具有生长于硅基板上的低缺陷N型层的发光二极管制造技术

一种竖直的基于GaN的蓝光LED具有n型GaN层，n型GaN层直接生长于低电阻层(LRL)上，而低电阻层(LRL)生长于硅基板之上。在一个范例中，LRL为具有厚度小于300nm的周期的低方块电阻GaN/AlGaN超晶格。在超晶格上生长n型GaN层减少了n型层内的晶格缺陷密度。在形成LED的外延层之后，将导电载体晶圆接合至所述结构。然后去除硅基板。加入电极，并且切割结构以形成完成的LED装置。在一些范例中，一些或全部LRL保持在完成的LED装置内，使得LRL也起到电流扩展功能。在另一范例中，LRL被完整去除，使得完成的LED装置内没有任何LRL。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有生长于硅基板上的低缺陷N型层的发光二极管
本公开总体涉及在硅基板上制造的基于氮化镓(GaN)的蓝光LED及其相关方法与结构。
技术介绍
发光二极管(LED)是一种将电能转换成光的固态装置。当供应电压通过相对的掺杂的层时，光从夹在掺杂层之间的半导体材料的有源层发出。目前有许多不同的LED装置结构由不同材料制成，具有不同结构并且以不同方式执行。某些发出激光，某些产生非单色以及非相干光。某些适合特定应用。某些为高功率装置，而其它则不是。某些发出作为红外辐射的光，某些发出各种颜色的可见光，另外其它则发出紫外光。某些制造成本昂贵，而其它则便宜。针对一般商业照明应用，常使用蓝光LED结构。这种蓝光LED具有含铟镓氮的多量子讲(Multiple Quantum Well, MQff)有源层,其可发出例如波长范围440纳米到490纳米的非单色且非相干光。接下来通常会提供荧光粉涂层，其吸收部分发出的蓝光。荧光粉接着发出荧光以发出其它波长的光，如此整体LED装置所发出的光具有较广的波长范围。发出较广波长范围的整体LED装置通常称为“白光” LED。虽然氮化镓基板晶圆是可用的，不过它们价格昂贵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造发光二极管(LED)装置的方法，包括：(a)在硅基板之上形成超晶格结构，其中所述超晶格结构包括多个周期，并且其中所述超晶格结构的毎一周期包括氮化镓铝子层以及氮化镓子层；(b)直接在所述超晶格结构之上形成n型层；(c)在所述n型层之上形成有源层，其中所述有源层包括一定量的铟；(d)在所述有源层之上形成p型层，使得所述硅基板、超晶格结构、所述n型层、所述有源层以及所述p型层形成第一结构；(e)将导电载体接合至所述第一结构，从而形成第二结构；以及(f)从所述第二结构去除所述硅基板，从而形成第三结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.08.02 US 13/196,8541.一种制造发光二极管(LED)装置的方法，包括: (a)在硅基板之上形成超晶格结构，其中所述超晶格结构包括多个周期，并且其中所述超晶格结构的每一周期包括氮化镓铝子层以及氮化镓子层； (b)直接在所述超晶格结构之上形成η型层； (c)在所述η型层之上形成有源层，其中所述有源层包括一定量的铟； (d)在所述有源层之上形成P型层，使得所述硅基板、超晶格结构、所述η型层、所述有源层以及所述P型层形成第一结构； (e)将导电载体接合至所述第一结构，从而形成第二结构；以及 (f)从所述第二结构去除所述硅基板，从而形成第三结构。2.如权利要求1所述的制造方法，进一步包括: (g)在所述第三结构上形成电极；以及 (h)切割所述第三结构，从而形成所述LED装置。3.如权利要求1所述的制造方法，其中所述η型层包括多个周期，其中所述η型层的每一周期包括氮化镓子层以及氮化镓铝，其中所述η型层的氮化镓子层比所述超晶格的所述氮化镓子层厚，并且其中所述η型层的所述氮化镓铝子层比所述超晶格的所述氮化镓铝子层薄。4.如权利要求1所述的 制造方法，其中所述超晶格的所述氮化镓铝子层具有低于IxlO18原子/cm3的硅浓度，并且其中所述η型层的所述氮化镓铝子层具有高于IxlO18原子/cm3的硅浓度。5.如权利要求1所述的制造方法，其中所述超晶格结构在界面处触及所述η型层，其中所述超晶格结构在所述界面处具有方块电阻，其中所述η型层在所述界面处具有方块电阻，并且其中所述超晶格结构在所述界面处的方块电阻小于所述η型层在所述界面处的方块电阻。6.如权利要求1所述的制造方法，其中所述η型层包括多个周期，其中所述η型层的每一周期包括相对厚的氮化镓子层以及相对薄的其它材料层，并且其中所述其它材料选自由以下构成的组:氮化铝以及掺杂硅的氮化镓铝。7.如权利要求2所述的制造方法，其中在(f)中，将所述超晶格结构与所述硅基板一起完全去除。8.如权利要求2所述的制造方法，其中在(f)中，将所述超晶格结构的一些而非全部与所述娃基板一起去除。9.如权利要求2所述的制造方法，其中在(f)中，将所述超晶格结构以及一部分所述η型层与所述硅基板一起去除。10.如权利要求1所述的制造方法，进一步包括: (g)在(a)之前，在所述硅基板上形成缓冲层，并且随后在所述缓冲层上形成样板层，其中在(a)中将所述超晶格结构直接形成于所述样板层上。11.如权利要求1所述的制造方法，进一步包括: 在(f)之后，将所述超晶格结构的表面粗糙化。12.如权利要求1所述的方法，其中，(e)的所述接合包括使用共熔接合金属层来将载体晶圆结构晶圆接合至所述第一结构，其中所述导电载体为所述载体晶圆结构的一部分。13.一种发出非单色光的发光二极管(LED)装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振，
申请(专利权)人：东芝技术中心有限公司，
类型：
国别省市：