[发明专利]AlGaN基紫外LED外延层及其剥离方法

说明书

本发明提供了一种AlGaN基紫外LED外延层及其剥离方法，剥离AlGaN基紫外LED外延层的方法包括以下步骤：在蓝宝石衬底上形成有序并间隔排列的多个纳米柱；在所述纳米柱上进行外延生长，形成AlGaN基紫外LED外延层；通过选择性湿法刻蚀，将AlGaN基紫外LED外延层剥离下来。通过在蓝宝石衬底上形成有序并间隔排列的多个纳米柱，再以此纳米柱进行横向选区外延生长，形成AlGaN基紫外LED外延层；由于纳米柱间的连通、不连续的特性，有利于腐蚀溶液渗入，扩展孔洞的大小，将纳米柱顶端平台与平台上外延层腐蚀，进而实现易剥离效果。

技术领域

本发明涉及光电子技术领域，具体涉及一种AlGaN基紫外LED 外延层及其剥离方法。

背景技术

目前AlGaN基紫外LED使用的衬底材料有两大类：一类是以蓝光LED普遍使用的蓝宝石衬底；一类是美国科锐公司为代表的碳化硅衬底。蓝宝石衬底因为价格非常便宜、取得容易、蓝光LED使用较多，而被紫外LED研发人员青睐。

传统的正装蓝光LED，最上面ITO与P极氮化镓GaN会影响芯片的出光效果，因此开发倒装芯片。相同的，紫外LED也因此原因，倒装方式最被采纳。而紫外LED采取倒装方式时，蓝宝石衬底的折射率仍会影响出光效率。因此，将借由剥离方式，将蓝宝石衬底有效剥离，可以提升 出光效率，避免光被全反射。此外，由于蓝宝石导热性能较差，将其剥离可以改善器件的散热性能。

传统方式是采用激光剥离方式，用一束光子能量大于氮化物材料禁带宽度的激光将蓝宝石与外延层界面以激光扫描 ，将界面处的氮化物材料烧灼、裂解，进而达到剥离效果。通常人们采用248nm KrF脉冲激光实现蓝光或近紫外波段发光LED外延薄膜与衬底间的分离。但此种方法只能引起GaN材料的分解，并不能引起禁带宽度更大的氮化铝的分解，因此不适用于紫外LED，且此方式需整片衬底扫描，非常耗时。由于紫外LED的波长短，外延材质对市面常用的激光吸收效果不好，使得紫外LED很难采取激光剥离方式。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种AlGaN基紫外LED外延层及其剥离方法，该剥离AlGaN基紫外LED外延层的方法通过在蓝宝石衬底上形成有序并间隔排列的多个纳米柱，再以此纳米柱进行横向选区外延生长，形成AlGaN基紫外LED外延层；由于相邻纳米柱间的连通、不连续的特性，有利于腐蚀溶液渗入，扩展孔洞的大小，将纳米柱顶端平台与平台上外延层腐蚀，进而实现易剥离效果，以解决现有技术中采用传统激光剥离无法有效剥离紫外LED外延层的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种剥离 AlGaN基紫外LED外延层的方法。

该剥离AlGaN基紫外LED外延层的方法包括以下步骤：

在蓝宝石衬底上形成有序并间隔排列的多个纳米柱；

在所述纳米柱上进行外延生长，形成AlGaN基紫外LED外延层；

通过选择性湿法刻蚀，将AlGaN基紫外LED外延层剥离下来。

进一步的，所述AlGaN基紫外LED外延层的形成方法包括：

在所述纳米柱上进行横向选区外延生长，形成过渡层；

在所述过渡层上由下向上依次生长N型氮化镓铝层、多量子阱层和P型氮化镓铝层。

进一步的，所述过渡层在所述纳米柱上横向闭合形成狭缝；所述狭缝与相邻两个所述纳米柱之间的空隙连通。

进一步的，所述在蓝宝石衬底上形成有序并间隔排列的多个纳米柱包括：

在单面抛光蓝宝石衬底上外延一薄膜层；

通过纳米压印技术，在所述薄膜层上形成有序并间隔排列的多个纳米胶柱掩膜图形；