CN101471401A - 蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法 - Google Patents

蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法 Download PDF

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王质武
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Shenzhen Fangda Guoke Optoelectronic Technology Co., Ltd.
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SHENZHEN FANGDA GUOKE OPTICAL ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，包括如下步骤，A1)去光刻胶留下SiO2柱状圆形的图案；A2)蓝宝石图形衬底放入外延炉升温，SiO2发生坍塌形成半球状。由于本发明的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法采用半球形SiO2，通过横向外延，提高了晶体质量，而且增加散射，提高了出光效率，即提高了外量子效率，能让更多的光发射出去。

Description

蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法
技术领域
本发明涉及光电子信息技术领域，更具体地说，涉及一种蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法。
背景技术
III-V族氮化嫁(GaN)及其化合物半导体，作为第三代半导体材料的典型代表，因其独特的物理、化学和机械性能，在光电子和微电子领域有着巨大的应用前景。但由于GaN体单晶制备的困难和缺少与之相匹配的异质衬底材料，目前商业化的led主要是在蓝宝石衬底和碳化硅衬底上进行外延生长，外延GaN层中的失配位错和穿透位错等缺陷密度高达1010～1011cm-2。这些缺陷引起器件性能低劣，缩短器件寿命，严重制约了GaN基材料的应用。另外，由于GaN折射率2.5，空气为1，由发光层发出的光大部分因发生全反射而出不去，导致出光效率低下。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述晶体质量不高，出光率不高的问题，提供一种使得二极管芯片发光效率高的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤，
Al)去光刻胶留下SiO2(1)柱状圆形的图案；
A2)蓝宝石图形衬底(2)放入外延炉升温，SiO2(1)发生坍塌形成半球状。
在本发明所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法中，在所述步骤A1中，所述SiO2柱状圆形的图案的直径在1～2μm之间。
在本发明所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法中，在所述步骤A1中，所述SiO2(1)柱状圆形的图案的高在1～4μm之间。
在本发明所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法中，在所述步骤A1中，所述SiO2(1)柱子之间的距离在1～5μm之间。
在本发明所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法中，在所述步骤A2中，加热的温度在500～600℃之间。
在本发明所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法中，在所述步骤A2之后包括步骤
A3)直接生长缓冲层，未掺杂GaN，N型GaN，发光层，P型电子阻挡层，P型覆盖层，进行的外延生长。
实施本发明的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，具有以下有益效果：由于本发明的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法采用球形SiO2，通过横向外延，提高了晶体质量，而且增加散射，提高了出光效率，即提高了外量子效率，能让更多的光发射出去。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是蓝宝石衬底发光二极管芯片的加热前的侧面结构示意图；
图2是蓝宝石衬底发光二极管芯片的加热前的俯视图；
图3是蓝宝石衬底发光二极管芯片的加热后的俯视图；
图4是蓝宝石衬底发光二极管芯片的加热后的侧面结构示意图。
具体实施方式
结合图1至图4描述本发明的结构，本发明的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法包括如下步骤，
S1去光刻胶留下SiO2柱状圆形的图案；
S2蓝宝石图形衬底放入外延炉升温，SiO2发生坍塌形成半球状；
S3直接生长buffer，未掺杂GaN，N型GaN，发光层，P型电子阻挡层，P型覆盖层，进行的外延生长。
如图1至图2所示，在加热前，SiO2为柱状圆形。如图3至图4所示，在加热后，SiO2发生坍塌形成半球状。
在所述步骤S1中，所述SiO2柱状圆形的图案的直径在1～2μm之间。SiO2柱状圆形的图案的高在1～4μm之间。SiO2柱子之间的距离在1～5μm之间。
在所述步骤S2中，加热的温度在500～600℃之间，加热到500～600℃之间，SiO2发生坍塌形成半球状。在半球状SiO2上直接生长buffer，未掺杂GaN，N型GaN，发光层，P型电子阻挡层，P型覆盖层，进行的外延生长。通过横向外延，提高了晶体质量，而且增加散射，提高了出光效率，即提高了外量子效率，能让更多的光发射出去。另外由于SiO2熔点低，故省去了高温bake这一步，缩短了程序时间。

Claims (6)

1、一种蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，包括如下步骤，
A1)去光刻胶留下SiO2(1)柱状圆形的图案；
A2)蓝宝石图形衬底(2)放入外延炉升温，SiO2(1)发生坍塌形成半球状。
2、根据权利要求1所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，在所述步骤A1中，所述SiO2柱状圆形的图案的直径在1～2μm之间。
3、根据权利要求1所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，在所述步骤A1中，所述SiO2(1)柱状圆形的图案的高在1～4μm之间。
4、根据权利要求1所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，在所述步骤A1中，所述SiO2(1)柱子之间的距离在1～5μm之间。
5、根据权利要求1所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，在所述步骤A2中，加热的温度在500～600℃之间。
6、根据权利要求1所述的蓝宝石衬底发光二极管芯片的外延生长方法，其特征在于，在所述步骤A2之后包括步骤
A3)直接生长缓冲层，未掺杂GaN，N型GaN，发光层，P型电子阻挡层，P型覆盖层，进行的外延生长。
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