CN105280764A - 一种氮化物发光二极管的制作方法 - Google Patents

一种氮化物发光二极管的制作方法 Download PDF

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郑锦坚
杜伟华
寻飞林
邓和清
李志明
伍明跃
周启伦
林峰
李水清
康俊勇
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    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
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Abstract

本发明公开一种氮化物发光二极管的制作方法，包括以下工艺步骤：常规的氮化物发光二极管，在反应室里外延P型氮化物后，继续沉积氧化隔离层，防止氮化物表面的Ga-和Mg-悬挂被氧化；在无氧环境中，将所述氧化隔离层去除并制作电极，防止电极和氮化物界面的Ga-与Mg-悬挂键被氧化，从而制作低界面电阻和低电压的发光二极管。

Description

一种氮化物发光二极管的制作方法
技术领域
本发明涉及半导体光电器件领域，特别是氮化物发光二极管的制作方法。
背景技术
现今，发光二极管（LED），特别是氮化物发光二极管因其较高的发光效率，在普通照明领域已取得广泛的应用。一般采用金属有机化学气相沉积的方法生长的常规氮化物发光二极管，在外延片上生长完P型氮化物接触层后，表面会存在大量的Ga-和Mg-悬挂键。当外延片传出反应室与空气接触后，表面悬挂键易被氧化，形成高阻值的Ga-O和Mg-O键，导致制作的氮化物发光二极管的电压偏高。
鉴于现有技术的氮化物发光二极管的存在电压偏高的问题，因此有必出开发一种新的氮化物发光二极管的制作方法。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于：提供一种氮化物发光二极管的制作方法，包含以下工艺步骤：（1）常规的氮化物发光二极管，外延P型氮化物后，继续沉积氧化隔离层，防止界面的Ga-和Mg-悬挂被氧化；（2）在无氧真空环境中，将外延片表面的氧化隔离层去除并制作电极，防止电极和氮化物界面的Ga-与Mg-悬挂键被氧化，从而制作低界面电阻和低电压的发光二极管。
进一步地，所述步骤（1）氧化隔离层在MOCVD反应室里进行外延生长。
进一步地，所述步骤（2）无氧环境为真空环境或惰性气体环境。
进一步地，所述氧化隔离层为SiNx或BN或MgNx。
进一步地，所述氧化隔离层的厚度为1nm~10μm，优选厚度为50nm。
进一步地，所述氧化隔离层为SiNx，其通入硅烷和氨气进行反应。
进一步地，所述氧化隔离层为BN，其通入B2H6和氨气进行反应。
进一步地，所述氧化隔离层为MgNx，其通入Cp2Mg和氨气进行反应。
进一步地，所述步骤（2）采用干法或湿法蚀刻方法去除氧化隔离层。
附图说明
图1为传统氮化物发光二极管的外延结构示意图。
图2为传统氮化物发光二极管的二次离子质谱。
图3为本发明制作氮化物发光二极管的示意图。
图示说明：100：衬底；101：缓冲层；102：N型GaN；103：多量子阱；104：P型GaN；105：P型接触层；106：氧化隔离层。
具体实施方式
本发明提出的一种氮化物发光二极管的制作方法，可以有效解决表面Ga-和Mg-悬挂键被氧化，降低氮化物和金属界面的接触电阻，从而制作低电压的发光二极管。传统的氮化物发光二极管的外延结构如图1所示，100：衬底；101：缓冲层；102：N型GaN；103：多量子阱；104：P型GaN，105：P型接触层。常规外延片长完P型接触层，一般在反应室进行炉内退火或传出反应室进行炉外退火。由于外延片表面存在大量的Ga-和Mg-悬挂键，当外延片传出反应室后，悬挂键会被氧气氧化，其二次离子质谱显示，氧原子可以渗透至50nm以上的厚度范围，与Ga-和Mg-悬挂键结合形成高电阻的Ga-O和Mg-O键，极大地增加氮化物发光二极管的电阻，如图2所示。
为了降低氮化物发光二极管的表面悬挂键被氧化，本发明提出一种氮化物发光二极管的制作方法，如图3所示。在外延片上生长完P型接触层105后，将MOCVD（金属有机气机化学沉积）反应室里温度升高至1000℃，压强抽至200Torr，通入硅烷和氨气进行反应，在P型接触层105上继续外延生长一氧化隔离层106，然后，将外延片传出反应室。由于P型接触层105上已沉积氧化隔离层106，可以有效防止Ga-和Mg-悬挂键被氧化。氧化隔离层可以选用SiNx或BN或MgNx，厚度控制在1nm~10μm，本实施例优选SiNx，厚度为50nm。
接着，在无氧真空环境下，采用干法或湿法蚀刻方法，将外延片表面的SiNx氧化隔离层去除，并镀上金属电极，从而，降低氮化物和金属电极界面的电阻，制作低电阻和低电压的氮化物发光二极管。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非用于限定本发明，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明做出各种修饰和变动，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应视权利要求书范围限定。

Claims (10)

1.一种氮化物发光二极管的制作方法，包含以下工艺步骤：
（1）常规的氮化物发光二极管，在反应室里外延P型氮化物后，继续沉积氧化隔离层，防止氮化物表面的Ga-和Mg-悬挂被氧化；
（2）在无氧环境中，将所述氧化隔离层去除并制作电极，防止电极和氮化物界面的Ga-与Mg-悬挂键被氧化，从而制作低界面电阻和低电压的发光二极管。
2.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述步骤（1）氧化隔离层在MOCVD反应室里进行外延生长。
3.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）无氧环境为真空环境或惰性气体环境。
4.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述氧化隔离层为SiNx或BN或MgNx。
5.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述氧化隔离层的厚度为1nm~10μm。
6.根据权利要求5所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述氧化隔离层的厚度为50nm。
7.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述氧化隔离层为SiNx，其通入硅烷和氨气进行反应。
8.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述氧化隔离层为BN，其通入B2H6和氨气进行反应。
9.根据权利要求4所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述氧化隔离层为MgNx，其通入Cp2Mg和氨气进行反应。
10.根据权利要求1所述的一种氮化物发光二极管的制作方法，其特征在于：所述步骤（2）采用干法或湿法蚀刻方法去除氧化隔离层。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101573804A (zh) * 2006-12-20 2009-11-04 昭和电工株式会社 氮化镓系化合物半导体发光元件及其制造方法
WO2010020067A1 (en) * 2008-08-19 2010-02-25 Lattice Power (Jiangxi) Corporation Semiconductor light-emitting device with passivation layer
CN102414846A (zh) * 2009-10-07 2012-04-11 应用材料公司 用于led制造的改良多腔室分离处理

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