CN108054249B - 蓝光和紫外光led芯片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法，该制备方法包括：(a)选取蓝宝石衬底；(b)在所述蓝宝石衬底上表面制作蓝光外延层；(c)在所述蓝光外延层中制作紫外光灯芯槽；(d)在所述紫外光灯芯槽中制作紫外光外延层；(e)在所述蓝光外延层与所述紫外光外延层上制作电极。本发明提供的蓝光和紫外光LED芯片的制备方法，可以在单芯片能产生多种颜色的光，荧光粉的用量较少；此外，该制备工艺相对简单，可行性高。

Description

蓝光和紫外光LED芯片的制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件设计及制造领域，特别涉及一种蓝光和紫外光 LED芯片的制备方法。
背景技术
由于具有发光效率高、耗电量小、使用寿命长及工作温度低等特点， LED越来越普遍地用在照明领域。LED是通过发光芯片配合荧光粉发出用户需要的各种颜色的光。
现有技术中，每个单独发光芯片只能发出单色的光，若需合成其他颜色的光就需要将不同颜色的发光芯片混合在一起，并填充大量的荧光粉，这样就存在可靠性差、封装难度大的问题。此外，由于荧光粉胶层中存在大量离散分布的荧光粉颗粒，光线入射到荧光粉胶层中会出现强烈的散射现象。这种散射一方面强化了荧光粉胶层对光线的吸收作用，另一方面也导致大量光线被反射，即透射过荧光粉层的光线会显著减少。
因此，如何设计出一种新型的LED芯片就变得极其重要。
发明内容
为解决现有技术存在的技术缺陷和不足，本发明提出一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法。
本发明的实施例提供了一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法，包括：
(a)选取蓝宝石衬底；
(b)在所述蓝宝石衬底上表面制作蓝光外延层；
(c)在所述蓝光外延层中制作紫外光灯芯槽；
(d)在所述紫外光灯芯槽中制作紫外光外延层；
(e)在所述蓝光外延层与所述紫外光外延层上制作电极。
在本发明的另一个实施例中，步骤(b)包括：
(b1)在400～600℃温度下，在所述蓝宝石衬底上表面生长厚度为 3000～5000nm的第一GaN缓冲层；
(b2)在900～1050℃温度下，在所述第一GaN缓冲层上表面生长厚度为 500～1500nm的第一GaN稳定层；
(b3)在900～1050℃温度下，在所述第一GaN稳定层上表面生长厚度为 200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第一n型GaN层；
(b4)在所述第一n型GaN层上表面生长InGaN量子阱/GaN势垒多重结构作为第一有源层；其中，所述InGaN量子阱的生长温度为650～750℃，厚度为1.5～3.5nm，In的含量为10～20％；所述GaN势垒的生长温度为 750～850℃、厚度为5～10nm；所述InGaN量子阱/GaN势垒多重结构的周期为8～30；
(b5)在850～950℃温度下，在所述第一有源层上表面生长厚度为 10～40nm的第一p型AlGaN阻挡层；
(b6)在850～950℃温度下，在所述第一p型AlGaN阻挡层上表面生长厚度为100～300nm的第一p型GaN接触层。
在本发明的另一个实施例中，步骤(c)包括：
(c1)在所述第一p型GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第一 SiO2层；
(c2)利用湿法刻蚀工艺，择性刻蚀所述第一SiO2层，在所述第一SiO2层上形成第一待刻蚀区域；
(c3)利用干法刻蚀工艺，在所述第一待刻蚀区域刻蚀所述第一p型GaN 接触层、所述第一p型AlGaN阻挡层、所述第一有源层、所述第一n型GaN 层、所述第一GaN稳定层及部分区域的所述第一GaN缓冲层，形成第一凹槽；
(c4)去除所述第一SiO2层，并在所述第一凹槽内淀积厚度为20～100nm 的第二SiO2层；
(c5)选择性刻蚀所述第二SiO2层，以在所述第一凹槽四周形成SiO2隔离层，所述SiO2隔离层内部区域作为所述紫外光灯芯槽。
在本发明的另一个实施例中，步骤(d)包括：
(d1)在400～600℃温度下，在所述紫外光灯芯槽内的所述蓝宝石衬底上表面生长厚度为3000～5000nm的第二GaN缓冲层；
(d2)在900～1050℃温度下，在所述第二GaN缓冲层上表面生长厚度为 500～1500nm的第二GaN稳定层；
(d3)在900～1050℃温度下，在所述第二GaN稳定层上表面生长厚度为 200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第二n型GaN层；
(d4)在所述第二n型GaN层上表面生长Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构作为第二有源层，x、y均表示对应物质的组分比例；其中， Al1-xGaxN量子阱的生长温度为850～950℃，厚度为1.5～3.5nm，Al的含量为10～50％；Al1-yGayN势垒的生长温度为750～900℃，厚度为5～10nm，Al 的含量为40～80％；所述Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构的周期为 8～30；
(d5)在850～950℃温度下，在所述第二有源层上表面生长厚度为 10～40nm的第二p型AlGaN阻挡层；
(d6)在850～950℃温度下，在所述第二p型AlGaN阻挡层上表面生长厚度为100～300nm的第二p型GaN接触层。
在本发明的另一个实施例中，步骤(e)包括：
(e1)利用PECVD工艺，在所述第一p型GaN接触层与所述第二p型 GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第三SiO2层；
(e2)利用湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀所述第三SiO2层，在所述第一p 型GaN接触层与所述第二p型GaN接触层上表面分别形成第二待刻蚀区域与第三待刻蚀区域；
(e3)在所述第二待刻蚀区域依次刻蚀所述第一p型GaN接触层、所述第一p型AlGaN阻挡层及所述第二有源层，在所述第三待刻蚀区域依次刻蚀所述第二p型GaN接触层、所述第二p型AlGaN阻挡层及所述 Al1-xGaxN/Al1-yGayN有源层，以分别在所述第一n型GaN层上表面形成第二凹槽、在所述第二n型GaN层上表面形成第三凹槽；
(e4)去除所述第三SiO2层，在所述第一p型GaN接触层上表面、所述第二p型GaN接触层上表面、所述第二凹槽底部及所述第三凹槽底部淀积厚度为300～800nm的第四SiO2层；
(e5)选择性刻蚀所述第四SiO2层，在所述第一p型GaN接触层上表面、所述第二p型GaN接触层上表面、所述第一n型GaN层上表面及所述第二 n型GaN层上表面分别形成第一上电极引线孔、第二上电极引线孔、第一下电极引线孔及第二下电极引线孔；
(e6)在所述第一上电极引线孔、所述第二上电极引线孔、所述第一下电极引线孔及所述第二下电极引线孔底部淀积Cr/Pt/Au材料；其中，Cr的厚度为20～40nm，Pt的厚度为20～40nm，Au的厚度为800～1500nm；
(e7)在300～500℃温度下，将包括所述Cr/Pt/Au材料、所述第一p型 GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层的整个材料进行退火处理，以在所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层与所述Cr/Pt/Au材料接触界面处形成金属化合物；
(e8)去除所述Cr/Pt/Au材料；
(e9)在所述金属化合物表面淀积金属；
(e10)光刻所述金属以形成所述电极。
在本发明的另一个实施例中，在步骤(e10)之后还包括：
(x1)利用PECVD工艺，在所述电极、所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层表面淀积SiO2钝化层；
(x2)选择性刻蚀所述SiO2钝化层，露出所述电极；
(x3)去除所述蓝宝石衬底底部部分材料；
(x4)在所述蓝宝石衬底底部镀金属反射层。
在本发明的一个实施例中，所述金属反射层为Al或Ni或Ti。
在本发明的另一个实施例中，提供了一种蓝光和紫外光LED芯片，该 LED芯片包括反光层、蓝宝石衬底、蓝光外延层、紫外光外延层及电极；其中，所述LED芯片由上述任一项所述的方法制备形成。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.在单芯片能产生多种颜色的光，荧光粉的用量较少；
2.通过将蓝光与紫外光集成在同一芯片上，集成度提高，LED成本可以下降；
3.由于同一芯片上集成了蓝光与紫外光，色温调节更加灵活。
附图说明
下面将结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
图1为本发明实施例提供的一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法流程图；
图2a～图2h为本发明实施例的一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一
请参见图1，图1为本发明实施例提供的一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法流程图，该制备方法包括：
(a)选取蓝宝石衬底；
(b)在所述蓝宝石衬底上表面制作蓝光外延层；
(c)在所述蓝光外延层中制作紫外光灯芯槽；
(d)在所述紫外光灯芯槽中制作紫外光外延层；
(e)在所述蓝光外延层与所述紫外光外延层上制作电极。
进一步地，所述蓝宝石衬底的晶面为(0001)。
进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(b)包括：
(b1)在400～600℃温度下，在所述蓝宝石衬底上表面生长厚度为 3000～5000nm的第一GaN缓冲层；优选地，第一GaN缓冲层的生长温度为500℃，厚度为4000nm；
(b2)在900～1050℃温度下，在所述第一GaN缓冲层上表面生长厚度为 500～1500nm的第一GaN稳定层；优选地，第一GaN稳定层的生长温度为 1000℃，厚度为1000nm；
(b3)在900～1050℃温度下，在所述第一GaN稳定层上表面生长厚度为 200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第一n型GaN层；优选地，第一n型GaN层的生长温度为1000℃，厚度为400nm，掺杂浓度为 1×1019cm-3；
(b4)在所述第一n型GaN层上表面生长InGaN量子阱/GaN势垒多重结构作为第一有源层；其中，所述InGaN量子阱的生长温度为650～750℃，厚度为1.5～3.5nm，In的含量为10～20％；所述GaN势垒的生长温度为 750～850℃、厚度为5～10nm；所述InGaN量子阱/GaN势垒多重结构的周期为8～30；优选地，InGaN量子阱的生长温度为750℃，厚度为2.8nm；GaN势垒的生长温度为850℃，厚度为5nm；nGaN量子阱/GaN势垒多重结构的周期为20；In含量依据光波长定，含量越高光波波长越长；
(b5)在850～950℃温度下，在所述第一有源层上表面生长厚度为 10～40nm的第一p型AlGaN阻挡层；优选地，第一p型AlGaN阻挡层的生长温度为900℃，厚度为20nm；
(b6)在850～950℃温度下，在所述第一p型AlGaN阻挡层上表面生长厚度为100～300nm的第一p型GaN接触层；优选地，第一p型GaN接触层的生长温度为900℃，厚度为200nm。
进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(c)包括：
(c1)在所述第一p型GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第一SiO2层；优选地，第一SiO2层的厚度为500nm
(c2)利用湿法刻蚀工艺，择性刻蚀所述第一SiO2层，在所述第一SiO2层上形成第一待刻蚀区域，该第一待刻蚀区域为矩形，其长宽应大于50μm、小于300μm；优选地，第一待刻蚀区域的长宽为100μm；
(c3)利用干法刻蚀工艺，在所述第一待刻蚀区域刻蚀所述第一p型GaN 接触层、所述第一p型AlGaN阻挡层、所述第一有源层、所述第一n型GaN 层、所述第一GaN稳定层及部分区域的所述第一GaN缓冲层，形成第一凹槽；
(c4)去除所述第一SiO2层，并在所述第一凹槽内淀积厚度为20～100nm 的第二SiO2层；优选地，第二SiO2的厚度为50nm；
(c5)选择性刻蚀所述第二SiO2层，以在所述第一凹槽四周形成SiO2隔离层，所述SiO2隔离层内部区域作为所述紫外光灯芯槽。
进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(d)包括：
(d1)在400～600℃温度下，在所述紫外光灯芯槽内的所述蓝宝石衬底上表面生长厚度为3000～5000nm的第二GaN缓冲层；优选地，第二GaN缓冲层的生长温度为500℃，厚度为4000nm；
(d2)在900～1050℃温度下，在所述第二GaN缓冲层上表面生长厚度为 500～1500nm的第二GaN稳定层；优选地，第二GaN稳定层的生长温度为 1000℃，厚度为1000nm；
(d3)在900～1050℃温度下，在所述第二GaN稳定层上表面生长厚度为 200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第二n型GaN层；优选地，第二n型GaN层的生长温度为1000℃，厚度为400nm，掺杂浓度为 1×1019cm-3；
(d4)在所述第二n型GaN层上表面生长Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构作为第二有源层，x、y均表示对应物质的组分比例；其中， Al1-xGaxN量子阱的生长温度为850～950℃，厚度为1.5～3.5nm，Al的含量为10～50％；Al1-yGayN势垒的生长温度为750～900℃，厚度为5～10nm，Al 的含量为40～80％；所述Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构的周期为 8～30；优选地，Al1-xGaxN量子阱的生长温度为900℃，厚度为2.8nm； Al1-yGayN势垒的生长温度为850℃，厚度为5nm；Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN 势垒多重结构的周期为20；Al含量依据光波长定，含量越高光波波长越短；
(d5)在850～950℃温度下，在所述第二有源层上表面生长厚度为10～40nm的第二p型AlGaN阻挡层；优选地，第二p型AlGaN阻挡层的生长温度为900℃，厚度为20nm，Al的组分比例>70％；
(d6)在850～950℃温度下，在所述第二p型AlGaN阻挡层上表面生长厚度为100～300nm的第二p型GaN接触层；优选地，第二p型GaN接触层的生长温度为900℃，厚度为200nm。
进一步地，在上述实施例的基础上，步骤(e)包括：
(e1)利用PECVD工艺，在所述第一p型GaN接触层与所述第二p型 GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第三SiO2层；优选地，第三 SiO2层的厚度为500nm；
(e2)利用湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀所述第三SiO2层，在所述第一p 型GaN接触层与所述第二p型GaN接触层上表面分别形成第二待刻蚀区域与第三待刻蚀区域；
(e3)在所述第二待刻蚀区域依次刻蚀所述第一p型GaN接触层、所述第一p型AlGaN阻挡层及所述第二有源层，在所述第三待刻蚀区域依次刻蚀所述第二p型GaN接触层、所述第二p型AlGaN阻挡层及所述 Al1-xGaxN/Al1-yGayN有源层，以分别在所述第一n型GaN层上表面形成第二凹槽、在所述第二n型GaN层上表面形成第三凹槽；
(e4)去除所述第三SiO2层，在所述第一p型GaN接触层上表面、所述第二p型GaN接触层上表面、所述第二凹槽底部及所述第三凹槽底部淀积厚度为300～800nm的第四SiO2层；优选地，第四SiO2层的厚度为500nm；
(e5)选择性刻蚀所述第四SiO2层，在所述第一p型GaN接触层上表面、所述第二p型GaN接触层上表面、所述第一n型GaN层上表面及所述第二 n型GaN层上表面分别形成第一上电极引线孔、第二上电极引线孔、第一下电极引线孔及第二下电极引线孔；
(e6)在所述第一上电极引线孔、所述第二上电极引线孔、所述第一下电极引线孔及所述第二下电极引线孔底部淀积Cr/Pt/Au材料，其中，Cr的厚度为20～40nm，Pt的厚度为20～40nm，Au的厚度为800～1500nm；优选地， Cr的厚度为30nm，Pt的厚度为30nm，Au的厚度为1200nm；
(e7)在300～500℃温度下，将包括所述Cr/Pt/Au材料、所述第一p型 GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层的整个材料进行退火处理，以在所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层与所述Cr/Pt/Au材料接触界面处形成金属化合物；优选地，该退火温度为 350℃；
(e8)去除所述Cr/Pt/Au材料；
(e9)在所述金属化合物表面淀积金属；
(e10)光刻所述金属以形成所述电极。
进一步地，在上述实施例的基础上，在步骤(e10)之后还包括：
(x1)利用PECVD工艺，在所述电极、所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层表面淀积SiO2钝化层；
(x2)选择性刻蚀所述SiO2钝化层，露出所述电极；
(x3)去除所述蓝宝石衬底底部部分材料；优选地，剩余部分的蓝宝石衬底材料的厚度应在150μm以下；
(x4)在所述蓝宝石衬底底部镀金属反射层。
进一步地，在上述实施例的基础上，金属反射层为Al或Ni或Ti。
本实施例提供的蓝光和紫外光LED芯片，通过在单芯片上产生多种颜色的光，一方面减少了荧光粉的用量，另一方面该芯片集成度提高，降低了LED的成本，再一方面该方式色温调节更加灵活。
实施例二
请参照图2a～图2h，图2a～图2h为本发明实施例的一种蓝光和紫外光 LED芯片的制备方法示意图，本实施例在上述实施例的基础上，以InGaN 量子阱/GaN势垒多重结构的周期为10、Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构的周期为10为例进行说明。具体地，该制备方法包括如下步骤：
第1步、选取蓝宝石衬底11，如图2a所示。
第2步、在400～600℃温度下，在所述蓝宝石衬底11上表面生长厚度为3000～5000nm的第一GaN缓冲层101；在900～1050℃温度下，在所述第一GaN缓冲层101上表面生长厚度为500～1500nm的第一GaN稳定层102；在900～1050℃温度下，在所述第一GaN稳定层102上表面生长厚度为 200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第一n型GaN层103；在所述第一n型GaN层103上表面生长InGaN量子阱/GaN势垒多重结构作为第一有源层104；其中，所述InGaN量子阱的生长温度为650～750℃，厚度为1.5～3.5nm，In的含量为10～20％；所述GaN势垒的生长温度为750～850℃、厚度为5～10nm；所述InGaN量子阱/GaN势垒多重结构的周期为8～30；在 850～950℃温度下，在所述第一有源层104上表面生长厚度为10～40nm的第一p型AlGaN阻挡层105；在850～950℃温度下，在所述第一p型AlGaN 阻挡层105上表面生长厚度为100～300nm的第一p型GaN接触层106，如图2b所示，其中，InGaN量子阱/GaN势垒多重结构如图2c所示。
第3步、在所述第一p型GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第一SiO2层；利用湿法刻蚀工艺，择性刻蚀所述第一SiO2层，在所述第一 SiO2层上形成第一待刻蚀区域；利用干法刻蚀工艺，在所述第一待刻蚀区域刻蚀所述第一p型GaN接触层106、所述第一p型AlGaN阻挡层105、所述第一有源层104、所述第一n型GaN层103、所述第一GaN稳定层102 及部分区域的所述第一GaN缓冲层101，形成第一凹槽；去除所述第一SiO2层，并在所述第一凹槽内淀积第二SiO2层；选择性刻蚀所述第二SiO2层，以在所述第一凹槽四周形成SiO2隔离层12，所述SiO2隔离层内部区域作为所述紫外光灯芯槽，如图2d所示。
第4步、在400～600℃温度下，在所述紫外光灯芯槽底部生长厚度为 3000～5000nm的第二GaN缓冲层301；在900～1050℃温度下，在所述第二 GaN缓冲层301上表面生长厚度为500～1500nm的第二GaN稳定层302；在900～1050℃温度下，在所述第二GaN稳定层302上表面生长厚度为 200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第二n型GaN层303；在所述第二n型GaN层303上表面生长Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构作为第二有源层304，x、y均表示对应物质的组分比例；其中，Al1-xGaxN 量子阱的生长温度为850～950℃，厚度为1.5～3.5nm，Al的含量为10～50％；Al1-yGayN势垒的生长温度为750～900℃，厚度为5～10nm，Al的含量为 40～80％；所述Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构的周期为8～30；在 850～950℃温度下，在所述第二有源层304上表面生长厚度为10～40nm的第二p型AlGaN阻挡层305；在850～950℃温度下，在所述第二p型AlGaN 阻挡层305上表面生长厚度为100～300nm的第二p型GaN接触层306，如图2e所示；其中Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构如图2f所示。
第5步、利用PECVD工艺，在所述第一p型GaN接触层106与所述第二p型GaN接触层306上表面淀积第三SiO2层；利用湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀所述第三SiO2层，在所述第一p型GaN接触层106与所述第二p 型GaN接触层306上表面分别形成第二待刻蚀区域与第三待刻蚀区域；在所述第二待刻蚀区域依次刻蚀所述第一p型GaN接触层106、所述第一p 型AlGaN阻挡层105及所述第二有源层104，在所述第三待刻蚀区域依次刻蚀所述第二p型GaN接触层306、所述第二p型AlGaN阻挡层305及所述Al1-xGaxN/Al1-yGayN有源层304，以分别在所述第一n型GaN层103上表面形成第二凹槽、在所述第二n型GaN层303上表面形成第三凹槽；去除所述第三SiO2层，在所述第一p型GaN接触层106上表面、所述第二p 型GaN接触层306上表面、所述第二凹槽底部及所述第三凹槽底部淀积厚度为300～800nm的第四SiO2层；选择性刻蚀所述第四SiO2层，在所述第一p型GaN接触层106上表面、所述第二p型GaN接触层306上表面、所述第一n型GaN层103上表面及所述第二n型GaN层303上表面分别形成第一上电极引线孔、第二上电极引线孔、第一下电极引线孔及第二下电极引线孔；在所述第一上电极引线孔、所述第二上电极引线孔、所述第一下电极引线孔及所述第二下电极引线孔底部淀积Cr/Pt/Au材料；其中，Cr的厚度为20～40nm，Pt的厚度为20～40nm，Au的厚度为800～1500nm；在 300～500℃温度下，将包括所述Cr/Pt/Au材料、所述第一p型GaN接触层 106、所述第二p型GaN接触层306、所述第一n型GaN层103及所述第二n型GaN层303的整个材料进行退火处理，以在所述第一p型GaN接触层106、所述第二p型GaN接触层306、所述第一n型GaN层103及所述第二n型GaN层303与所述Cr/Pt/Au材料接触界面处形成金属化合物；去除所述Cr/Pt/Au材料；在所述金属化合物表面淀积金属；光刻所述金属以形成蓝光与紫光芯片的阳极31与阴极32，其中，蓝光部分的阴极32与紫光部分的阴极32相连接，如图2g与图2h所示，其中，图2g为该蓝光与紫光芯片的俯视图，图2h为该蓝光与紫光芯片的正视图。
第6步、去除所述蓝宝石衬底底部部分材料，使得剩余部分的蓝宝石衬底材料的厚度应在150μm以下；在所述蓝宝石衬底底部镀金属反射层。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种蓝光和紫外光LED芯片的制备方法，其特征在于，包括：
(a)选取蓝宝石衬底；
(b)在所述蓝宝石衬底上表面制作蓝光外延层；
(c)在所述蓝光外延层中制作紫外光灯芯槽；
(d)在所述紫外光灯芯槽中制作紫外光外延层；
(e)在所述蓝光外延层与所述紫外光外延层上制作电极；
其中，步骤(b)包括：
(b1)在400～600℃温度下，在所述蓝宝石衬底上表面生长厚度为3000～5000nm的第一GaN缓冲层；
(b2)在900～1050℃温度下，在所述第一GaN缓冲层上表面生长厚度为500～1500nm的第一GaN稳定层；
(b3)在900～1050℃温度下，在所述第一GaN稳定层上表面生长厚度为200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第一n型GaN层；
(b4)在所述第一n型GaN层上表面生长InGaN量子阱/GaN势垒多重结构作为第一有源层；其中，所述InGaN量子阱的生长温度为650～750℃，厚度为1.5～3.5nm，In的含量为10～20％；所述GaN势垒的生长温度为750～850℃、厚度为5～10nm；所述InGaN量子阱/GaN势垒多重结构的周期为8～30；
(b5)在850～950℃温度下，在所述第一有源层上表面生长厚度为10～40nm的第一p型AlGaN阻挡层；
(b6)在850～950℃温度下，在所述第一p型AlGaN阻挡层上表面生长厚度为100～300nm的第一p型GaN接触层，以形成所述蓝光外延层；
步骤(c)包括：
(c1)在所述第一p型GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第一SiO2层；
(c2)利用湿法刻蚀工艺，择性刻蚀所述第一SiO2层，在所述第一SiO2层上形成第一待刻蚀区域；
(c3)利用干法刻蚀工艺，在所述第一待刻蚀区域刻蚀所述第一p型GaN接触层、所述第一p型AlGaN阻挡层、所述第一有源层、所述第一n型GaN层、所述第一GaN稳定层及部分区域的所述第一GaN缓冲层，形成第一凹槽；
(c4)去除所述第一SiO2层，并在所述第一凹槽内淀积第二SiO2层；
(c5)选择性刻蚀所述第二SiO2层，以在所述第一凹槽四周形成SiO2隔离层，所述SiO2隔离层内部区域作为所述紫外光灯芯槽；
步骤(d)包括：
(d1)在400～600℃温度下，在所述紫外光灯芯槽内的所述蓝宝石衬底上表面生长厚度为3000～5000nm的第二GaN缓冲层；
(d2)在900～1050℃温度下，在所述第二GaN缓冲层上表面生长厚度为500～1500nm的第二GaN稳定层；
(d3)在900～1050℃温度下，在所述第二GaN稳定层上表面生长厚度为200～1000nm、掺杂浓度为1×1018～5×1019cm-3的第二n型GaN层；
(d4)在所述第二n型GaN层上表面生长Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构作为第二有源层；其中，Al1-xGaxN量子阱的生长温度为850～950℃，厚度为1.5～3.5nm，Al的含量为10～50％；Al1-yGayN势垒的生长温度为750～900℃，厚度为5～10nm，Al的含量为40～80％；所述Al1-xGaxN量子阱/Al1-yGayN势垒多重结构的周期为8～30；
(d5)在850～950℃温度下，在所述第二有源层上表面生长厚度为10～40nm的第二p型AlGaN阻挡层；
(d6)在850～950℃温度下，在所述第二p型AlGaN阻挡层上表面生长厚度为100～300nm的第二p型GaN接触层，以形成所述紫外光外延层。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(e)包括：
(e1)利用PECVD工艺，在所述第一p型GaN接触层与所述第二p型GaN接触层上表面淀积厚度为300～800nm的第三SiO2层；
(e2)利用湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀所述第三SiO2层，在所述第一p型GaN接触层与所述第二p型GaN接触层上表面分别形成第二待刻蚀区域与第三待刻蚀区域；
(e3)在所述第二待刻蚀区域依次刻蚀所述第一p型GaN接触层、所述第一p型AlGaN阻挡层及所述第二有源层，在所述第三待刻蚀区域依次刻蚀所述第二p型GaN接触层、所述第二p型AlGaN阻挡层及所述Al1-xGaxN/Al1-yGayN有源层，以分别在所述第一n型GaN层上表面形成第二凹槽、在所述第二n型GaN层上表面形成第三凹槽；
(e4)去除所述第三SiO2层，在所述第一p型GaN接触层上表面、所述第二p型GaN接触层上表面、所述第二凹槽底部及所述第三凹槽底部淀积厚度为300～800nm的第四SiO2层；
(e5)选择性刻蚀所述第四SiO2层，在所述第一p型GaN接触层上表面、所述第二p型GaN接触层上表面、所述第一n型GaN层上表面及所述第二n型GaN层上表面分别形成第一上电极引线孔、第二上电极引线孔、第一下电极引线孔及第二下电极引线孔；
(e6)在所述第一上电极引线孔、所述第二上电极引线孔、所述第一下电极引线孔及所述第二下电极引线孔底部淀积Cr/Pt/Au材料；其中，Cr的厚度为20～40nm，Pt的厚度为20～40nm，Au的厚度为800～1500nm；
(e7)在300～500℃温度下，将包括所述Cr/Pt/Au材料、所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层的整个材料进行退火处理，以在所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层与所述Cr/Pt/Au材料接触界面处形成金属化合物；
(e8)去除所述Cr/Pt/Au材料；
(e9)在所述金属化合物表面淀积金属；
(e10)光刻所述金属以形成所述电极。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤(e10)之后还包括：
(x1)利用PECVD工艺，在所述电极、所述第一p型GaN接触层、所述第二p型GaN接触层、所述第一n型GaN层及所述第二n型GaN层表面淀积SiO2钝化层；
(x2)选择性刻蚀所述SiO2钝化层，露出所述电极；
(x3)去除所述蓝宝石衬底底部部分材料；
(x4)在所述蓝宝石衬底底部镀金属反射层。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述金属反射层为Al或Ni或Ti。
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