WO2010111854A1 - 紫外发光二极管器件及其制造方法 - Google Patents
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Description
紫外发光二极管器件及其制造方法 技术领域
本发明涉及发光二极管（以下将 "发光二极管"简写为 "LED")器件及其制造方法， 特别涉及可以提高出射光强的 AlGaN基多量子阱的紫外 LED器件及其制造方法。 背景技术
ιπ-ν族化合物半导体材料作为第三代半导体材料的杰出代表， 具有很多优良的特 性， 尤其是在光学应用方面， 由 Ga、 Al、 In、 N组成的合金 {Ga (Al, In) N}可以覆盖整 个可见光区和近紫外光区。 而且纤锌矿结构的 III族氮化物都是直接带隙， 非常适合于 光电子器件的应用。 特别是在紫外光区， AlGaN基多量子阱的紫外 LED器件已显示出巨 大的优势， 成为目前紫外光电器件研制的热点之一。 然而， 随着 LED器件发光波长的变 短， GaN基 LED器件有源层中 A1组分越来越高，高质量 AlGaN材料的制备具有很大难度， 特别是由于 AlGaN材料对紫外光的吸收强烈，造成紫外 LED器件的外量子效率和光功率 都很低， 这已成为了紫外 LED器件发展的瓶颈， 是当前急需解决的问题。
AlGaN基多量子阱紫外 LED器件具有广阔的应用前景。 首先， GaN基蓝绿光 LED器 件已取得了突破性的进展， 目前高亮度蓝绿光 LED器件已经商业化， 在景观照明、 大屏 幕背光源、 光通讯等领域都显示了强大的潜力。 其次， 白光 LED器件固态照明更是如火 如荼， 引发了第三次照明革命。 再次， 随着可见光领域的日趋成熟， 研究人员把研究重 点逐渐向短波长的紫外光转移， 紫外光在丝网印刷、 聚合物固化、 环境保护、 白光照明 以及军事探测等领域都有重大应用价值。
目前， 在国内和国际上， 主要是采用一些新的材料生长方法， 或者是采用新的结构 来减少应力对 AlGaN材料质量的破坏， 来提高 AlGaN材料的生长质量， 从而提高了紫外 LED器件的发光性能， 这些方法包括：
2002年，第一个低于 300nm的紫外 LED器件在美国南卡罗莱纳州立大学实现，在蓝 宝石衬底上制出了波长 285nm的 LED器件， 200 μ Χ200μ 芯片在 400mA脉冲电流下功率 为 0. 15mW，改进 p型和 n型接触电阻后，最大功率达到 0.25mW。参见文献 V. Adivarahan, J. P. Zhang, A. Chitnis, et al, "sub-Milliwatt Power III-N Light Emitting Diodes at 285歷， " Jpn J Appl Phy, 2002, 41: L435。 随后， 又取得了一系列突破性进展， 依次实现了 280nm、 269nm、 265nm的发光波长， LED器件最大功率超过 lmW。参见文献 W H Sun, J P Zhang, V Adivarahan, et al. "AlGaN-based 280nm light-emitting diodes with continuous wave powers in excess of 1.5mW" Appl Phys Lett, 2004, 85 (4)： 531； V Adivarahan, S Wu, J P Zhang, et al. "High-efficiency 269nm emission deep ultraviolet light-emitting diodes" Appl Phys Lett, 2004, 84(23) :4762; YBilenko: A Lunev, X Hu, et al. " 10 Milliwatt Pulse Operation of 265nm AlGaN Light Emitting
Diodes " Jpn J Appl Phys, 2005, 44 : L98.为了改善电流传输， 降低热效应， 对 100 μ mX 100 μ m的小面积芯片，按照 2 X 2阵列模式连接，并采用 fl ip-chip结构， 280nm 波长的功率可达到 24mW， 最大外量子效率 0. 35% 参见文献 W H Sun, J P Zhang, V Adivarahan, et al. "AlGaN-based 280nm l ight-emitting diodes with continuous wave powers in excess of 1. 5mW" Appl Phys Lett, 2004, 85 ( 4) : 531。 2004年， 又做出了 250nm的 LED器件， 200 μ X 200 μ 的芯片最大功率接近 0. 6mW， 但外量子效 率仅有 0. 01%。 参见文献 V Adivarahan, W H Sun, A Chitnis, et al. " 250nm AlGaN l ight-emitting diodes " Appl Phys Lett, 2004, 85 ( 12 ) : 2175。
2004年，美国西北大学、堪萨斯大学也在深紫外特别是 280_290nm波段取得了较大 进展。 Fischer A J, Al lerman A A, et al. Room-temperature direct current operation of 290nm Light-emitting diodes with mi l l iwatt power level [J] . Appl Phys Lett, 2004, 84 ( 17 ) : 3394.采用插丝状接触来改善芯片内部的电流扩展， 采用倒装焊结构提 高了 LED器件的散热能力，制出了 1隱 X 1隱大功率紫外 LED器件，发光波长 290歷， 300mA 直流下的发光功率达 1. 34mW， 外量子效率 0. 11%。 Kim K H, Fan Z Y, Khizar Μ, et al. AlGaN-based ultraviolet l ight-emitting diodes grown on A1N epi layers [J] . Appl Phys Lett, 2004, 85 ( 20) : 4777。
同年， 美国南卡罗莱纳州立大学又研制出 250和 255nm的深紫外 LED器件， 底部 缓冲层采用 AlGaN/AIN超晶格结构，生长出高质量的 AlGaN势垒层，制出了 200 X 200 μ m 的深紫外 LED器件， 在 300mA和 1000mA的脉冲电流下， 其发光功率分别达到 0. 16mW和 0. 57mW，但是由于采用底部出光的方式，其发光效率还是比较低。参见文献 V Adivarahan, W H Sun, A Chitnis, M Shatalov, S Wu, H P Maruska, M Asif Khan. " 250nm AlGaN l ight-emitting diodes " Appl Phys Lett, 2004, 85 ( 12 )： 2175。
2007年， 日本埼玉大学在 231_261nm波段的深紫外 LED器件的研究也取得了进展， 由于采用脉冲生长 A1N缓冲层，进一步减少了 A1N层的位错缺陷密度，从而生长出高 A1 组分的 AlGaN层， 使得 261nm 的深紫外 LED 器件的光功率以及外量子效率分布达到 1. 65mW禾口 0. 23%。参见文献 Hirayama Hideki , Yatabe Tohru, Noguchi Norimichi, Ohashi Tomoaki, Kamata Norihiko. " 231-261nm AlGaN deep-ultraviolet l ight-emitting diodes fabricated on A1N multi layer buffers grown by ammonia pulse-flow method on sapphire " Appl Phys Lett, 2007, 91 ( 7 ) ： 071901-1。
综上所述，当前，国际上 AlGaN基深紫外 LED器件的制造都是采用底部出光的方式， 对顶部出光的研究较少。 随着发光波长的减少， 底部缓冲层对紫外光的吸收越来越多， 严重影响了出射光功率以及外量子效率。 目前主要是通过改进器件的结构， 来提高外延 层的质量， 然而现有底部出光的技术还是存在很大的缺点， 一是光的出射路径过长， 中 途光的损耗过大， 往往造成光的外量子效率过低； 二是底部 A1N缓冲层的结晶质量都较 差， 造成材料的非辐射复合中心增多， 对紫外光的吸收较多； 三是底部缓冲层在电应力 作用下， 俘获光子的缺陷增加， 严重影响了器件的可靠性。
发明内容
本发明目的在于克服上述已有技术的缺点， 提出一种可靠性高、 成本低、 工艺简单 的紫外 LED器件及制造方法，改变了光的出射路径，提高输出光的功率以及外量子效率。
本发明的紫外发光二极管器件， 其特征在于： 包括在衬底 （1 ) 上依次生长的 A1N 成核层 （2、 3)、 本征 AlGaN外延层 （4)、 第一导电型 AlGaN势垒层 （5)、 有源区 （6)、 第二导电型的第一 AlGaN势垒层 （7)、 第二导电型的第二 AlGaN势垒层 （8 ) 和第二导 电型 GaN冒层 （9 ) ; 在第二导电型 GaN冒层 （9 ) 设有窗口 （10、 W、 A ) , 以使产生的光 发出。 其中， 所述窗口 （10、 W、 A ) 大致为圆锥体状、 半球体状和圆柱体状之一。
其中， 所述衬底 （1 ) 为 S iC衬底或蓝宝石衬底； 当所述衬底为 S iC衬底时， 在所 述 S iC衬底的背面形成了第一导电型电极， 在第二导电型 GaN冒层 （9 ) 形成了第二导 电型电极； 当所述衬底为蓝宝石衬底时， 在所述第一导电型 AlGaN势垒层 （5 ) 形成了 第一导电型电极， 在第二导电型 GaN冒层 （9 ) 形成了第二导电型电极。
本发明具有如下技术效果：
本发明的器件由于采用了顶部窗口结构， 不仅提高出射光的出射孔径， 而且使出射 光在窗口得到增强， 即使电应力使器件的 A1N缓冲层中的缺陷增多， 也不会影响出射光 的功率， 这将极大地推进 AlGaN基 S iC衬底的紫外 LED器件的实用化进程。
另外， 本发明顶部窗口结构的制造是通过光辅助湿法刻蚀 p-GaN冒层至 p型 AlGaN 势垒层， 形成出半球体状、 圆锥体状等形状的窗口， 使得发出的紫外光能从顶部辐射出 来， 有效的提高了光的输出功率以及器件的外量子效率。
另外， 本发明由于采用干法刻蚀窗口， 使得位于窗口底部的电子势垒层 p-AlGaN的 表面粗化， 进一步提高了出射光的出射效率。
另外， 本发明器件的制造工艺完全能与成熟的蓝光 GaN基 LED器件制备工艺兼容， 因而成本低、 工艺简单。 附图说明
图 1A〜图 1F是本发明的紫外 LED器件的剖面结构示意图；
图 2A〜2B是本发明的紫外 LED器件的一个实施例（S iC衬底、 圆柱体状窗口）的制 造流程图。
图 3A〜3C是本发明的紫外 LED器件的另一个实施例（蓝宝石衬底、 圆柱体状窗口） 的制造流程图。
图 4是本发明的紫外 LED器件的另一个实施例 （S iC衬底、 圆锥体状窗口） 的制造 流程图。
图 5是本发明的紫外 LED器件的另一个实施例 （蓝宝石衬底、 圆锥体状窗口） 的制 造流程图。
图 6A〜6C是本发明的紫外 LED器件的另一个实施例（S iC衬底、半球体状窗口）的 制造流程图。
图 7A〜7C是本发明的紫外 LED器件的另一个实施例（蓝宝石衬底、 半球体状窗口）
的制造流程图。 具体实施方式
〈紫外 LED器件的结构及其变化例〉
图 1A是本发明的紫外 LED器件的剖面结构示意图。
如图 1A所示， 本发明的紫外 LED器件， 具有 n型 SiC衬底 1， 在 SiC衬底 1上生长 了低温 A1N成核层 2， 在低温 A1N成核层 2上生长了高温 A1N成核层 3， 在高温 A1N成 核层 3上生长了 AlGaN外延层 4，在 AlGaN外延层 4上生长了 n型 AlGaN势垒层 5，在 n 型 AlGaN势垒层 5上生长了有源区 6，该有源区 6由多量子阱结构的 AlxG¾-xN/AlyGai-yN组 成，在有源区 6上生长了高 A1组分 p型 AlGaN势垒层 7，在 p型 AlGaN势垒层 7上生长 了低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层 8， 在 p型 AlGaN势垒层 8上生长了 p型 GaN冒层 9。 在 P型 GaN冒层 9设有大致为圆锥体状的窗口 10，以使本发明的紫外 LED器件所产生的 光由 p型 GaN冒层 9发出。
另外， 在 SiC衬底 1的与生长了低温 A1N成核层 2的一侧相反的另一侧， 淀积了 n 型电极。 在 p型 GaN冒层 9上淀积了 p型电极。
以上， 说明了图 1A所示的本发明的紫外 LED器件的结构， 但本发明不限于此， 可 以根据本发明的宗旨进行各种变化。 以下， 参照图 1B〜图 1F来举例说明各种变化例。
图 1A示出的紫外 LED器件， 其衬底为 n型 SiC， 窗口的形状为圆锥体状。但本发明 不限于此， 还可以为其它材料的衬底， 例如为蓝宝石衬底（如图 1B、 图 1D、 图 1F)， 也 可以是其它形状的窗口，例如圆柱体状（如图 1E、 图 1F)或半球体状（如图 1C、 图 1D)。
图 1B、 图 1D、 图 IF所示出的紫外 LED器件， 具有蓝宝石衬底， 在 n型 AlGaN势垒 层 5上形成了 n型电极， 在 p型 GaN冒层 9上形成了 p型电极。
另外， 有关窗口的深度， 只要能使紫外 LED器件所产生的光射出即可， 优选窗口 10 贯穿 p型 GaN冒层 9和低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层 8， 并到达高 A1组分的 AlGaN势 垒层 7中。 当然， 还可以根据窗口的形状不同优选不同深度。
例如，当窗口的形状大致为圆锥体状时，优选窗口的底部位于高 A1组分的 p型 AlGaN 势垒层 7的三分之二处。
当窗口的形状大致为半球体状时， 优选窗口的底部位于高 A1组分的 p型 AlGaN势 垒层 7厚度的五分之四处； 另外， 优选窗口的顶部宽度与底部宽度的比例为 2 : 1。
当窗口的形状大致为圆柱体状时， 优选窗口的底部位于高 A1组分的 p型 AlGaN势 垒层 7的厚度的大致四分之三处； 另外， 还有选窗口的深度与宽度的比例为 1 : 1000。
〈紫外 LED器件的制造方法〉
(实施例 1 )
以下， 参照图 2A和图 2B来说明制造图 1E所示的衬底为 SiC衬底、 窗口为圆柱体 状的紫外 LED器件的制造方法。
首先， 图 2A示出了材料生长步骤：
步骤 1， 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层。
将衬底温度降低为 600 °C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 为 1500sccm， 向反应室通入流量为 28 m0l/min的铝源， 生长厚度为 3nm的低温 A1N 成核层。
步骤 2， 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层。
将生长温度升高到 1050°C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm，向反应室通入流量为 28 mol/min的铝源，生长厚度为 20nm的高温 A1N 成核层。
步骤 3， 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力为 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 l lOOsccm, 向反应室通入流量为 50 mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生长 厚度为 1200nm的非掺杂的 AlGaN外延层。
步骤 4， 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 55 μ mol/min 的铝源、 65 μ mol/min 的镓源以及 1-3 μ mol/min的 Si源， 生长厚度为 600nm的 Si掺杂的 AlGaN势垒层。
步骤 5， 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG¾—xN/AlyG¾ - yN层 （x〈y)， 即生 长有源区 6。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 120Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 65 μ mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生长 厚度为 2-7nm的 A1XG¾-XN势阱层； 生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 70Torr， 氢 气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 80 μ mol/min的铝 源， 65 μ mol/min的镓源， 生长厚度为 2-lOnm的 AlyG¾-yN势垒层， 量子阱的周期为 3-5 个。
步骤 6， 在多量子阱 AlxG -xN/AlyG -yN层上， 生长 40%_60% (摩尔比， 以下从略） 的高 A1组分 p型 AlGaN势垒层 7。
生长温度保持在 1000°C， 保持生长压力 lOOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量
1500sccm, 向反应室同时通入流量为 100 μ mol/min的铝源、 70 μ mol/min的镓源， 以及
3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 70nm的高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 7，在 p型势垒层上，生长 10%_25% (摩尔比，以下从略）的低 A1组分 p型 AlGaN 势垒层。
生长温度保持在 1000°C， 保持生长压力 lOOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 80 μ mol/min 的铝源、 120 μ mol/min 的镓源以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 8， 在低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层。
生长温度保持在 950°C， 保持生长压力 70Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm,向反应室同时通入流量为 65 μ mol/min的镓源，以及 3-5 μ mol/min的 Mg源，
生长厚度为 60nm的 p型 GaN冒层。
接着， 图 2B示出了器件制造步骤：
第一步， 在 P型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 ICP (等离子体刻蚀） 刻蚀窗 口至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口 A。
( 1 )首先， 对样片甩正胶， 甩胶台的转速为 5000转 /min， 然后再在 90°C的烘箱中 烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2 )接着， 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻 蚀采用的气体为 C12/BC13，刻蚀深度为 135nm，刻蚀采用的电极功率为 240W,偏压为 80V， 压力为 lPa， 刻蚀时间为 180s， 形成圆柱体状的窗口 A。
第二步， 在 n型 SiC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在 电极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
( 1 ) 首先， 为了更好地剥离金属， 首先在样片上甩黏附剂， 转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 在温度为 160°C的高温烘箱中烘 20min; 然后再在该样片上甩正胶， 转速为
5000转 /min， 最后在温度为 80°C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获得 n型电极图形； ( 2 )接着， 采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 该 步骤大大提高了剥离的成品率， 而后采用 VPC-1000电子束蒸发设备淀积 Ni/Au两层金 属；
( 3 ) 接着， 在丙酮中浸泡 40min以上后进行超声处理， 然后用氮气吹干；
( 4 ) 然后， 将样片放入到快速退火炉中， 首先向退火炉内通入氮气 lOmin左右， 然后在氮气气氛下， 温度为 100CTC条件下进行 65s的高温退火， 形成 n型电极。
第三步， 在 P型 GaN冒层上光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极 图形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极。
( 1 ) 首先， 在样片上甩黏附剂， 甩胶台的转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 将其 放入温度为 16CTC的高温烘箱中烘 20min; 之后再在该样片上甩正胶， 甩胶台的转速为 5000转 /min， 放入温度为 80°C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获得 p型电极图形；
( 2 )接着， 采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 在 P型电极图形上采用 VPC-1100电子束蒸发设备蒸发 Ni/Au两层金属来作为 p型电极；
( 3 )接着， 将进行完上述处理的样片放入丙酮中浸泡 20min以上后进行超声处理， 然后用氮气吹干， 之后再将该样片放入到快速退火炉中， 在空气气氛下， 温度为 560°C 条件下进行 lOmin的高温退火， 形成 p型电极， 完成器件制造。
以上说明了实施例 1， 接着说明实施例 1的变化例 1〜5。 变化例 1〜5也包括材料 生长和器件制造两个步骤，材料生长步骤与实施例 1相同，在此，省略相同步骤的说明。
(实施例 1的变化例 1 )
本变化例与实施例 1 的不同之处在于， 在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 135nm， 刻蚀 采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 450W， 偏压为 60V， 压力为 2Pa， 刻蚀 时间为 140s， 形成圆柱体状的窗口 A。
(实施例 1的变化例 2 )
本变化例与实施例 1 的不同之处在于， 在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 135nm， 刻蚀 采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 600W， 偏压为 0V， 压力为 3Pa， 刻蚀时 间为 100s， 形成圆柱体状的窗口 A。
(实施例 1的变化例 3 )
本变化例与实施例 1的不同之处在于， 在器件制造步骤， 具体如下：
第一步， 在 P型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 RIE (反应离子刻蚀） 刻蚀窗 口至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口 A。
( 1 )在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后在
90°C的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2 )采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度 为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 150W， 偏压为 230V， 压 力为 10mT， 刻蚀时间为 240s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层的圆柱体状窗口 A。
第二步， 在 n型 SiC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在 电极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
( 1 ) 〜 （ 3 ) 与实施例 1基本相同， 省略其具体说明；
( 4 ) 将样片放入到快速退火炉中， 首先向退火炉内通入氮气 lOmin左右， 然后在 氮气气氛下， 温度为 100CTC条件下进行 55s的高温退火， 形成 n型电极。
第三步， 与实施例 1基本相同， 省略其具体说明。
(实施例 1的变化例 4 )
本变化例与实施例 1的变化例 3不同之处在于， 在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中：采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 320W， 偏压为 410V， 压力为 8mT， 刻蚀时间为 180s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层的圆柱体状窗口 A。
(实施例 1的变化例 5 )
本变化例与实施例 1的变化例 3不同之处在于， 在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中：采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 400W， 偏压为 550V， 压力为 5mT， 刻蚀时间为 100s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层的圆柱体状窗口 A。
(实施例 2 )
以下，参照图 3A〜图 3C来说明制造图 1F所示的衬底为蓝宝石衬底、窗口为圆柱体 状的紫外 LED器件的制造方法。
首先， 图 3A示出了材料生长步骤：
步骤 1， 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层。
将衬底温度降低为 600 °C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量
为 1500sccm， 向反应室通入流量为 28 μ mol/min的铝源， 生长厚度为 5歷的低温 A1N 成核层。
步骤 2， 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层。
将生长温度升高到 1050°C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm， 向反应室通入流量为 28 μ mol/min的铝源， 生长厚度为 200歷的高温 A1N成核层。
步骤 3， 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力为 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm， 向反应室通入流量为 50 μ mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生长 厚度为 1200nm的非掺杂的 AlGaN外延层。
步骤 4， 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 60 μ mol/min 的铝源、 70 μ mol/min 的镓源以及 1-3 μ mol/min的 Si源， 生长厚度为 700nm的 Si掺杂的 AlGaN势垒层。
步骤 5， 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG¾—xN/AlyG¾ - yN层 （x〈y)。 与实施例 1基本相同， 省略其具体说明。
步骤 6， 在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层上， 生长 40%_60%的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层。
生长温度保持在 1000°C， 保持生长压力 lOOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 110 μ mol/min的铝源、 80 μ mol/min的镓源， 以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 65nm的高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 7， 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层。
与实施例 1基本相同， 省略其具体说明。
步骤 8， 在低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层。
与实施例 1基本相同， 省略其具体说明。
接着， 图 3B示出了器件制造步骤：
第一步， 在 P型 GaN冒层上采用 ICP或者 RIE工艺刻蚀台面至 n型 AlGaN层。 采用电子束蒸发设备淀积厚度约为 300nm 的 Si02层来作为刻蚀掩模层。 由于对于 AlGaN材料的刻蚀速率较慢， 增加该步骤是为了在样片上形成 Si02和光刻胶共同起作用 的双层掩膜图形， 更有利于保护未刻蚀区域表面；
对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在温度为 90°C的烘箱中烘 15min， 通 过光刻以及显影形成刻蚀所需的图形；
采用 ICP干法刻蚀， 形成台面， 刻蚀时采用的电极功率为 550W, 偏压为 110V, 压 力为 1. 5Pa, 刻蚀时间为 400s ;
采用丙酮去除刻蚀后的正胶， 然后在 B0E中浸泡 lmin去除 Si02掩膜， 最后用去离 子水清洗干净并用氮气吹干， 除去刻蚀后的掩膜层。
第二步， 在 p型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 ICP二次刻蚀窗口至高 A1组
分的 p型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口 A。
( 1 )对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在 90°C的烘箱中烘 15min， 通过 光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2)采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀采用 的气体为 C12/BC13， 刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的电极功率为 240W， 偏压为 80V， 压 力为 lPa， 刻蚀时间为 180s， 形成圆柱体状的窗口。
第三步， 在 n型 AlGaN层上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极 图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
为了更好地剥离金属， 首先在样片上甩黏附剂， 转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 在温度为 160°C的高温烘箱中烘 20min;然后再在该样片上甩正胶，转速为 5000转 /min， 最后在温度为 80°C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获得 n型电极图形；
采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 该步骤大大提 高了剥离的成品率， 而后采用 VPC-1000电子束蒸发设备淀积 Ti/Al/Ti/Au四层金属； 在丙酮中浸泡 40min以上后进行超声处理， 然后用氮气吹干。 将样片放入到快速退 火炉中， 首先向退火炉内通入氮气 lOmin左右， 然后在氮气气氛下， 温度为 870°C条件 下进行 40s的高温退火， 形成 n型电极。
第四步， 在 P型 GaN冒层上光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极 图形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极。
首先在样片上甩黏附剂， 甩胶台的转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 将其放入温度 为 160°C的高温烘箱中烘 20min; 之后再在该样片上甩正胶， 甩胶台的转速为 5000转 /min, 放入温度为 80°C的高温烘箱中烘 lOmin, 光刻获得 p型电极图形；
采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 在 p型电极图 形上采用 VPC-1100电子束蒸发设备蒸发 Ni/Au两层金属来作为 p型电极；
将进行完上述处理的样片放入丙酮中浸泡 20min以上后进行超声处理，然后用氮气 吹干， 之后再将该样片放入到快速退火炉中， 在空气气氛下， 温度为 560°C条件下进行 lOmin的高温退火， 形成 p型电极， 完成器件制造。
以上说明了实施例 2，接着说明实施例 2的变化例 1〜5，在此省略相同步骤的说明。 (实施例 2的变化例 1 )
本变化例（参照图 3B)与实施例 2的不同之处在于，在器件制造步骤的第二步的（2) 中：采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 450W， 偏压为 60V， 压力为 2Pa， 刻蚀时间为 140s， 形成圆柱体状的窗口。
(实施例 2的变化例 2)
本变化例（参照图 3B)与实施例 2的不同之处在于，在器件制造步骤的第二步的（2) 中：采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 600W， 偏压为 0V， 压力为 3Pa， 刻 蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗口。
(实施例 2的变化例 3 )
本变化例 （参照图 3C ) 与实施例 2的不同之处在于器件制造步骤：
第一步， 在 p型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 RIE二次刻蚀窗口至高 A1组 分的 P型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口 A。
( 1 )在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后在
90°C的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2 )采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度 为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 150W， 偏压为 230V， 压 力为 10mT， 刻蚀时间为 240s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层的圆柱体状窗口。
第二步， 在 p型 GaN冒层上采用 ICP或者 RIE工艺刻蚀台面至 n型 AlGaN层。 采用电子束蒸发设备淀积厚度约为 300nm 的 Si02层来作为刻蚀掩模层。 由于对于 AlGaN材料的刻蚀速率较慢， 增加该步骤是为了在样片上形成 Si02和光刻胶共同起作用 的双层掩膜图形， 更有利于保护未刻蚀区域表面；
对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在温度为 90°C的烘箱中烘 15min， 通 过光刻以及显影形成刻蚀所需的图形；
采用 ICP干法刻蚀， 形成台面， 刻蚀时采用的电极功率为 550W, 偏压为 110V, 压 力为 1. 5Pa, 刻蚀时间为 400s ;
采用丙酮去除刻蚀后的正胶， 然后在 B0E中浸泡 lmin去除 Si02掩膜， 最后用去离 子水清洗干净并用氮气吹干， 除去刻蚀后的掩膜层。
(实施例 2的变化例 4 )
本变化例与实施例 1的变化例 3不同之处在于， 在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中：采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 320W， 偏压为 410V， 压力为 8mT， 刻蚀时间为 180s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层的圆柱体状窗口。
(实施例 2的变化例 5 )
本变化例与实施例 1的变化例 3不同之处在于， 在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中：采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 135nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 400W， 偏压为 550V， 压力为 5mT， 刻蚀时间为 100s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层的圆柱体状窗口。
(实施例 3 )
以下， 参照图 4来说明制造图 1A所示的衬底为 SiC衬底、 窗口为圆锥体状的紫外 LED器件的制造方法。 在 SiC衬底 1上， 采用 ICP干法与湿法刻蚀制造出类似于圆锥体 状的窗口， 步骤如下：
步骤 1， 在 SiC衬底 1上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层 2。
将衬底温度降低为 600 °C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 为 1500sccm， 向反应室通入流量为 28 mol/min的铝源， 生长厚度为 10nm的低温 A1N
成核层。
步骤 2， 在低温 A1N成核层 2上， 生长高温 A1N成核层 3。
将生长温度升高到 1050°C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm， 向反应室通入流量为 28 μ mol/min的铝源， 生长厚度为 280nm的高温 A1N成核层。
步骤 3， 在高温 A1N成核层 3上， 生长 AlGaN外延层 4。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 为 1500sccm， 向反应室通入流量 50 μ mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生长厚度 为 1500nm的非掺杂的 AlGaN外延层。
步骤 4， 在 AlGaN外延层 4上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层 5。
生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 60 μ mol/min 的铝源、 70 μ mol/min 的镓源以及 1-3 μ mol/min的 Si源， 生长厚度为 800nm的 Si掺杂的 AlGaN势垒层。
步骤 5， 在 n型 AlGaN势垒层 5上， 生长多量子阱 AlxG -xN/AlyG -yN层 6 ( x〈y)。 生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 130Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量
1500sccm, 向反应室同时通入流量为 60 μ mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生长 厚度为 2-7nm的 A1XG¾-XN势阱层； 生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 70Torr， 氢 气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 80 μ mol/min的铝 源， 60 μ mol/min的镓源， 生长厚度为 2-lOnm的 AlyG -yN势垒层， 量子阱的周期为 3-5 个。
步骤 6，在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层 6上，生长 40%_60%的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层 7。
生长温度保持在 1000°C， 保持生长压力 lOOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 110 μ mol/min的铝源、 70 μ mol/min的镓源， 以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 7，在 p型 AlGaN势垒层 7上， 生长 10%_25%的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层 8。 生长温度保持在 1000°C， 保持生长压力 lOOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm, 向反应室同时通入流量为 90 μ mol/min 的铝源、 130 μ mol/min 的镓源以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 8， 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层 8上， 生长 p型 GaN冒层 9。
生长温度保持在 950°C， 保持生长压力 70Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm,向反应室同时通入流量为 70 μ mol/min的镓源，以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的 p型 GaN冒层。
步骤 9，在 p型 GaN冒层 9上光刻出一圆形窗口，采用 ICP刻蚀窗口至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层 7。
( 9a) 光刻窗口： 对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在 90°C的烘箱中烘 15min, 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
(9b) ICP刻蚀窗口： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN 势垒层，刻蚀深度为 140nm，刻蚀采用的气体为 C12/BC13，刻蚀采用的上电极功率为 200W, 偏压为 100V, 压力为 lPa， 刻蚀时间为 200s， 形成圆柱体状的窗口。
步骤 10， 采用 NaOH溶液湿法刻蚀已形成的圆柱体状窗口， 形成类似圆锥体状的窗 P 10。
将经过二次刻蚀的样片放入到 100°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 4min， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
步骤 11，在 n型 SiC衬底 1的背面上光刻出 n型电极的图形，采用电子束蒸发工艺， 在电极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
(11a) 光刻出 n型电极图形： 为了更好地剥离金属， 首先在样片上甩黏附剂， 转 速为 8000转 /min， 时间为 30s， 在温度为 160°C的高温烘箱中烘 20min; 然后再在该样 片上甩正胶， 转速为 5000转 /min， 最后在温度为 80°C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获 得 n型电极图形；
(lib)打底膜：采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 该步骤大大提高了剥离的成品率；
(11c) 蒸发 n型电极金属： 采用 VPC-1000电子束蒸发设备淀积 Ni/Au两层金属； (lid) 剥离 n型金属及退火： 在丙酮中浸泡 40min以上后进行超声处理， 然后用 氮气吹干； 将样片放入到快速退火炉中， 首先向退火炉内通入氮气 lOmin左右， 然后在 氮气气氛下， 温度为 950°C条件下进行 70s的高温退火， 形成 n型电极。
步骤 12， 在 p型 GaN冒层 9上光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电 极图形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极。
( 12a)光刻出 p型电极图形:首先在样片上甩黏附剂，甩胶台的转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 将其放入温度为 160°C的高温烘箱中烘 20min; 之后再在该样片上甩正胶， 甩胶台的转速为 5000转 /min， 放入温度为 80°C的高温烘箱中烘 lOmin, 光刻获得 p型 电极图形；
(12b)在 p型电极图形上采用 VPC-1100电子束蒸发设备蒸发 Ni/Au两层金属来作 为 P型电极；
(12c) 将进行完上述处理的样片放入丙酮中浸泡 20min 以上后进行超声处理， 然 后用氮气吹干， 之后再将该样片放入到快速退火炉中， 在空气气氛下， 温度为 560°C条 件下进行 lOmin的高温退火， 形成 p型电极， 完成器件制造。
以上说明了实施例 3，接着说明实施例 3的变化例 1〜5，在此省略相同步骤的说明。 (实施例 3的变化例 1)
本变化例与实施例 3的步骤 1〜8、 步骤 11〜12基本相同， 不同之处在于： 在步骤 9的（9b)中， ICP刻蚀窗口： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 140nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的上 电极功率为 400W, 偏压为 50V， 压力为 2Pa， 刻蚀时间为 150s， 形成圆柱体状的窗口。
在步骤 10中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 130°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀，
时间为 2min， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 3的变化例 2 )
本变化例与实施例 3的步骤 1〜8、 步骤 11〜12基本相同， 不同之处在于： 在步骤 9的 （9b ) 中， ICP刻蚀窗口： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组 分的 P型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 140nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的 上电极功率为 600W, 偏压为 0V， 压力为 3Pa， 刻蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗口。
在步骤 10中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 150°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 lmin， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 3的变化例 3 )
对于本变化例 3与实施例 3相同的步骤，省略其具体说明。在 SiC衬底上，采用 RIE 干法与湿法刻蚀制造出类似于圆锥体状的窗口， 步骤如下：
步骤 1〜步骤 8， 与实施例 3基本相同， 省略其具体说明。
步骤 9， 在 p型 GaN冒层 9上光刻出圆形窗口， 采用 RIE刻蚀窗口至高 A1组分的 p 型 AlGaN势垒层 7。
( 9a)在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后 在 90°C的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 9b )采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深 度为 140nm, 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 50W， 偏压为 100V, 压力为 10mT， 刻蚀时间为 200s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层圆柱体状的窗口。
在步骤 10中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 100°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 4min， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
步骤 11〜步骤 12， 与实施例 3基本相同， 省略其具体说明。
(实施例 3的变化例 4 )
本变化例与实施例 3的变化例 3的步骤 1〜8、 步骤 11〜12相同， 不同之处在于： 在步骤 9的 （9b ) 中， 采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN 势垒层，刻蚀深度为 140nm，刻蚀采用的气体为 C12/BC13，刻蚀采用的电极功率为 300W, 偏压为 400V, 压力为 7mT， 刻蚀时间为 150s， 形成圆柱体状的窗口。
在步骤 10中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 120°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 2min， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 3的变化例 5 )
本变化例与实施例 3的变化例 3的步骤 1〜8、 步骤 11〜12相同， 不同之处在于： 在步骤 9的 （9b ) 中， 采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN 势垒层，刻蚀深度为 140nm，刻蚀采用的气体为 C12/BC13，刻蚀采用的电极功率为 500W, 偏压为 600V, 压力为 5mT， 刻蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗口。
在步骤 10中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 150°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 lmin， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 4 )
以下， 参照图 5来说明制造图 1B所示的衬底为蓝宝石衬底、 窗口为圆锥体状的紫 外 LED器件的制造方法。 在蓝宝石衬底上， 采用 ICP干法与湿法刻蚀制造出类似于圆锥 体状的窗口， 步骤如下：
步骤 1， 在蓝宝石衬底 1上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层 2。
工艺和流程与实施例 3的步骤 1基本相同。
步骤 2〜步骤 8， 与实施例 3的步骤 2〜步骤 8基本相同。
步骤 9， 在 p型 GaN冒层 9上采用 ICP或者 RIE工艺刻蚀台面至 n型 AlGaN层 5。 ( 9a)淀积二氧化硅 Si02 : 采用电子束蒸发设备淀积厚度约为 300nm的 Si02层。 由 于对于 AlGaN材料的刻蚀速率较慢，增加该步骤是为了在样片上形成 Si02和光刻胶共同 起作用的双层掩膜图形， 更有利于保护未刻蚀区域表面；
( 9b ) 光刻台面： 对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在温度为 90°C的烘 箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的图形；
( 9c ) ICP刻蚀： 采用 ICP干法刻蚀， 形成台面。 刻蚀时采用的电极功率为 550W, 偏压为 110V, 压力为 1. 5Pa， 刻蚀时间为 400s ;
( 9d ) 除刻蚀后的掩膜： 采用丙酮去除刻蚀后的正胶， 然后在 B0E中浸泡 lmin去 除 Si02掩膜， 最后用去离子水清洗干净并用氮气吹干。
步骤 10， 在 p型 GaN冒层 9上光刻出一圆形窗口， 采用 ICP二次刻蚀窗口至高 A1 组分的 P型 AlGaN势垒层 7。 工艺和流程与实施例 3的步骤 9基本相同。
步骤 11， 采用 NaOH溶液湿法刻蚀已形成的圆柱体状窗口， 形成类似圆锥体状的窗
P 10。
将经过二次刻蚀的样片放入到 80°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 2min， 窗 口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
步骤 12， 在 n型 AlGaN层 5上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电 极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
( 12a)为了更好地剥离金属， 首先在样片上甩黏附剂， 在转速为 8000转 /min的甩 胶台上甩胶 30s，在温度为 16CTC的高温烘箱中烘 20min;然后在该样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上甩胶， 最后在温度为 80°C的高温烘箱中烘 10min， 光 刻获得 n型电极图形；
( 12b )采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 该步骤 大大提高了剥离的成品率；
( 12c ) 采用 VPC-1000电子束蒸发设备淀积 Ti/Al/Ti/Au四层金属作为 n型电极； ( 12d ) 在丙酮中浸泡 40min 以上， 再进行超声处理， 然后用氮气吹干； 将样片放 入到快速退火炉中，首先向退火炉内通入氮气 10min，然后在氮气气氛下，温度为 870V 条件下进行 40s的高温退火， 形成 n型电极。
步骤 13， 在 p型 GaN冒层 9上光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电 极图形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极。
( 13a )首先在样片上甩黏附剂， 在转速为 8000转 /min的甩胶台上甩胶 30s， 再将 其放入温度为 160 °C的高温烘箱中烘 20min ; 之后在该样片上甩正胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上甩胶，放入温度为 80 °C的高温烘箱中烘 lOmin，光刻获得 p型电极图形;
( 13b )在 p型电极图形上采用 VPC- 1 100电子束蒸发设备蒸发 Ni/Au两层金属作为 p型电极；
( 13c )将进行完上述处理的样片放入丙酮中浸泡 20min， 并进行超声处理， 然后用 氮气吹干； 之后将该样片放入到快速退火炉中， 在空气气氛下， 温度为 560 °C条件下进 行 lOmin的高温退火， 形成 p型电极， 完成器件制造。
以上说明了实施例 4，接着说明实施例 4的变化例 1〜5，在此省略相同步骤的说明。 (实施例 4的变化例 1 )
本变化例与实施例 4的步骤 1〜9、 步骤 12〜13基本相同， 不同之处在于： 在步骤 10的 （10b ) 中， ICP刻蚀窗口： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1 组分的 P型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 140nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用 的上电极功率为 400W, 偏压为 50V, 压力为 2Pa， 刻蚀时间为 150s， 形成圆柱体状的窗 口。
在步骤 1 1中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 100 °C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 lmin， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 4的变化例 2 )
本变化例与实施例 4的步骤 1〜9、 步骤 12〜13基本相同， 不同之处在于： 在步骤 10的 （10b ) 中， ICP刻蚀窗口： 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1 组分的 P型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 140nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用 的上电极功率为 600W, 偏压为 0V， 压力为 3Pa， 刻蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗 Π。
在步骤 1 1中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 120 °C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 0. 5min， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 4的变化例 3 )
对于本变化例 4与实施例 4相同的步骤， 省略其具体说明。
在蓝宝石衬底上， 采用 RIE干法与湿法刻蚀制造出类似于圆锥体状的窗口， 步骤如 下：
步骤 1， 在蓝宝石衬底 1上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层 2。
工艺和流程与实施例 3的变化例 3的步骤 1基本相同。
步骤 2〜步骤 9， 与实施例 4的步骤 2〜步骤 9基本相同。
步骤 10， 在 p型 GaN冒层 9上光刻出圆形窗口， 采用 RIE二次刻蚀窗口至高 A1组 分的 P型 AlGaN势垒层 7。
( 10a )在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后 在 90 °C的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 10b )采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深
度为 140nm, 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 50W， 偏压为 100V, 压力为 10mT， 刻蚀时间为 200s， 形成底部在 p型 AlGaN势垒层圆柱体状的窗口。
步骤 11， 采用 NaOH溶液湿法刻蚀已形成的圆柱体状窗口， 形成类似圆锥体状的窗 P 10。
将经过二次刻蚀的样片放入到 80°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀 2min，使窗口由圆 柱体状变为类圆锥体状， 增大整个器件的窗口。
步骤 12〜步骤 13， 与实施例 4的步骤 12〜步骤 13基本相同。
(实施例 4的变化例 4 )
本变化例与实施例 4的变化例 3的步骤 1〜9、 步骤 12〜13相同， 不同之处在于： 在步骤 10的（ 10b )中， 采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN 势垒层， 刻蚀深度为 140nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 300W, 偏压为 400V, 压力为 7mT， 刻蚀时间为 150s， 形成圆柱体状的窗口。
在步骤 11中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 100°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 lmin， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 4的变化例 5 )
本变化例与实施例 4的变化例 3的步骤 1〜9、 步骤 12〜13相同， 不同之处在于： 在步骤 10的（ 10b )中， 采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至高 A1组分的 p型 AlGaN 势垒层， 刻蚀深度为 140nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 500W, 偏压为 600V, 压力为 5mT， 刻蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗口。
在步骤 11中， 将经过二次刻蚀的样片放入到 120°C的 NaOH溶液中进行湿法刻蚀， 时间为 0. 5min， 窗口由圆柱体状变为类圆锥体状， 增大了整个器件的窗口。
(实施例 5 )
以下，参照图 6A〜图 6C来说明制造图 1C所示的衬底为 SiC衬底、窗口为半球体状 的紫外 LED器件的制造方法， 包括材料生长、 窗口制造和电极制造三个部分。
首先， 图 6A示出了材料生长步骤：
步骤 1， 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层。
将衬底温度降低为 600 °C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 为 1500sccm， 向反应室通入流量为 23 μ mol/min的铝源， 生长厚度为 7歷的低温 A1N 成核层。
步骤 2， 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层。
将生长温度升高到 1050°C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm，向反应室通入流量为 26 μ mol/min的铝源，生长厚度为 50nm的高温 A1N 成核层。
步骤 3， 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层。
生长温度保持在 1050°C， 生长压力保持为 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm， 向反应室通入流量为 42 μ mol/min的铝源和 75 μ mol/min的镓源， 生长
厚度为 800nm的非掺杂的 AlGaN外延层。
步骤 4， 在 AlGaN外延层上， 生长 S i掺杂的 n型 AlGaN势垒层。
生长温度保持在 1050 °C， 生长压力保持为 l lOTorr , 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 55 μ mol/min的铝源、 60 μ mol/min的镓源以及 2-4 μ mol/min的 S i源， 生长厚度为 500nm的 S i掺杂的 AlGaN势垒层。
步骤 5， 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG¾—xN/AlyG¾ - yN层 （x〈y)。
生长温度保持在 1050 °C， 生长压力保持为 120Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 65 μ mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生 长厚度为 2-7nm的 A1XG¾-XN势阱层； 生长温度保持在 1050 °C， 保持生长压力 70Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 80 μ mol/min的 铝源， 65 μ mol/min的镓源， 生长厚度为 2_ 10nm的 AlyG¾-yN势垒层， 量子阱的周期为
3-5个。
步骤 6， 在多量子阱 AlxG -xN/AlyG -yN层上， 生长 40%_60%的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层。
生长温度保持在 1000 °C， 生长压力保持为 lOOTorr , 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 1 10 μ mol/min的铝源、 80 μ mol/min的镓源， 以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 65nm的高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 7， 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层。
生长温度保持在 1000 °C， 生长压力保持为 lOOTorr , 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 70 μ mol/min的铝源、 1 10 μ mol/min的镓源以 及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 8， 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层。
生长温度保持在 950 °C， 保持生长压力 70Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm,向反应室同时通入流量为 70 μ mol/min的镓源，以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的 p型 GaN冒层。
接着， 图 6B示出了窗口制造步骤：
第一步，在 P型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口，采用 ICP刻蚀窗口至低 A1组分的 p 型 AlGaN势垒层的一半处， 形成圆柱体状的窗口。
( 1 )对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在 90 °C的烘箱中烘 15min， 通过 光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2 )采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀采用 的气体为 C12/BC13， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的电极功率为 180W, 偏压为 150V, 压 力为 lPa， 刻蚀时间为 230s， 形成圆柱体状的窗口。
第二步， 采用紫外光辅助湿法刻蚀工艺， 形成大致为半球体状的窗口 W。
( 1 ) 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电子 束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti ;
( 2 ) 将样片放入到 70 °C的 K0H溶液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理；
( 3 ) 对样片进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H 电解液， 其湿法刻蚀的工艺参数 分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -2V 的偏压， 15min的刻蚀时间， 形成大致为半球 体状的窗口；
( 4 ) 最后将样片放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti。
然后， 图 6C示出了电极制造步骤：
1 ) 在 n-S iC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图 形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
为了更好地剥离金属， 首先在样片上甩黏附剂， 转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 在温度为 160 °C的高温烘箱中烘 20min， 然后在该样片上甩正胶， 转速为 5000转 /min， 最后在温度为 80 °C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获得 n型电极图形；
采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 该步骤大大提 高了剥离的成品率， 而后采用 VPC- 1000电子束蒸发设备淀积 Ni/Au两层金属；
在丙酮中浸泡 40min以上后进行超声处理， 然后用氮气吹干。 将样片放入到快速退 火炉中， 首先向退火炉内通入氮气 lOmin左右， 然后在氮气气氛下， 温度为 100CTC条件 下进行 60s的高温退火， 形成 n型电极。
2 ) 在 p型 GaN冒层上光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图形 区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极。
首先， 在样片上甩黏附剂， 甩胶台的转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 将其放入温 度为 160 °C的高温烘箱中烘 20min， 之后在该样片上甩正胶， 甩胶台的转速为 5000转 /min , 放入温度为 80 °C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获得 p型电极图形；
其次， 采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 在 p型 电极图形上采用 VPC- 1 100电子束蒸发设备蒸发 Ni/Au两层金属来作为 p型电极；
最后， 将进行完上述处理的样片放入丙酮中浸泡 20min以上后进行超声处理， 并用 氮气吹干， 之后再将该样片放入到快速退火炉中， 在空气气氛下， 温度为 600 °C条件下 进行 lOmin的高温退火， 形成 p型电极， 完成器件制造。
以上说明了实施例 5，接着说明实施例 5的变化例 1〜5，在此省略相同步骤的说明。 (实施例 5的变化例 1 )
本变化例与实施例 5的不同之处在于：
在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中， 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极 功率为 400W, 偏压为 90V， 压力为 2Pa， 刻蚀时间为 160s， 形成圆柱体状的窗口。
在器件制造步骤的第二步的 （3 ) 中， 对样片进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H 电解液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -3V 的偏压， 12min 的刻蚀时间， 形成大致为半球体状的窗口。
3. 电极制造步骤： 该电极制造步骤与实施例 5相同。
(实施例 5的变化例 2 )
本变化例与实施例 5的不同之处在于：
在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中， 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极 功率为 600W, 偏压为 0V， 压力为 3Pa， 刻蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗口。
在器件制造步骤的第二步的 （3 ) 中， 对样片进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H 电解液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -4V 的偏压， lOmin 的刻蚀时间， 形成大致为半球体状的窗口。
3. 电极制造步骤： 该电极制造步骤与实施例 5相同。
(实施例 5的变化例 3 )
本变化例与实施例 5的不同之处在于， 在器件制造步骤中，
第一步，在 P型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口，采用 RIE刻蚀窗口至低 A1组分的 p 型 AlGaN势垒层的一半处， 形成圆柱体状的窗口。
( 1 )在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后在 90 °C的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2 )采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度 为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 80W， 偏压为 210V， 压力 为 10mT， 刻蚀时间为 210s， 形成圆柱体状的窗口。
第二步， 采用紫外光辅助湿法刻蚀工艺， 形成大致为半球体状的窗口 W。
( 1 ) 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电子 束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti ;
( 2 ) 将样片放入到 80 °C的 K0H溶液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理；
( 3 )， 对样片进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解液， 其湿法刻蚀的工艺参数 分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -4V 的偏压， 13min的刻蚀时间， 形成大致为半球 体状的窗口；
( 4 ) 将样片放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti。
(实施例 5的变化例 4 )
本变化例与实施例 5的变化例 3的不同之处在于：
在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中， 采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极 功率为 350W, 偏压为 485V, 压力为 7mT， 刻蚀时间为 155s， 形成圆柱体状的窗口。
在第二步的 （3 ) 中， 对样片进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解液， 其湿法 刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -5V 的偏压， lOmin的刻蚀时间， 形成大致为半球体状的窗口。
(实施例 5的变化例 5 )
本变化例与实施例 5的变化例 3的不同之处在于：
在器件制造步骤的第一步的 （2 ) 中， 采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极 功率为 400W, 偏压为 620V, 压力为 5mT， 刻蚀时间为 80s， 形成形成圆柱体状的窗口。
在第二步的 （3 ) 中， 对样片进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解液， 其湿法 刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -6V 的偏压， 8 min的刻蚀时间， 形成大致为半球体状的窗口。 (实施例 6 )
以下，参照图 7A〜图 7C来说明制造图 1D所示的衬底为蓝宝石衬底、窗口为半球体 状的紫外 LED器件的制造方法， 包括材料生长、 窗口制造和电极制造三个部分。
首先， 图 7A示出了材料生长步骤：
1. 参照图 2， 材料生长步骤如下：
步骤 1， 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层。
将衬底温度降低为 600 °C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 为 1500sccm， 向反应室通入流量为 23 μ mol/min的铝源， 生长厚度为 7歷的低温 A1N 成核层。
步骤 2， 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层。
将生长温度升高到 1050°C， 保持生长压力 50Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm， 向反应室通入流量为 26 μ mol/min的铝源， 生长厚度为 180歷的高温 A1N成核层。
步骤 3， 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层。
生长温度保持在 1050°C， 生长压力保持为 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量为 1500sccm， 向反应室通入流量为 42 μ mol/min的铝源和 75 μ mol/min的镓源， 生长 厚度为 1300nm的非掺杂的 AlGaN外延层。
步骤 4， 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层。
生长温度保持在 1050°C， 生长压力保持为 l lOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 55 μ mol/min的铝源、 60 μ mol/min的镓源以及 2-4 μ mol/min的 Si源， 生长厚度为 600nm的 Si掺杂的 AlGaN势垒层。
步骤 5， 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG -xN/AlyG -yN层 （x〈y)。 生长温度保持在 1050°C， 生长压力保持为 120Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 65 μ mol/min的铝源和 80 μ mol/min的镓源， 生 长厚度为 2-7nm的 A1XG¾-XN势阱层； 生长温度保持在 1050°C， 保持生长压力 70Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 80 μ mol/min的 铝源， 65 μ mol/min的镓源， 生长厚度为 2_10nm的 AlyG —yN势垒层， 量子阱的周期为 3-5个。
步骤 6， 在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层上， 生长 40%_60%的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层。
生长温度保持在 1000°C， 生长压力保持为 lOOTorr, 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 110 μ mol/min的铝源、 80 μ mol/min的镓源， 以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 50nm的高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 7， 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层。
生长温度保持在 1000 °C， 生长压力保持为 lOOTorr , 氢气流量为 1500sccm， 氨气流 量 1500sccm， 向反应室同时通入流量为 80 mol/min的铝源、 120 μ mol/min的镓源以 及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层。
步骤 8， 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层。
生长温度保持在 950 °C， 保持生长压力 70Torr， 氢气流量为 1500sccm， 氨气流量 1500sccm,向反应室同时通入流量为 65 μ mol/min的镓源，以及 3-5 μ mol/min的 Mg源， 生长厚度为 60nm的 p型 GaN冒层。
接着， 图 7B示出了器件窗口制造如下：
第一步， 在 p型 GaN冒层上采用 ICP或者 RIE工艺刻蚀台面至 n型 AlGaN层。 采用电子束蒸发设备淀积厚度约为 300nm 的 S i02层来作为刻蚀掩模层。 由于对于 AlGaN材料的刻蚀速率较慢， 增加该步骤是为了在样片上形成 S i02和光刻胶共同起作用 的双层掩膜图形， 更有利于保护未刻蚀区域表面；
对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在温度为 90 °C的烘箱中烘 15min， 通 过光刻以及显影形成刻蚀所需的图形；
采用 ICP干法刻蚀， 形成台面， 刻蚀时采用的电极功率为 550W, 偏压为 1 10V, 压 力为 1. 5Pa, 刻蚀时间为 400s ;
采用丙酮去除刻蚀后的正胶， 然后在 B0E中浸泡 lmin去除 S i02掩膜， 最后用去离 子水清洗干净并用氮气吹干， 除去刻蚀后的掩膜层。
第二步， 在 p型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 ICP二次刻蚀窗口至低 A1组 分的 P型 AlGaN势垒层的一半处， 形成圆柱体状的窗口。
( 1 )对样片甩正胶， 转速为 5000转 /min， 然后再在 90 °C的烘箱中烘 15min， 通过 光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
( 2 )采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀采用 的气体为 C12/BC13， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的电极功率为 180W， 偏压为 150V， 压 力为 lPa， 刻蚀时间为 230s， 形成圆柱体状的窗口。
第三步， 采用紫外光辅助湿法刻蚀工艺， 形成类似于半球体状的窗口 W。
首先， 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电子 束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti ; 之后将其放入到 70 °C的 K0H溶液 中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理， 然后对其进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解 液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -2N 的偏压， 15min的 刻蚀时间， 形成类似于半球体状的窗口， 最后将其放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金 属掩膜层 Ti ;
最后， 图 7D示出了电极制造步骤：
1 ) 在 n型 AlGaN层上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图形 区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极。
为了更好地剥离金属， 首先在样片上甩黏附剂， 转速为 8000转 /min， 时间为 30s，
在温度为 160 °C的高温烘箱中烘 20min， 然后在该样片上甩正胶， 转速为 5000转 /min， 最后在温度为 80 °C的高温烘箱中烘 10min， 光刻获得 n型电极图形；
采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 该步骤大大提 高了剥离的成品率， 而后采用 VPC- 1000电子束蒸发设备淀积 Ti/Al/Ti/Au四层金属； 在丙酮中浸泡 40min以上后进行超声处理， 然后用氮气吹干。 将样片放入到快速退 火炉中， 首先向退火炉内通入氮气 lOmin左右， 然后在氮气气氛下， 温度为 870 °C条件 下进行 40s的高温退火， 形成 n型电极。
2 ) 在 p型 GaN冒层上光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图形 区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极。
首先， 在样片上甩黏附剂， 甩胶台的转速为 8000转 /min， 时间为 30s， 将其放入温 度为 160 °C的高温烘箱中烘 20min， 之后在该样片上甩正胶， 甩胶台的转速为 5000转 /min , 放入温度为 80 °C的高温烘箱中烘 lOmin , 光刻获得 p型电极图形；
其次， 采用 DQ-500等离子体去胶机去除图形区未显影干净的光刻胶薄层， 在 p型 电极图形上采用 VPC- 1 100电子束蒸发设备蒸发 Ni/Au两层金属来作为 p型电极；
最后， 将进行完上述处理的样片放入丙酮中浸泡 20min以上后进行超声处理， 并用 氮气吹干， 之后再将该样片放入到快速退火炉中， 在空气气氛下， 温度为 560 °C条件下 进行 lOmin的高温退火， 形成 p型电极， 完成器件制造。
以上说明了实施例 6，接着说明实施例 6的变化例 1〜5，在此省略相同步骤的说明。 (实施例 6的变化例 1 )
本变化例与实施例 6的不同之处在于：
在器件制造步骤的第二步的 （2 ) 中， 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极 功率为 400W, 偏压为 90V， 压力为 2Pa， 刻蚀时间为 160s， 形成圆柱体状的窗口。
在器件制造步骤的第三步中， 首先， 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿 法刻蚀的掩膜图形， 采用电子束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后 将其放入到 70 °C的 K0H溶液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理， 然后对其进行紫外光 辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光 照射， -3V 的偏压， 12min的刻蚀时间， 形成类似于半球体状的窗口， 最后将其放入到 1： 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti。
(实施例 6的变化例 2 )
本变化例与实施例 6的不同之处在于：
在器件制造步骤的第二步的 （2 ) 中， 采用 ICP干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极 功率为 600W, 偏压为 0V， 压力为 3Pa， 刻蚀时间为 100s， 形成圆柱体状的窗口。
在器件制造步骤的第三步中， 首先， 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿 法刻蚀的掩膜图形， 采用电子束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后 将其放入到 70 °C的 K0H溶液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理， 然后对其进行紫外光
辅助湿法刻蚀， 采用 KOH电解液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光 照射， -4V 的偏压， lOmin的刻蚀时间， 形成类似于半球体状的窗口， 最后将其放入到 1： 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti。
(实施例 6的变化例 3 )
本变化例与实施例 6的不同之处在于，器件窗口制造步骤中的第二步和第三步具体 如下：
第二步， 在 p型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 RIE二次刻蚀窗口至低 A1组 分的 P型 AlGaN势垒层的一半处， 形成圆柱体状的窗口。
在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后在 90°C 的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 80W， 偏压为 210V， 压力为 10mT， 刻蚀时间为 210s， 形成圆柱体状的窗口。
第三步， 采用紫外光辅助湿法刻蚀工艺， 形成类似于半球体状的窗口 W。
首先， 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电子 束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 80°C的 KOH溶液 中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理， 然后对其进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解 液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -4V 的偏压， 13min的 刻蚀时间， 形成类似于半球体状的窗口， 最后将其放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金 属掩膜层 Ti。
(实施例 6的变化例 4 )
本变化例与实施例 6的不同之处在于，器件窗口制造步骤中的第二步和第三步具体 如下：
第二步， 在 p型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 RIE二次刻蚀窗口至低 A1组 分的 p型 AlGaN势垒层的一半处， 形成圆柱体状的窗口。
在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后在 90°C 的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 350W， 偏压为 485V， 压力为 7mT， 刻蚀时间为 155s， 形成圆柱体状的窗口。
第三步， 采用紫外光辅助湿法刻蚀工艺， 形成类似于半球体状的窗口 W。
首先， 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电子 束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 80°C的 K0H溶液 中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理， 然后对其进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解 液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -5V 的偏压， lOmin的 刻蚀时间， 形成类似于半球体状的窗口， 最后将其放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金 属掩膜层 Ti。
(实施例 6的变化例 5 )
本变化例与实施例 6的不同之处在于，器件窗口制造步骤中的第二步和第三步具体 如下：
第二步， 在 p型 GaN冒层上光刻出一圆形窗口， 采用 RIE二次刻蚀窗口至低 A1组 分的 p型 AlGaN势垒层的一半处， 形成圆柱体状的窗口。
在样片表面涂上光刻胶， 在转速为 5000转 /min的甩胶台上进行甩胶， 然后在 90°C 的烘箱中烘 15min， 通过光刻以及显影形成刻蚀所需的窗口；
采用 RIE干法刻蚀 p型 GaN冒层至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，刻蚀深度为 90nm， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 刻蚀采用的电极功率为 400W， 偏压为 620V， 压力为 5mT， 刻蚀时间为 80s， 形成形成圆柱体状的窗口。
第三步， 采用紫外光辅助湿法刻蚀工艺， 形成类似于半球体状的窗口 W。
首先， 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电子 束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 80°C的 KOH溶液 中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理， 然后对其进行紫外光辅助湿法刻蚀， 采用 K0H电解 液， 其湿法刻蚀的工艺参数分别为： 325nm的 He-Cd激光照射， -6V 的偏压， 8 min的 刻蚀时间， 形成类似于半球体状的窗口， 最后将其放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金 属掩膜层 Ti。
在如上所述的实施例 5、 实施例 6及其变化例中， 先刻蚀窗口至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层 （8)， 再采用刻蚀速率较快的光辅助湿法刻蚀， 这样一来， 既可以保证最 终形成的半球体状的窗口的深度不至于太深， 又可到达高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层 ( 7)。 工业上的可利用性
本发明的 LED器件及其制造方法， 可用于水处理、 医疗与生物医学以及白光照明领 域。
Claims
1. 一种紫外发光二极管器件， 其特征在于：
包括在衬底 （1 ) 上依次生长的 A1N成核层 （2、 3)、 本征 AlGaN外延层 （4)、 第一 导电型 AlGaN势垒层 （5)、 有源区 （6)、 第二导电型的第一 AlGaN势垒层 （7)、 第二导 电型的第二 AlGaN势垒层 （8) 和第二导电型 GaN冒层 （9);
在第二导电型 GaN冒层 （9) 设有窗口 （10、 W、 A), 以使产生的光发出。
2. 如权利要求 1所述的紫外发光二极管器件， 其中，
所述衬底 （1 ) 为 SiC衬底或蓝宝石衬底；
当所述衬底为 SiC衬底时， 在所述 SiC衬底的背面形成了第一导电型电极， 在第二 导电型 GaN冒层 （9) 形成了第二导电型电极；
当所述衬底为蓝宝石衬底时， 在所述第一导电型 AlGaN势垒层 （5) 形成了第一导 电型电极， 在第二导电型 GaN冒层 （9) 形成了第二导电型电极。
3. 如权利要求 1所述的紫外发光二极管器件， 其中，
A1N成核层（2、 3)从靠近衬底（1 )一侧起， 分别为 550 °C -650 °C的低温成核层（2) 和 920°C-1050°C的高温成核层 （3)。
4. 如权利要求 1所述的紫外发光二极管器件， 其中，
所述窗口 （10、 W、 A) 大致为圆锥体状、 半球体状和圆柱体状之一。
5. 如权利要求 1所述的紫外发光二极管器件， 其中，
所述窗口 （10、 W、 A) 贯穿第二导电型 GaN冒层 （9) 和第二 AlGaN势垒层 （8)， 并到达第一 AlGaN势垒层 （7) 中。
6. 如权利要求 4或 5所述的紫外发光二极管器件， 其中，
当所述窗口 （10) 大致为圆锥体状时， 所述窗口 （10) 的底部位于第一 AlGaN势垒 层 （7) 厚度的大致三分之二处；
当所述窗口 （W) 大致为半球体状时， 所述窗口 （W) 的底部位于第一 AlGaN势垒层 ( 7) 厚度的大致五分之四处；
当所述窗口 （A) 大致为圆柱体状时， 所述窗口 （A) 的底部位于第一 AlGaN势垒层 ( 7) 厚度的大致四分之三处。
7. 如权利要求 4或 5所述的紫外发光二极管器件， 其中，
当所述窗口大致为半球体状时，所述窗口的顶部宽度与底部宽度的比例大致为 2: 1 当所述窗口大致为圆柱体状时，所述窗口（W)的深度与宽度的比例大致为 1 : 1000。
8. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
在衬底 （1 ) 上， 利用 M0CVD工艺， 依次生长 A1N成核层 （2、 3)、 本征 AlGaN外延 层 （4)、 第一导电型 AlGaN势垒层 （5)、 有源区 （6)、 第二导电型的第一 AlGaN势垒层 ( 7)、 第二导电型的第二 AlGaN势垒层 （8) 和第二导电型 GaN冒层；
在第二导电型 GaN冒层 （9)， 刻蚀形成圆形窗口；
刻蚀所述圆形窗口至第一 AlGaN势垒层 （7)， 形成圆柱体状的窗口。
9. 如权利要求 8所述的紫外发光二极管器件的制造方法， 其中，
所述衬底为 SiC衬底或蓝宝石衬底；
当所述衬底为 SiC衬底时， 在所述 SiC衬底的背面形成第一导电型电极， 在第二导 电型 GaN冒层 （9) 形成第二导电型电极；
当所述衬底为蓝宝石衬底时， 在所述第一导电型 AlGaN势垒层 （5) 形成第一导电 型电极， 在第二导电型 GaN冒层 （9) 形成第二导电型电极。
10. 如权利要求 8所述的紫外发光二极管器件的制造方法， 其中，
对所述圆柱体状的窗口进行湿法刻蚀， 从而形成为半球体状或圆锥体状的窗口。
11. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 按照自下而上的顺序生长低 温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60%摩 尔比的高 A1组分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层和 p 型 GaN冒层；
B. 窗口 （W) 制造步骤：
(B1) 先光刻出位于 p型 GaN冒层的圆形窗口， 再采用氯基 ICP工艺刻蚀窗口至 低 A1 组分的 p 型 AlGaN 势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 180W-600W的上电极功率， 0-150V的偏压， l_3Pa的压力、 100_230s的刻蚀时间;
(B2) 在 n-SiC衬底的背面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用 电子束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 70°C的 K0H 溶液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理；
(B3) 采用 K0H 电解液对预处理后的样片进行光辅助湿法刻蚀， 形成大致为半球 体状的窗口，其湿法刻蚀工艺参数分别为： 325nm的 He_Cd激光照射， -2V— 4V 的偏压， 10-15min的刻蚀时间； 之后将其放入到 1: 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti;
C. 电极制造步骤：
(C1) 在 n-SiC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 在电极图形区蒸发 n型欧姆 接触金属， 形成 n型电极；
(C2) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图 形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
12. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 按照自下而上的顺序生长低 温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60%摩 尔比的高 A1组分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层和 p 型 GaN冒层；
B. 窗口 （W) 制造步骤：
(B1) 在 p型 GaN冒层先光刻出圆形窗口， 再采用氯基 RIE工艺刻蚀窗口至低 A1 组分的 P型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 80W-400W 的电极功率， 210-620V的偏压， 5-10mT的反应室压力， 80_210s的刻蚀时间；
(B2) 在 n-SiC衬底的背面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用
电子束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 80°C的 KOH 溶液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理；
(B3) 采用 K0H 电解液对预处理后的样片进行光辅助湿法刻蚀， 形成大致为半球 体状的窗口，其湿法刻蚀工艺参数分别为： 325nm的 He_Cd激光照射， -4V— 6V 的偏压， 8_13min的刻蚀时间； 之后将其放入到 1 : 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti ;
C. 电极制造步骤：
(C1 ) 在 n-SiC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗 口蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(C2) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸 发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
13. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 依次生长低温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60%摩尔比的高 A1组 分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层和 p型 GaN冒层；
B. 器件制造步骤：
(B1 ) 先光刻出位于 p型 GaN冒层的圆形窗口， 再采用氯基 ICP工艺刻蚀窗口至 高 A1 组分的 p 型 AlGaN 势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 240W-600W的上电极功率， 0-80V的偏压， l_3Pa的压力、 100_180s的刻蚀时间;
(B2) 在 n型 SiC的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极 图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(B3) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图 形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
14. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 依次生长低温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60%摩尔比的高 A1组 分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层和 p型 GaN冒层；
B. 器件制造步骤：
(B1 ) 在 p型 GaN冒层先光刻出圆形窗口， 再采用氯基 RIE工艺刻蚀窗口至高 A1 组分的 P型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 150W-400W 的电极功率， 230-550V的偏压， 5-10mT的反应室压力， 100_240s的刻蚀时间；
(B2) 在 n型 SiC的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口 蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(B3) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸 发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
15. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
1 ) 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层；
2) 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层；
3) 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层；
4) 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层；
5) 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾—yN层， 其中 x〈y;
6) 在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层上，生长 40%_60%摩尔比的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层；
7) 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层；
8) 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层；
9) 在 p型 GaN冒层上先光刻出圆形窗口， 再采用 ICP刻蚀窗口至高 A1组分的 p 型 AlGaN势垒层，刻蚀采用的气体为 C12/BC13，上电极功率为 200W-600W，偏压为 0-100V, 压力为 l-3Pa, 刻蚀时间为 100-200s;
10 ) 采用 100°C-150°C的 NaOH 溶液湿法刻蚀已形成的刻蚀窗口， 刻蚀时间为 l-4min, 形成类似圆锥体状的窗口；
11 ) 在 n型 SiC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电 极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
12) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图形 区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
16. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
1 ) 在 SiC衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层；
2) 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层；
3) 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层；
4) 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层；
5) 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾—yN层其中 x〈y;
6) 在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层上，生长 40%_60%摩尔比的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层；
7) 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层；
8) 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层；
9) 在 p型 GaN冒层上先光刻出圆形窗口， 再采用 RIE刻蚀窗口至高 A1组分的 p 型 AlGaN势垒层，刻蚀采用的气体为 C12/BC13，电极功率为 50W-500W,偏压为 100-600V, 压力为 5-10mT, 刻蚀时间为 100-200s;
10)采用 100°C-150°C的 NaOH溶液湿法刻蚀已形成的刻蚀窗口，刻蚀时间为 l_4min， 形成圆锥体状的窗口；
11 ) 在 n型 SiC衬底的背面光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗 口蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
12) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸发 p 型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
17. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 按照自下而上的顺序生长
低温 AIN成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60% 摩尔比的高 A1组分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层 和 p型 GaN冒层；
B. 窗口 （W) 制造步骤：
(B1) 采用 ICP或者 RIE工艺从顶部 p型 GaN冒层刻蚀至 n型 AlGaN层， 形成 n 型 AlGaN台面；
(B2) 先光刻出位于 p型 GaN冒层的圆形窗口， 再采用氯基 ICP工艺二次刻蚀窗 口至低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 180W-600W的上电极功率， 0-150V的偏压， l_3Pa的压力、 100_230s的刻蚀时间;
(B3) 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电 子束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 70°C的 K0H溶 液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理；
(B4) 采用 K0H 电解液对预处理后的样片进行光辅助湿法刻蚀， 形成类似于半球 体状的窗口，其湿法刻蚀工艺参数分别为： 325nm的 He_Cd激光照射， -2V— 4V 的偏压， 10-15min的刻蚀时间； 之后将其放入到 1: 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti;
C. 电极制造步骤：
(C1) 在 n型 AlGaN台面上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电 极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(C2) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图 形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
18. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 按照自下而上的顺序生长 低温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60% 摩尔比的高 A1组分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层 和 p型 GaN冒层；
B. 窗口 （W) 制造步骤：
(B1) 采用 ICP或者 RIE工艺从顶部 p型 GaN冒层刻蚀至 n型 AlGaN层， 形成 n 型 AlGaN台面；
(B2) 在 p型 GaN冒层先光刻出圆形窗口， 再采用氯基 RIE工艺二次刻蚀窗口至 低 A1组分的 p型 AlGaN势垒层，形成圆柱体状的窗口，其刻蚀工艺参数分别为： 80W-400W 的电极功率， 210-620V的偏压， 5-10mT的反应室压力， 80 _210s的刻蚀时间；
(B3) 在 n型 AlGaN台面和 p型 GaN冒层上光刻出湿法刻蚀的掩膜图形， 采用电 子束蒸发工艺， 在掩膜图形区蒸发湿法掩膜金属层 Ti， 之后将其放入到 80°C的 K0H溶 液中 3min， 进行湿法刻蚀前的预处理；
(B4) 采用 K0H 电解液对预处理后的样片进行光辅助湿法刻蚀， 形成类似于半球 体状的窗口，其湿法刻蚀工艺参数分别为： 325nm的 He_Cd激光照射， -4V— 6V 的偏压， 8_13min的刻蚀时间； 之后将其放入到 1: 10的 HF溶液中漂洗掉金属掩膜层 Ti;
c . 电极制造步骤：
(CI ) 在 n型 AlGaN台面上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗 口蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(C2) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸 发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
19. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 依次生长低温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60%摩尔比的高 A1组 分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层和 p型 GaN冒层；
B. 器件制造步骤：
(B1 ) 采用 ICP或者 RIE工艺从顶部 p型 GaN冒层刻蚀至 n型 AlGaN层， 形成 n 型 AlGaN台面；
(B2) 先光刻出位于 p型 GaN冒层的圆形窗口， 再采用氯基 ICP工艺二次刻蚀窗 口至高 A1组分的 p型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 240W-600W的上电极功率， 0-80V的偏压， l_3Pa的压力、 100_180s的刻蚀时间;
(B3) 在 n型 AlGaN台面上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电 极图形区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(B4) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图 形区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
20. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
A. 材料生长步骤： 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 依次生长低温 A1N成核层、 高温 A1N成核层、 AlGaN外延层、 n-AlGaN势垒层、 有源区、 40%_60%摩尔比的高 A1组 分 p型 AlGaN势垒层、 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层和 p型 GaN冒层；
B. 器件制造步骤：
(B1 ) 在 p型 GaN冒层先光刻出圆形窗口，再采用氯基 RIE工艺二次刻蚀窗口至 p 型 AlGaN势垒层， 形成圆柱体状的窗口， 其刻蚀工艺参数分别为： 150W-400W的电极功 率， 230-550V的偏压， 5-10mT的反应室压力， 100_240s的刻蚀时间;
(B2) 采用 ICP或者 RIE工艺从顶部 p型 GaN冒层刻蚀至 n型 AlGaN层， 形成 n 型 AlGaN台面；
(B3) 在 n型 AlGaN台面上光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗 口蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
(B4) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸 发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
21. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
1 ) 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 依次生长低温 A1N成核层、；
2) 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层；
3) 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层；
4) 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层；
5) 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG -xN/AlyG -yN层其中 x〈y;
6) 在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层上，生长 40%_60%摩尔比的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层；
7) 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层；
8) 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层；
9) 在 p型 GaN冒层上采用 ICP或者 RIE工艺刻蚀台面至 n型 AlGaN层；
10) 在 p型 GaN冒层上先光刻出圆形窗口， 再采用 ICP二次刻蚀窗口至高 A1组分 的 p型 AlGaN势垒层， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 上电极功率为 200W-600W, 偏压为 0-100V, 压力为 l-3Pa, 刻蚀时间为 100_200s;
11 ) 采用 80°C-120°C的 NaOH 溶液湿法刻蚀已形成的刻蚀窗口， 刻蚀时间为 0. 5-2min, 形成类似圆锥体状的窗口；
12) 在 n型 AlGaN层光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图形 区蒸发 n型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
13) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在电极图形 区蒸发 P型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
22. 一种紫外发光二极管器件的制造方法， 包括如下步骤：
1 ) 在蓝宝石衬底上， 利用 M0CVD工艺， 生长低温 A1N成核层；
2) 在低温 A1N成核层上， 生长高温 A1N成核层；
3) 在高温 A1N成核层上， 生长 AlGaN外延层；
4) 在 AlGaN外延层上， 生长 Si掺杂的 n型 AlGaN势垒层；
5) 在 n型 AlGaN势垒层上， 生长多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾—yN层其中 x〈y;
6) 在多量子阱 AlxG¾-xN/AlyG¾-yN层上，生长 40%_60%摩尔比的高 A1组分 p型 AlGaN 势垒层；
7) 在 p型势垒层上， 生长 10%_25%摩尔比的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层；
8) 在所述的低 A1组分 p型 AlGaN势垒层上， 生长 p型 GaN冒层；
9) 在 p型 GaN冒层上采用 ICP或者 RIE工艺刻蚀台面至 n型 AlGaN层；
10) 在 p型 GaN冒层上先光刻出圆形窗口， 再采用 RIE二次刻蚀窗口至高 A1组分 的 p 型 AlGaN 势垒层， 刻蚀采用的气体为 C12/BC13， 电极功率为 50W-500W, 偏压为 100-600V, 压力为 5-10mT, 刻蚀时间为 100_200s;
11 ) 采用 80°C-120°C的 NaOH 溶液湿法刻蚀已形成的刻蚀窗口， 刻蚀时间为 0. 5-2min, 形成圆锥体状的窗口；
12) 在 n型 AlGaN层光刻出 n型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸发 n 型欧姆接触金属， 形成 n型电极；
13) 在 p型 GaN冒层光刻出 p型电极的图形， 采用电子束蒸发工艺， 在窗口蒸发 p 型欧姆接触金属， 形成 P型电极， 完成器件制造。
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