[发明专利]一种薄膜型LED制备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜型LED的制备方法，尤其涉及一种凝胶溶胶法制备LED电流扩散层的方法，属于半导体芯片制造领域。

技术背景

在传统的LED制备方法中，通常在蓝宝石衬底上采用金属有机相外延方法沉积薄膜，设备复杂，工艺繁琐，生产陈本较高。

发明内容

本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷提供一种制备薄膜型LED的方法。本方法为溶胶凝胶法，溶胶凝胶法作为一种制备薄膜的绿色合成方法，比起传统的薄膜制备方法具有诸多优势：设备简易，工艺简单，生产成本低，化学计量比易于控制，生产流程简单，不要求真空、高温环境等。溶胶凝胶法制备LED透明电极在半导体芯片制备行业具有重要的应用意义。

为达到以上目的，本发明采用下述技术方案：

一种制备薄膜型LED的方法，其特征在于制备工艺步骤如下：

a.蓝宝石外延片的生长：

在蓝宝石衬底上采用金属有机相外延沉积方法依次生长低温氮化镓GaN层，本征GaN层，n型GaN层，量子阱（MQW）层和P型GaN层。

b.蓝宝石外延片的清洗：

将蓝宝石外延片依次在异丙醇及丙酮中超声清洗10±1 min；去离子水冲洗；在混合酸溶液（硫酸:双氧水:去离子水的比列为5:5:1）中，常温浸泡15±1 min；再在稀盐酸溶液（体积分数为20%）中，常温浸泡5±0.5 min；最后用去离子水超声清洗10±1 min；氮气吹干。

c.采用溶胶凝胶提拉法，制备LED器件的电流扩散层-镓掺杂的氧化锌（GZO）薄膜，具体操作步骤如下：

（1）首先在一个200±20ml的玻璃烧杯中，将0.045±0.002mol的2水醋酸锌以及0.0006±0.0001mol的5.5水合硝酸镓放入烧杯，将150±10ml的无水甲醇倒入烧杯中，再逐滴加入0.045±0.002mol的单乙醇胺。磁力搅拌至全部溶解后，水浴60±5℃并在磁力搅拌的情况下保温1±0.2个小时。将温度提高到70~100℃进行溶剂蒸发直到剩余溶液的体积为原来溶液体积的20~80%。室温时效6±0.2小时，冰箱冷藏42±0.5小时，形成溶胶。

（2） 电流扩散层镓掺杂氧化锌薄膜的制备

在室温下，在宝石外延片上行拉膜：浸润1±0.1min后，以65±5mm/min的速度进行提拉。每提拉完一层膜之后，将薄膜在红外灯下烘烤30±0.5min，再进行500±50℃快速退火15±0.5min，完成一次薄膜的提拉烘干过程。再重复以上步骤6次，以达到一定厚度（200nm）的镓掺杂的氧化锌薄膜。最后将薄膜时效两天，600±50℃真空退火1±0.1h。

（3）采用Ar离子干法刻蚀电流扩散层，最终即得到完整的LED器件。本发明通过采用溶胶凝胶法制备LED器件中的电流扩散层，实现了一种新型制备LED的方法。

本发明与现有技术相比，具有以下显而易见的突出实质性特点和显著进步：

本发明的电流扩散层的制备，使用的原料价格较低廉，使用设备简单，操作方便。在半导体芯片制造领域有重要的应用。

附图说明

图1是LED芯片的结构。

图2是LED发光照片。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述于后。

实施例

本薄膜型LED的制备步骤如下所述：

１）蓝宝石外延片的生长

a.      在在蓝宝石衬底（1）上采用金属有机相外延沉积低温氮化镓（GaN）层（2），

b.      采用金属有机相外延沉积依次生长本征GaN层（3）与n型GaN层（4）各1μm。

c.      采用金属有机相外延沉积依次生长多量子阱（MQW）层（6）和P型GaN层（7）厚度各为200nm

2）蓝宝石外延片的清洗

将蓝宝石外延片依次在异丙醇及丙酮中超声清洗10±1 min；去离子水冲洗；在混合酸溶液（硫酸:双氧水:去离子水的比列为5:5:1）中，常温浸泡15±1 min；再在稀盐酸溶液（体积分数为20%）中，常温浸泡5±0.5 min；最后用去离子水超声清洗10±1 min；氮气吹干。

3）采用溶胶凝胶提拉法，制备LED器件的电流扩散层-镓掺杂的氧化锌（GZO）薄膜（8），具体操作步骤如下：