DE112023000173T5 - LED Chip auf Basis eines Aluminiumoxid Siliziumdioxid Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür - Google Patents

LED Chip auf Basis eines Aluminiumoxid Siliziumdioxid Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür Download PDF

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Guochang Li
Zhijun Xu
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Abstract

Die vorliegende Anwendung stellt einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür bereit. Der LED-Chip umfasst ein Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat, eine Verbundpufferschicht und eine LED-Strukturschicht, wobei die Verbundpufferschicht epitaktisch auf dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat aufgewachsen ist und die LED-Strukturschicht epitaktisch auf der Verbundpufferschicht aufgewachsen ist. Die Verbundpufferschicht umfasst: eine Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und eine Siliziumoxynitrid-Schicht, wobei das Aluminiumoxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bedeckt ist und das Siliziumdioxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und der Siliziumoxynitrid-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist. Die Verbundpufferschicht hat eine gleichmäßigere Dicke auf den Aluminiumoxid- und Siliziumdioxid-Materialien und kann die Gitterfehlanpassung und die Freisetzung von Spannungen vom Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat zur LED-Barriere-Kristallunterschicht aufgrund der unterschiedlichen Materialien besser puffern, wodurch die Defekte an der Grenzschicht reduziert werden.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität für die chinesische Patentanmeldung Nr. 202211021069.3 mit dem Titel „LED-Chip auf Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür“, die am 24. August 2022 bei der China National Intellectual Property Administration eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das technische Gebiet der LED-Chips und insbesondere auf einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats und ein Verfahren zu dessen Herstellung
  • STAND DER TECHNIK
  • LED (Light Emitting Diode, lichtemittierende Diode) ist ein häufig verwendetes lichtemittierendes Bauelement, das bei der Rekombination von Elektronen und Löchern Energie freisetzt und Licht aussendet. LED-Produkte sind in verschiedenen Branchen weit verbreitet und spielen eine wichtige Rolle im täglichen Leben und in der Produktion. Die MOCVD-Methode (Metal-Organic Chemical Vapour Deposition, metallorganische chemische Gasphasenabscheidung) wird in der Industrie hauptsächlich zur Herstellung von LED-Epitaxie-Wafern verwendet, wobei im Allgemeinen ein PSS-Substrat (Patterned Sapphire Substrate, grafisches Saphir-Substrat) verwendet wird. Auf dem PSS-Substrat wird eine Maske für das Trockenätzen aufgewachsen, und die Maske wird mit einem standardisierten Photolith-Verfahren strukturiert. Danach wird der Saphir mit einer ICP(Inductively Coupled Plasma)-Ätztechnik geätzt. Die Maske wird entfernt, während darauf ein GaN-Material (Galliumnitrid) aufgewachsen wird, so dass die vertikale Epitaxie des GaN-Materials in eine laterale Epitaxie übergeht. Einerseits kann die Versetzungsdichte des epitaktischen GaN-Materials effektiv reduziert werden, so dass die nicht-strahlende Rekombination im aktiven Bereich verringert werden kann, der Leckstrom in umgekehrter Richtung verringert und die Lebensdauer der LED verbessert werden kann. Andererseits verändert das vom aktiven Bereich emittierte Licht den Austrittswinkel des total reflektierten Lichts durch Mehrfachstreuung an der Grenzfläche von GaN und Saphirsubstrat, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass das von der invertierten LED emittierte Licht aus dem Saphirsubstrat austritt, wodurch die Lichtausbeute verbessert wird.
  • Der LED-Markt tendiert dazu, stabil und routinemäßig herzustellen. Es gibt eine steigende Nachfrage nach höherwertigen, anspruchsvollen Produkten, insbesondere nach Produkten mit hoher Lichteffizienz. Es ist jedoch schwieriger, den internen Quantenwirkungsgrad zu verbessern, weshalb es wichtiger ist, den externen Quantenwirkungsgrad und die Lichtextraktionsleistung zu verbessern. Um die externe Quanteneffizienz und die Lichtextraktionseffizienz in der Industrie zu verbessern, wird in der Regel ein Aluminiumoxid-Siliziumdioxid (Al2O3/SiO2)-Verbund-PSS-Substrat in Kombination mit einer LED-Barriere-Kristallunterschicht verwendet, d.h. ein Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat wird verwendet. Eine Schicht aus AIN (Aluminiumnitrid) wird als Pufferschicht epitaktisch auf dem Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substratmuster aufgewachsen, und dann wird eine LED-Strukturschicht epitaktisch auf der Pufferschicht aufgewachsen.
  • Einerseits ist jedoch aufgrund der Wachstumsrate von AIN- und GaN-Materialien der Unterschied zwischen Al2O3-Material und SiO2-Material im Musterteil des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats relativ groß, so dass die Dickengleichmäßigkeit der AIN-Pufferschicht schlecht ist. Andererseits weist das Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat eine schlechte Gitterqualität im SiO2-Muster und in der SiO2-Materialschicht auf, und es gibt einige Probleme, wie z. B. eine hohe Konzentration von Sauerstoffvakanz-Defekten.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Anwendung stellt einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür bereit, um die Probleme der schlechten Dickengleichmäßigkeit und der schlechten Gitterqualität einer verwendeten Pufferschicht aus AIN zu lösen.
  • In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Verbundsubstrats bereit, der Folgendes umfasst: ein Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat, eine Verbundpufferschicht und eine LED-Strukturschicht, wobei die Verbundpufferschicht auf dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat epitaktisch aufgewachsen ist, und die LED-Strukturschicht auf der Verbundpufferschicht epitaktisch aufgewachsen ist; wobei die Verbundpufferschicht eine Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und eine Siliziumoxynitrid-Schicht umfasst, wobei das Aluminiumoxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bedeckt ist und das Siliziumdioxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und der Siliziumoxynitrid-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist; und wobei das Aluminiumoxynitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht mit dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat verbunden ist und das Aluminiumnitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht mit der LED-Strukturschicht verbunden ist.
  • In einigen Ausführungsformen beträgt die Dicke des Aluminiumoxynitrids in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht 30-60% der Gesamtdicke der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht.
  • In einigen Ausführungsformen hat die Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht eine Dicke von 100-250A und die Siliziumoxynitrid-Schicht eine Dicke von 100-300A.
  • In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Anwendung auch ein Herstellungsverfahren für einen LED-Chip zur Herstellung des LED-Chips auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats bereit, wobei das Herstellungsverfahren umfasst: Einbringen eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrats in eine Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung und epitaktisches Aufwachsen einer Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht durch physikalische Gasphasenabscheidung, um ein erstes Substrat zu erhalten; Einbringen des ersten Substrats in eine Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung und epitaktisches Aufwachsen einer Siliziumoxinitrid-Schicht durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung, um ein zweites Substrat zu erhalten; und epitaktisches Aufwachsen einer LED-Strukturschicht auf dem zweiten Substrat.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt zum zum Erhalten eines ersten Substrats durch Einbringen eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrats in eine Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung und epitaktischen Aufwachsen einer Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht durch physikalische Gasphasenabscheidung: Beschuss eines Aluminium-Targetmaterials mit Argongas unter einer Stickstoffgasatmosphäre in einer Kammer der Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung auf eine Oberfläche einer Grundplatte des Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbundsubstrats PSS durch Magnetronsputtern, Einleiten von Sauerstoffgas und Reagieren, um eine Aluminiumoxynitrid-Dünnschicht zu erhalten, die epitaktisch auf dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat aufgewachsen ist; und Beenden der Sauerstoffzufuhr und Reagieren, um einen Aluminiumnitrid-Dünnfilm zu erhalten, der epitaktisch auf der Aluminiumoxynitridschicht aufgewachsen ist, um das erste Substrat zu erhalten.
  • In einigen Ausführungsformen wird die Sputterleistung der Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung im Bereich von 3000 bis 4500 W und die Sputtertemperatur im Bereich von 500 bis 650 °C eingestellt, wobei die Durchflussrate für das Einleiten des Sauerstoffes 2 sccm bis 6 sccm beträgt, und wobei die Zeit für das Einleiten des Sauerstoffes 30 bis 60 % der Gesamtzeit des epitaktischen Wachstums der physikalischen Gasphasenabscheidung beträgt.
  • In einigen Ausführungsformen umfasst der Schritt zum Erhalten eines zweiten Substrats durch Einbringen des ersten Substrats in eine Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung und epitaktischen Aufwachsen einer Siliziumoxynitrid-Schicht durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung: Durchführen einer thermischen Behandlung des ersten Substrats in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer ersten vorgegebenen Temperatur in der Vorrichtung für die Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung, wobei die thermische Behandlung für eine erste vorgegebene Zeit andauert ; Umwandeln der Atmosphäre in eine gemischte Atmosphäre aus Stickstoffgas und Ammoniakgas, wobei das Stickstoffgas ein Trägergas und das Ammoniakgas ein Reaktionsgas ist, um eine Stickstoffquelle bereitzustellen; Durchführen einer thermischen Substitutionsreaktion bei einer zweiten vorgegebenen Temperatur, um eine Siliziumoxynitridschicht zu erhalten, die epitaktisch auf dem ersten Substrat aufgewachsen ist, wobei die zweite vorgegebene Temperatur niedriger als die erste vorgegebene Temperatur ist und die thermische Substitutionsreaktion für eine zweite vorgegebene Zeit andauert; und Aufrechterhalten einer gemischten Atmosphäre aus Stickstoffgas und Ammoniakgas, Steuern und Absenken der Temperatur auf eine dritte vorgegebene Temperatur, um eine Glühbehandlung durchzuführen, wobei die dritte vorgegebene Temperatur niedriger ist als die zweite vorgegebene Temperatur und die Glühbehandlung für eine dritte vorgegebene Zeit andauert, um das zweite Substrat zu erhalten.
  • In einigen Ausführungsformen liegt die erste vorgegebene Temperatur im Bereich von 1050°C-1150°C und die erste vorgegebene Zeit im Bereich von 1-5min; die zweite vorgegebene Temperatur liegt im Bereich von 800°C-1000°C, und die zweite vorgegebene Zeit liegt im Bereich von 5min-20min; die dritte vorgegebene Temperatur liegt im Bereich von 550°C-650°C und die dritte vorgegebene Zeit liegt im Bereich von 20min-30min.
  • In einigen Ausführungsformen hat die epitaktisch gewachsene Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht eine Dicke von 100-250A und die epitaktisch gewachsene Siliziumoxynitrid-Schicht eine Dicke von 100-300A.
  • Die vorliegende Anwendung stellt einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür bereit, wobei der LED-Chip ein Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbund-PSS-Substrat, eine Verbundpufferschicht und eine LED-Strukturschicht umfasst, wobei die Verbundpufferschicht auf dem Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbund-PSS-Substrat epitaktisch gewachsen ist und die LED-Strukturschicht auf der Verbundpufferschicht epitaktisch gewachsen ist. Die Verbundpufferschicht umfasst: eine Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und eine Siliziumoxynitrid-Schicht, wobei das Aluminiumoxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bedeckt ist und das Siliziumdioxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und der Siliziumoxynitrid-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist, wobei das Aluminiumoxynitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht mit dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat verbunden ist und das Aluminiumnitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht mit der LED-Strukturschicht verbunden ist. Die Verbundpufferschicht hat eine gleichmäßigere Dicke auf den Aluminiumoxid- und Siliziumdioxid-Materialien und kann die Gitterfehlanpassung und den Spannungsabbau vom Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat zur LED-Barriere-Kristallunterschicht aufgrund der unterschiedlichen Materialien besser puffern, wodurch die Defekte an der Grenzschicht reduziert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Um die technische Lösung der vorliegenden Anmeldung klarer zu erläutern, werden im Folgenden kurz die Zeichnungen vorgestellt, die in den Ausführungsformen verwendet werden müssen. Es ist offensichtlich, dass eine Fachkraft in diesem Bereich andere Zeichnungen gemäß diesen Zeichnungen erhalten kann, ohne erfinderischen Aufwand zu betreiben.
    • 1 ist eine schematische Darstellung einer Struktur eines LED-Chips auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung;
    • 2 ist eine schematische Darstellung einer Struktur eines Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats;
    • 3 ist eine schematische Darstellung einer Struktur einer AIN-Pufferschicht;
    • 4 ist eine schematische Darstellung der Struktur eines LED-Chips mit einer AIN-Pufferschicht;
    • 5 ist ein TEM-Bild I eines LED-Chips mit einer AIN-Pufferschicht;
    • 6 ist ein TEM-Bild II eines LED-Chips mit einer AIN-Pufferschicht;
    • 7 ist das TEM-Bild I eines LED-Chips auf Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats, das gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bereitgestellt wird;
    • 8 ist ein TEM-Bild II eines LED-Chips auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats, das gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bereitgestellt wird;
    • 9 ist ein schematisches Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens eines LED-Chips auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats, das gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 10 ist ein schematisches Flussdiagramm des epitaktischen Wachstums einer SiOxNy-Schicht durch MOCVD auf einem ersten Substrat, um ein zweites Substrat zu erhalten, das gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bereitgestellt wird;
    • 11 ist eine schematische Darstellung einer Struktur für das epitaktische Wachstum einer AlOxNy-Schicht auf einem Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat, das gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 12 ist eine schematische Darstellung einer Struktur zum epitaktischen Aufwachsen einer AIN-Schicht auf einer AlOxNy-Schicht, die gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird;
    • 13 ist eine schematische Darstellung einer Struktur nach thermischer Behandlung einer AIOxNy/AIN-Schicht, die gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bereitgestellt wird;
    • 14 ist eine schematische Darstellung einer Struktur einer Verbundpufferschicht, die gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bereitgestellt wird;
    • 15 ist ein teilweise vergrößertes schematisches Strukturdiagramm bei A in 14.
  • AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend werden Ausführungsformen im Detail erläutert, deren Zeichen in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wenn in der folgenden Beschreibung auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, bezeichnen gleiche Zahlen in verschiedenen Figuren gleiche oder ähnliche Elemente, sofern nicht anders angegeben. Die in den folgenden Ausführungsformen beschriebenen Implementierungen stellen nicht alle Implementierungen dar, die mit der vorliegenden Anwendung vereinbar sind. Es handelt sich lediglich um Beispiele für Systeme und Verfahren, die wie in den Ansprüchen beschrieben mit bestimmten Aspekten der vorliegenden Anmeldung, übereinstimmen.
  • Epitaxiales Wachstum bezieht sich auf das Wachstum einer Einkristall-Schicht auf einem Einkristall-Substrat (Basisplatte) mit einer bestimmten Anforderung und der gleichen Kristallorientierung wie das Substrat, so als ob sich der ursprüngliche Kristall bis zu einem gewissen Grad ausgedehnt hätte. Es gibt verschiedene Verfahren für das Aufwachsen von Epitaxie-Schichten, zum Beispiel: Flüssigphasenepitaxie (Liquid Phase Epitaxy, LPE), physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapour Deposition, PVD), metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (Metal-organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD), Hydrid-Gasphasenepitaxie (Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE), Molekularstrahlepitaxie (Molecular Beam Epitaxy, MBE) usw. Im Allgemeinen ist das MOCVD-Epitaxie-Verfahren für die industrielle Produktion am weitesten verbreitet.
  • MOCVD ist ein neues Gasphasen-Epitaxie-Verfahren, das auf der Grundlage der Gasphasenepitaxie (VPE) entwickelt wurde. MOCVD ist ein Verfahren, bei dem organische Verbindungen der Elemente der Gruppen III und II und Hydride der Elemente der Gruppen V und VI als Ausgangsmaterial für das Kristallwachstum verwendet werden und verschiedene III-V-Hauptgruppen- und II-VI-Untergruppen-Verbindungshalbleiter und ihre Mehrkomponenten-Festlösung auf einem Substrat durch Gasphasenepitaxie in einer thermischen Zersetzungsreaktion gezüchtet werden, um ein dünnschichtiges Einkristall-Material zu erhalten. MOCVD hat die Vorteile einer präzisen Kontrolle des Kristallwachstums, einer guten Wiederholbarkeit, einer hohen Ausbeute und ist für die industrielle Produktion geeignet.
  • Das PVD-Verfahren ist ein Verfahren, bei dem die Oberfläche einer Materialquelle (fest oder flüssig) unter Vakuum physikalisch in gasförmige Atome oder Moleküle verdampft oder teilweise in Ionen ionisiert wird und ein dünner Film mit einer bestimmten Funktion auf der Oberfläche eines Substrats durch einen Niederdruck-Gas- (oder Plasma-) Prozess abgeschieden wird.
  • In einigen Ausführungsformen ist unter Bezugnahme auf 2 ein Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat dargestellt. Auf dem Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substratmuster wird eine Schicht aus AIN (Aluminiumnitrid) als Pufferschicht epitaktisch aufgewachsen (siehe 3). Eine LED-Strukturschicht wird dann epitaktisch auf die AIN-Pufferschicht aufgewachsen (siehe 4).
  • Einerseits gibt es jedoch einen relativ großen Unterschied zwischen den Wachstumsraten der AIN- und GaN-Materialien auf dem Al2O3-Material und auf dem SiO2-Material im Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substratmusterabschnitt. Andererseits hat die SiO2-Materialschicht im SiO2-Muster des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats eine schlechte Gitterqualität. Es gibt einige Probleme wie z. B. eine hohe Konzentration von Sauerstoffleerstellen. Die 5 und 6 zeigen mikroskopische Bilder, die mit einem Transmissionselektronenmikroskop (TEM) in den vorgenannten Ausführungsformen aufgenommen wurden. Wie aus 6 ersichtlich ist, beträgt die Dicke der AIN-Pufferschicht auf dem SiO2-Material eines Musterteils des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats 49A und 74A, während die Dicke der AIN-Pufferschicht auf dem Al2O3-Material eines Musterteils des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats 125A und 152A beträgt. Es ist zu erkennen, dass der Dickenunterschied zwischen diesen beiden Schichten fast doppelt so groß ist und die Gleichmäßigkeit der Dicke nicht gut ist. Aus den Pfeilpositionen in 5 ist jedoch deutlich zu erkennen, dass im SiO2-Musterteil des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats Sauerstoffvakanz-Defekte vorhanden sind.
  • Um das oben erwähnte Problem zu lösen, stellt die vorliegende Anwendung einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats bereit, siehe 1. Er umfasst ein Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-(Al2O3/SiO2)-Verbund-PSS-Substrat, eine Verbundpufferschicht und eine LED-Strukturschicht, wobei die Verbundpufferschicht epitaktisch auf dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat aufgewachsen ist und die LED-Strukturschicht epitaktisch auf der Verbundpufferschicht aufgewachsen ist.
  • Die Verbundpufferschicht wird verwendet, um die Gitterfehlanpassung und den Spannungsabbau vom Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat zur LED-Barriere-Kristallunterschicht aufgrund der unterschiedlichen Materialien besser zu puffern und die Defekte an der Grenzschicht zu reduzieren. Die LED-Strukturschicht ist die Hauptarbeitsstrukturschicht der LED. Die LED-Strukturschicht kann beispielsweise Folgendes umfassen: eine U-förmige GaN-Schicht, eine N-förmige GaN-Schicht, eine Spannungsabbauschicht, eine Elektronenanreicherungsschicht, eine Mehrfach-Quantentopfschicht und eine P-Schicht. Die U-förmige GaN-Schicht wird als LED-Sperrkristall-Unterschicht verwendet, um die externe Quanteneffizienz und die Lichtausbeute zu verbessern. Die N-Typ-GaN-Schicht dient zur Bildung eines N-Typ-Bereichs der LED, wobei ein Elektron, das vom N-Typ-Bereich bereitgestellt wird, mit einem Loch im Quantentopf rekombiniert, um Licht anzuregen, was eine der Hauptstrukturen der LED ist. Die Spannungsabbauschicht wird zum Abbau von Spannungen zwischen den Gittern verwendet. Eine Elektronenanreicherungsschicht sorgt für eine Anreicherung der Elektronen im N-Typ-Bereich. Mehrfach-Quantentopf (multiple quantum well, MQW) bezeichnet ein System, in dem mehrere Quantentöpfe kombiniert sind. In Bezug auf die Materialstruktur und den Wachstumsprozess gibt es keinen wesentlichen Unterschied zwischen Mehrfach-Quantentöpfen und Übergittern, nur dass die Übergitter-Grenzschicht relativ dünn ist und die Kopplung zwischen den Potenzialtöpfen stark ist, wodurch Mikrostreifen entstehen, während die Grenzschicht zwischen Mehrfach-Quantentöpfen dick ist und es im Wesentlichen keine Tunnelkopplung gibt, so dass keine Mikrostreifen entstehen. Die Mehrfach-Quantentopf-Struktur wird hauptsächlich wegen ihrer optischen Eigenschaften verwendet und ist eine der grundlegenden Strukturschichten der LED-Epitaxie-Struktur. Die P-Schicht, die verwendet wird, um den P-Typ-Bereich der LED zu bilden, ist eine der Hauptstrukturen der LED.
  • Die Verbundpufferschicht umfasst eine Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht (AlOxNy/AlN) und eine Siliziumoxynitrid-Schicht (SiOxNy), wobei das Aluminiumoxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bedeckt ist und das Siliziumdioxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und der Siliziumoxynitrid-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist. Das Aluminiumoxynitrid (AlOxNy) in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht ist mit dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat verbunden. Das Aluminiumnitrid (AIN) in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht ist mit der LED-Strukturschicht verbunden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform beträgt die Dicke des Aluminiumoxynitrids in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht 30%-60% der Gesamtdicke der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht. Damit kann Gitterdefekte reduziert und das Gitter dichter gemacht werden.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform hat die Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht eine Dicke von 100-250A und die Siliziumoxynitrid-Schicht eine Dicke von 100-300A. Damit kann sie Gitterfehlanpassungen und Spannungsabbau aufgrund unterschiedlicher Materialien besser pufferen und Defekte an der Grenzschicht reduzieren.
  • Die 7 und 8 sind TEM-Bilder I bzw. II eines LED-Chips, der auf einem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrat basiert, das gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Anwendung bereitgestellt wird. Aus 8 ist ersichtlich, dass die Dicke der Verbundpufferschicht auf dem SiO2-Material eines Musterteils des Al2O3/SiO2-Komposit-PSS-Substrats 57A und 124A beträgt, während die Dicke der Komposit-Pufferschicht auf dem Al2O3-Material des Musterteils des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats 88A und 117 A beträgt. Es ist ersichtlich, dass die Dicke der beiden Schichten nicht so unterschiedlich ist. Es ist jedoch kein offensichtlicher Gitterdefekt im SiO2-Musterteil des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats in 7 zu erkennen, und das Kristallgitter ist dichter.
  • Basierend auf den oben erwähnten Ausführungsformen stellt die vorliegende Anmeldung auch ein Herstellungsverfahren für einen LED-Chips zur Herstellung des LED-Chips auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbundsubstrats in den oben erwähnten Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung bereit. Wie in 9 dargestellt, umfasst das Herstellungsverfahren:
    • S100: Ein Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat wird in eine Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) eingebracht, und eine AIOxNy/AIN-Schicht wird durch physikalische Gasphasenabscheidung epitaktisch aufgewachsen, um ein erstes Substrat zu erhalten.
  • In einer Kammer der PVD-Vorrichtung wird eine Sputterleistung der PVD-Vorrichtung im Bereich von 3000-4500 W und eine Sputtertemperatur im Bereich von 500-650°C eingestellt. In einer Stickstoff (N2)-Atmosphäre wird ein Aluminium (Al)-Target mit Argon (Ar)-Gas auf die Oberfläche einer Grundplatte des Al2O3/SiO2-Verbundstoff-PSS-Substrats durch Magnetronsputtern beschießt. Zunächst wird Sauerstoff (O2) mit einer Flussrate von 2 sccm-6sccm (Standard-Kubikzentimeter pro Minute) zur Reaktion eingeführt, um eine AlOxNy-Folie zu erhalten, der auf dem Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat epitaktisch aufgewachsen ist. Wie in 11 dargestellt, beträgt die Zeit für die Zufuhr von O2 30-60 % der Gesamtzeit für das epitaktische PVD-Wachstum, d. h. die Dicke des AlOxNy beträgt 30-60 % der Gesamtdicke der AIOxNy/AIN-Schicht. Danach wird die Sauerstoffzufuhr beendet. Die Reaktion führt zu einer Aluminiumnitrid (AIN)-Folie, der auf der Aluminiumoxynitrid (AIOxNy)-Schicht epitaktisch wächst. Unter Bezugnahme auf 12 wird ein erstes Substrat erhalten, wobei das erste Substrat ein Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat mit einer durch PVD abgeschiedenen AlOxNy/AIN-Schicht ist.
  • S200: Das erste Substrat wird in eine Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung eingebracht, und eine Siliziumoxynitrid-Schicht wird durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung epitaktisch aufgewachsen, um ein zweites Substrat zu erhalten. Mit Bezug auf 10 wird S200 durch S210-S230 realisiert.
  • S210: In der MOCVD-Vorrichtung wird das erste Substrat bei einer ersten vorgegebenen Temperatur thermisch behandelt.
  • Das erste Substrat wird in eine Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung (MOCVD) eingebracht, in der das erste Substrat einer thermischen Behandlung in einer Wasserstoffatmosphäre (H2) bei einer ersten vorgegebenen Temperatur unterzogen wird. Beispielhaft liegt die erste vorgegebene Temperatur im Bereich von 1050°C-1150°C. Die thermische Behandlung wird für eine erste vorgegebene Zeit durchgeführt. Beispielhaft liegt die erste vorgegebene Zeit im Bereich von 1-5 Minuten.
  • Wie aus 13 gezeigt, ist die AlOxNy/AIN-Schicht auf einer Oberflächenschicht mit SiO2-Muster nur schwer durch Abscheidung zu erzeugen. Der REM-Scan zeigt, dass die Wachstumsmorphologie eine nicht-filmartige, unregelmäßig diskontinuierliche Verteilung ist. Daher ist eine thermische Behandlung erforderlich, um Verunreinigungen wie Wasser und Sauerstoff in der Oberflächenschicht des Substrats zu entfernen. Im Prozess der hohen Temperatur kann die Verbundsubstanz der AIOxNy/AIN-Schicht, die auf dem Oberflächenschichtvon SiO2 abgeschieden wird, einen Agglomerationseffekt erfahren, um körnige Partikel mit einem größeren Intervall zu bilden. Damit wird ein größerer Bereich der Oberflächenschicht von SiO2 freigelegt.
  • S220: Eine thermische Substitutionsreaktion wird bei einer zweiten vorgegebenen Temperatur durchgeführt, um eine SiOxNy-Schicht zu erhalten.
  • Die Atmosphäre wird in eine Mischatmosphäre aus Stickstoff (N2) und Ammoniak (NH3) umgewandelt, wobei N2 ein Trägergas und NH3 ein Reaktionsgas ist, um eine Stickstoff- (N)-Quelle bereitzustellen. Die thermische Substitutionsreaktion wird bei einer zweiten vorgegebenen Temperatur durchgeführt, wobei die zweite vorgegebene Temperatur niedriger als die erste vorgegebene Temperatur ist. Beispielhaft liegt die zweite vorgegebene Temperatur im Bereich von 800°C bis 1000 °C. Die Reaktion führt zu einem epitaktischen Wachstum einer SiOxNy-Schicht auf dem ersten Substrat. Wie in 14 dargestellt, dauert die thermische Substitutionsreaktion für eine zweite vorgegebene Zeit an. Beispielhaft liegt die zweite vorgegebene Zeit im Bereich von 5min-20min, um die Dicke und die Konzentration der N-Substitutionskomponente der SiOxNy-Schicht auf der SiO2-Oberflächenschicht zu steuern.
  • S230: Die Temperatur wird auf eine dritte vorgegebene Temperatur für eine Glühbehandlung gesenkt, um ein zweites Substrat zu erhalten.
  • Die gemischte Atmosphäre aus N2 und NH3 wird weiterhin aufrechterhalten, und die Temperatur wird so gesteuert, dass sie auf eine dritte vorgegebene Temperatur für die Glühbehandlung sinkt, wobei die dritte vorgegebene Temperatur niedriger ist als die zweite vorgegebene Temperatur. Beispielhaft liegt die dritte vorgegebene Temperatur im Bereich von 550°C-650°C. Die Glühbehandlung wird für eine dritte vorgegebene Zeit durchgeführt. Beispielhaft liegt die dritte vorgegebene Zeit im Bereich von 20 Minuten bis 30 Minuten, um eine große Menge an H-Verunreinigungen zu entfernen, die in der Oberflächenschicht des SiOxNy-Films vorhanden sind, der bei der thermischen Austauschreaktion in Schritt S220 erzeugt wurde. Nach dem Glühen wird ein zweites Substrat erhalten, siehe 14. Das zweite Substrat ist ein Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat mit einer Verbundpufferschicht. Die Verbundpufferschicht umfasst: eine AIOxNy/AIN-Schicht und eine SiOxNy-Schicht, wobei das Al2O3 in dem Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat mit der AlOxNy/AIN-Schicht bedeckt ist und das SiO2 in dem Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrat mit der AlOxNy/AIN-Schicht und der SiOxNy-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist, siehe 15. Beispielhaft beträgt die Dicke der epitaktisch gewachsenen AIOxNy/AIN-Schicht 100-250A und die Dicke der epitaktisch gewachsenen SiOxNy-Schicht 100-300A.
  • S300: Eine LED-Strukturschicht wird epitaktisch auf dem zweiten Substrat aufgewachsen.
  • Beispielhaft können LED-Strukturschichten wie eine U-Typ-GaN-Schicht, eine N-Typ-GaN-Schicht, eine Spannungsabbauschicht, eine Elektronenanreicherungsschicht, eine Mehrfach-Quantentopfschicht und eine P-Schicht nacheinander auf dem zweiten Substrat epitaktisch aufgewachsen werden. Jede Methode kann für das epitaktische Aufwachsen der LED-Strukturschichten verwendet werden. Die Beschreibung derselben im Detail wird in der vorliegenden Anwendung weggelassen.
  • Die 7 und 8 zeigen TEM-Bilder von LED-Chips, die mit dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren hergestellt wurden. Aus 8 ist ersichtlich, dass die Dicke der Verbundpufferschicht auf dem SiO2-Material eines Musterteils des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats 57A und 124A beträgt, während die Dicke der Verbundpufferschicht auf dem Al2O3-Material des Musterteils des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats 88A und 117A beträgt. Es ist ersichtlich, dass die Dicke der beiden Schichten nicht so unterschiedlich ist. Es ist jedoch aus 7 ersichtlich, dass der SiO2-Musterteil des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats keine offensichtlichen Gitterdefekte aufweist und sein Gitter dichter ist. Im Vergleich zu dem LED-Chip in 5 und 6 ist die Dickengleichmäßigkeit der Verbundpufferschicht auf dem Al2O3-Material und auf dem SiO2-Material des Al2O3/SiO2-Verbund-PSS-Substrats stark verbessert. Es gibt keine offensichtlichen Gitterdefekte in dem Musterteil des SiO2 und die Gitterqualität ist ebenfalls stark verbessert.
  • Die vorliegende Anwendung stellt einen LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Verbundsubstrats und ein Herstellungsverfahren dafür bereit, wobei der LED-Chip ein Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Verbund-PSS-Substrat, eine Verbundpufferschicht und eine LED-Strukturschicht umfasst. Eine Verbundpufferschicht wird auf dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Komposit-PSS-Substrat epitaktisch aufgewachsen, und die LED-Strukturschicht wird auf der Verbundpufferschicht epitaktisch aufgewachsen. Die Verbundpufferschicht umfasst: eine Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und eine Siliziumoxynitrid-Schicht, wobei das Aluminiumoxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bedeckt ist und das Siliziumdioxid in dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und der Siliziumoxynitrid-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist. Das Aluminiumoxynitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht ist mit dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat verbunden, und das Aluminiumnitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht ist mit der LED-Strukturschicht verbunden. Die Verbundpufferschicht hat eine bessere Dickengleichmäßigkeit auf den Aluminiumoxid- und Siliziumdioxid-Materialien und kann die Gitterfehlanpassung und den Spannungsabbau vom Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat zur LED-Barriere-Kristallunterschicht aufgrund der unterschiedlichen Materialien besser puffern. Damit kann die Defekte an der Grenzschicht reduziert werden.
  • Die Ähnlichkeiten zwischen den Ausführungsformen in dieser Anmeldung können aufeinander bezogen werden. Die oben genannten spezifischen Ausführungsformen sind nur einige Beispiele im Rahmen des allgemeinen Konzepts dieser Anmeldung und stellen keine Einschränkung des Schutzumfangs dieser Anmeldung dar. Für die Fachkraft fallen alle anderen Ausführungsformen, die gemäß dieser Anmeldung ohne kreative Arbeit erweitert werden, in den Schutzbereich dieser Anmeldung.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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Claims (9)

  1. LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbundsubstrats, umfassend: ein Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbund-PSS-Substrat, eine Verbundpufferschicht und eine LED-Strukturschicht, wobei die Verbundpufferschicht auf dem Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbund-PSS-Substrat epitaktisch aufgewachsen ist und die LED-Strukturschicht auf der Verbundpufferschicht epitaktisch aufgewachsen ist; wobei die Verbundpufferschicht eine Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und eine Siliziumoxynitrid-Schicht umfasst; wobei das Aluminiumoxid in dem Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bedeckt ist und das Siliciumdioxid in dem Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbund-PSS-Substrat mit der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht und der Siliziumoxinitrid-Schicht in versetzten Weise bedeckt ist; und wobei das Aluminiumoxynitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht mit dem Aluminiumoxid-Kieselerde-Verbund-PSS-Substrat verbunden ist, und das Aluminiumnitrid in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht mit der LED-Strukturschicht verbunden ist.
  2. LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbundsubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Aluminiumoxynitrids in der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht 30%-60% der Gesamtdicke der Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht beträgt.
  3. LED-Chip auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbundsubstrats nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht eine Dicke von 100-250 A und die Siliziumoxinitrid-Schicht eine Dicke von 100-300 A aufweist.
  4. Herstellungsverfahren für einen LED-Chip zur Herstellung des LED-Chips auf der Basis eines Aluminiumoxid-Siliziumoxid-Verbundsubstrats nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren umfasst: Einbringen eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrats in eine Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung und epitaktisches Aufwachsen einer Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht durch physikalische Gasphasenabscheidung, um ein erstes Substrat zu erhalten; Einbringen des ersten Substrats in eine Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung und epitaktisches Aufwachsen einer Siliziumoxinitrid-Schicht durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung, um ein zweites Substrat zu erhalten; und epitaktisches Aufwachsen einer LED-Strukturschicht auf dem zweiten Substrat.
  5. Herstellungsverfahren für einen LED-Chip nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Erhalten eines ersten Substrats durch Einbringen eines Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrats in eine Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung und epitaktischen Aufwachsen einer Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht durch physikalische Gasphasenabscheidung: Beschuss eines Aluminium-Targetmaterials mit Argongas in einer Stickstoffgasatmosphäre in einer Kammer der Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung auf eine Oberfläche einer Grundplatte des Aluminiumoxid-Siliciumdioxid-Verbundsubstrats PSS durch Magnetronsputtern, Einleiten von Sauerstoffgas und Reagieren, um eine Aluminiumoxynitrid-Dünnschicht zu erhalten, die epitaktisch auf dem Aluminiumoxid-Siliziumdioxid-Verbund-PSS-Substrat aufgewachsen ist; Beenden der Sauerstoffzufuhr und Reagieren, um einen Aluminiumnitrid-Dünnfilm zu erhalten, der epitaktisch auf der Aluminiumoxynitridschicht aufgewachsen ist, um das erste Substrat zu erhalten, umfasst.
  6. Herstellungsverfahren für einen LED-Chip nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sputterleistung der Vorrichtung zur physikalischen Gasphasenabscheidung im Bereich von 3000 bis 4500 W und die Sputtertemperatur im Bereich von 500 bis 650 °C eingestellt wird; dass die Durchflussrate für das Einleiten des Sauerstoffgases 2 sccm bis 6 sccm beträgt und die Zeit für das Einleiten des Sauerstoffgases 30 bis 60 % der Gesamtzeit für das epitaktische Wachstum durch die physikalische Gasphasenabscheidung beträgt.
  7. Herstellungsverfahren für einen LED-Chip nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt zum Erhalten eines zweiten Substrats durch Einbringen des ersten Substrats in eine Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung und epitaktischen Aufwachsen einer Siliziumoxynitrid-Schicht durch metallorganische chemische Gasphasenabscheidung: Durchführen einer thermischen Behandlung des ersten Substrats in einer Wasserstoffatmosphäre bei einer ersten vorgegebenen Temperatur in der Vorrichtung für die Vorrichtung zur metallorganischen chemischen Gasphasenabscheidung, wobei die thermische Behandlung für eine erste vorgegebene Zeit andauert; Umwandeln der Atmosphäre in eine gemischte Atmosphäre aus Stickstoffgas und Ammoniakgas, wobei das Stickstoffgas ein Trägergas und das Ammoniakgas ein Reaktionsgas ist, um eine Stickstoffquelle bereitzustellen; Durchführen einer thermischen Substitutionsreaktion bei einer zweiten vorgegebenen Temperatur, um eine Siliziumoxynitridschicht zu erhalten, die epitaktisch auf dem ersten Substrat aufgewachsen ist, wobei die zweite vorgegebene Temperatur niedriger als die erste vorgegebene Temperatur ist und die thermische Substitutionsreaktion für eine zweite vorgegebene Zeit andauert; und Aufrechterhalten einer gemischten Atmosphäre aus Stickstoffgas und Ammoniakgas, Steuern und Absenken der Temperatur auf eine dritte vorgegebene Temperatur, um eine Glühbehandlung durchzuführen, wobei die dritte vorgegebene Temperatur niedriger ist als die zweite vorgegebene Temperatur und die Glühbehandlung für eine dritte vorgegebene Zeit andauert, um das zweite Substrat zu erhalten; umfasst.
  8. Herstellungsverfahren für einen LED-Chip nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die erste vorgegebene Temperatur im Bereich von 1050°C-1150°C und die erste vorgegebene Zeit im Bereich von 1-5min liegt; dass die zweite vorgegebene Temperatur im Bereich von 800°C-1000°C liegt und die zweite vorgegebene Zeit einen Bereich von 5min-20min liegt; und dass die dritte vorgegebene Temperatur im Bereich von 550°C-650°C liegt und die dritte vorgegebene Zeit im Bereich von 20min-30min liegt.
  9. Herstellungsverfahren für einen LED-Chip nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumoxynitrid/Aluminiumnitrid-Schicht bis zu einer Dicke von 100-250A epitaktisch aufgewachsen wird und die Siliziumoxynitrid-Schicht bis zu einer Dicke von 100-300A epitaktisch aufgewachsen wird.
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