[发明专利]半导体器件的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体器件的制造方法

背景技术

荧光灯和白炽灯是现在广泛应用的照明光源，但是它们有很大的缺陷，就是发光的效率太低，找到光转换效率高的新光源来替代这些传统光源，是实现节能减排的重要途径之一。LED是一种新型的光源，其发光的效率很高。半导体照明有节能、安全、寿命长、节能美观、绿色环保、可微型化、色彩丰富等优点，并且耐高温高压，耐酸碱腐蚀，即使在严酷的条件下也能正常工作。实现LED白光照明的途径主要有三种：一是蓝光LED激发黄色荧光粉发白光；二是紫外LED配合红、绿、蓝三色荧光粉发白光；三是由红绿蓝三色LED混合成白光。其中第一种方法是现阶段实现LED照明的最有效手段。

以GaN为代表的三族氮化物(AlN、GaN、InN、AlGaInN)由于具有优良的光电特性，因而在蓝光、绿光、紫外发光二极管(LED)及高频、高温大功率电子器件中得到广泛应用。由于缺乏晶格匹配的衬底，三族氮化物都是异质外延在其他材料上，常用的衬底有蓝宝石、碳化硅、硅、砷化镓、氧化锌等，常用的外延方法有金属有机物化学气相沉积(MOCVD)、分子束外延(MBE)和氢化物气相外延(HVPE)等。由于和衬底的晶格失配及热失配很大，即使采用低温GaN缓冲层技术后，外延的氮化物中仍存在大量的缺陷，包括由于晶格失配导致的位错、层错等。GaN基材料中的缺陷影响材料的发光性能，同时降低了发光二极管的可靠性。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种半导体器件的制造方法，尤其提供了一种发光二极管的制造方法，该方法可以降低材料的位错密度，同时减少量子限制斯塔克效应的影响。

本发明的发光二极管的制造方法包括以下步骤：

（1）在蓝宝石衬底1的（0001）方向上生长GaN缓冲层2；

（2）在GaN缓冲层上蒸镀N型电极3；

（3）在N型电极3上蒸镀量子阱反射层4；

（4）在量子阱反射层4上生长一层厚度30～40μm的金属层；

利用干法刻蚀技术将该金属层制备成周期排列的条状金属层5；

（5）在周期排列的条状金属层5上外延生长N型GaN层6；

（6）在N型GaN层6上生长有源层7；

（7）在有源层7上生长P型GaN层8；

（8）在P型GaN层8上生长P型电极9。

其中，

步骤（2）中，N型电极3优选为Ag。

步骤（3）中，量子阱反射层4优选为逐层形成的Ag、Ni、Ti层。其厚度优选为120～150nm。

步骤（4）中，金属层优选为Au，条状金属层之间的间隔优选为60～80μm。

步骤（6）中，有源层7为AlInGaN多量子阱层。

步骤（8）中，先用CF₄处理P型GaN层8表面，然后在P型GaN层8表面蒸镀Al，形成与P型GaN层8欧姆接触的P型电极。P型电极厚度为在400-500nm。

附图说明

图1为根据本发明方法制成的发光二极管的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明的发光二极管的制造方法，包括以下步骤：

（一）在蓝宝石衬底1的（0001）方向上生长GaN缓冲层2；

（二）在GaN缓冲层上蒸镀N型电极3；N型电极3优选为Ag。

（三）在N型电极3上蒸镀量子阱反射层4；量子阱反射层4优选为逐层形成的Ag、Ni、Ti层。其厚度优选为120～150nm。

（四）在量子阱反射层4上生长一层厚度30～40μm的金属层；利用干法刻蚀技术将该金属层制备成周期排列的条状金属层5；金属层优选为Au，条状金属层之间的间隔优选为60～80μm；

（五）在周期排列的条状金属层5上外延生长N型GaN层6；

（六）在N型GaN层6上生长有源层7；有源层7为AlInGaN多量子阱层；

（七）在有源层7上生长P型GaN层8；

（八）在P型GaN层8上生长P型电极9。具体地，用CF₄处理P型GaN层8表面，然后在P型GaN层8表面蒸镀Al，形成与P型GaN层8欧姆接触的P型电极。P型电极厚度为在400-500nm。