区域；在所述散射镜上形成图案化的第二介电层；在所述台面结构的所述η-掺杂层的所述台面区域的顶部上生长有源层；生长所述半导体材料的P-掺杂层，以覆盖所述台面结构的所述有源层的顶面和侧壁上部；去除所述图案化的第二介电层，从而暴露所述散射镜；以及在所述P-掺杂层和所述η-掺杂层上形成电极。根据本专利技术所述的方法，其中，所述蚀刻η-掺杂层包括蚀刻所述图案化的第一介电层所没有覆盖的所述η-掺杂层的顶部部分以限定所述台面结构，其中，所述台面结构厚于所述η-掺杂层的蚀刻区域。根据本专利技术所述的方法，其中，所述蚀刻所述η-掺杂层包括缓冲氧化物蚀刻工艺。根据本专利技术所述的方法，其中，所述蚀刻所述η-掺杂层包括反应离子蚀刻工艺。根据本专利技术所述的方法，其中，所述粗糙化蚀刻区域包括使用所述图案化的第一介电层作为掩模，保护所述台面结构的所述η-掺杂层的所述台面区域，粗糙化所述η-掺杂层的蚀刻区域。根据本专利技术所述的方法，其中，所述粗糙化η-掺杂层的蚀刻区域包括光电化学蚀刻工艺。根据本专利技术所述的方法，其中，所述形成图案化的第二介电层包括暴露所述台面结构的所述η-掺杂层的所述台面区域的顶面，其中，所述η-掺杂层的所述台面区域的所述顶面从围绕着所述台面结构的所述图案化的第二介电层的顶面下凹。根据本专利技术所述的方法，其中，所述生长有源层包括使在所述台面结构的所述 η-掺杂层的所述台面区域的顶部上的有源层生长达到足够的厚度，使得所述有源层的顶面和所述有源层的侧壁部分高于所述图案化的第二介电层的顶面。根据本专利技术所述的方法，其中，所述生长P-掺杂层包括生长所述P-掺杂层，使所述P-掺杂层覆盖所述有源层的所述侧壁，被覆盖的有源层的侧壁高于所述图案化的第二介电层的顶面。根据本专利技术所述的方法，其中，所述形成电极包括在所述ρ-掺杂层上沉积电流扩散层；在所述电流扩散层上沉积P-电极；以及在所述散射镜上沉积η-电极。根据本专利技术所述的一种发光二极管(LED)包括衬底；在所述衬底上的η-掺杂层，其中，所述η-掺杂层具有临近粗糙区域的台面区域，其中，所述台面区域的顶面高于所述粗糙区域的顶面；设置在所述η-掺杂层的所述台面区域的顶部上的有源层；设置在所述有源层上的P-掺杂层，其中，所述P-掺杂层覆盖所述有源层的顶面和侧壁部分；以及设置在所述P-掺杂层上和所述η-掺杂层的粗糙区域上的电极，其中，所述η-掺杂层的所述粗糙区域散射自所述有源层发射出的光。根据本专利技术所述的LED，其中，在不存在所述有源层的情况下，形成所述η-掺杂层的所述粗糙区域。附图说明图1是根据本专利技术的一个或多个实施例，示出在对LEDs的外延层进行部分生长之前，通过粗糙化η-掺杂层的区域制造半导体LEDs的方法的流程图。图2是根据本专利技术的一个或多个实施例，示出在使用图1所示方法沉积LED管芯的η-掺杂层之后的晶圆的横截面图。图3是根据本专利技术的一个或多个实施例，示出在使用图1所示方法图案化第一介电层以限定LED管芯的台面结构之后的晶圆的横截面图。图4是根据本专利技术的一个或多个实施例，示出在使用图1所示方法蚀刻LED管芯暴露的η-掺杂层以形成粗糙的η-掺杂层表面之后的晶圆的横截面图。图5是根据本专利技术的一个或多个实施例，示出在使用图1所示方法图案化第二介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄泓文，夏兴国，邱清华，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：