发光二极管的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体发光技术领域，具体涉及发光二极管的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着发光二极管应用的越来越广泛，进一步提高其发光效率已成为业界的研宄重点，其中，在发光二极管背面制备分布布拉格反射层(DBR distributed Bragg Reflector)结构是作为有效反射光线，提高发光二极管发光效率的有效手段之一，传统发光二极管背面的DBR结构通常采用蒸镀方式沉积形成多层Si02/Ti02结构，但是，传统蒸镀DBR结构需要层数较多(20~40层)，存在过多界面，影响成膜质量，且界面处不可避免会有光损失；同时，采用蒸镀方式，会有发光二极管背镀红蓝绿和镀到发光二极管正面电极的风险，如果镀到发光区，影响亮度；如果镀到电极，会导致发光二极管芯粒难焊线，引起客诉；为解决上述问题，本发明提供了一种高效且新颖的DBR结构的制备方法及采用其制备的发光二极管。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提供了一种发光二极管的制备方法，可以避免传统蒸镀DBR制备方法所产生的问题，同时可以有效增加光的反射，增强发光二极管的发光效率。
[0004]发光二极管的制备方法，包括以下步骤:(I)提供一生长衬底；(2)在生长衬底上依次沉积缓冲层、N型层、发光层和P型层；(3)分别在N型层和P型层上制备N电极和P电极；(4)对生长衬底背面研磨减薄；(5)提供一与生长衬底直径相同的Si衬底；(6)将Si衬底与生长衬底背面进行对位；(7)通过键合工艺将Si衬底键合在生长衬底背面，然后研磨减薄，形成薄层Si，薄层Si厚度为10 -1000 nm ; (8)对生长衬底背面上薄层Si进行热氧化反应，形成Si/Si02结构；(9)循环步骤(5)~ (8)，形成η对Si/S1 2组成的DBR结构。
[0005]优选地，所述步骤(5)的Si衬底可以为绝缘体上Si衬底，所述步骤(5)~ (7)变更为:(5)提供一与生长衬底直径相同的绝缘体上Si衬底，其上表面为薄层Si，薄层Si厚度为10 -1000 nm ；(6)将绝缘体上Si衬底上表面与生长衬底背面进行对位；(7)通过剥离和键合工艺将绝缘体上Si衬底上表面的薄层Si键合在生长衬底背面；其他步骤相同。
[0006]优选地，所述生长衬底、Si衬底和绝缘体上Si衬底的直径相同且多I寸。
[0007]优选地，所述N型层为N型掺杂的II1- V族半导体层，N型掺杂剂优选SiH4。
[0008]优选地，所述发光层为非掺或N型掺杂或P型掺杂的II1- V族半导体层量子阱/量子点结构。
[0009]优选地，所述P型层为P型掺杂的II1- V族半导体层，P型掺杂剂优选CP2Mg。
[0010]优选地，所述热氧化反应为干式氧化(与O2反应)或湿式氧化(与H2O蒸气反应)或其组合方式，优选干式氧化，所述热氧化反应温度为500~1500°C。
[0011]优选地，所述Si/Si02组成的DBR结构的对数η彡2，优选2~4对，其中Si的厚度为 5~500nm，Si0j9厚度为 5 ~500nm。
[0012]本发明所述的发光二极管的制备方法，至少具有以下有益效果:
(1)可以避免传统蒸镀DBR制备方法所产生的发光二极管背镀红蓝绿和镀到发光二极管正面电极的风险，从而避免对发光二极管芯粒良率和品质的影响；
(2)层数少界面少，具有成膜性好且反射率高的优点，可以有效增加光的反射，增强发光二极管的发光效率。
【附图说明】
[0013]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
[0014]图1~2为本发明实施例1制备发光二极管的流程示意图。
[0015]图3~4为本发明实施例2制备发光二极管的流程示意图。
[0016]图中标示:100:生长衬底；101:缓冲层；102:N型层；103:发光层；104:P型层；105:N电极；106:P电极；107:绝缘保护层；108:Si衬底；109:绝缘体上Si衬底；110:DBR结构。
【具体实施方式】
[0017]下面将结合附图和实施例对本发明的【具体实施方式】进行详细的描述。
[0018]实施例1
如图1~2所示，一种发光二极管的制备方法的流程示意图，该方法是采用以下步骤实现的:
Cl)提供一生长衬底100，所述生长衬底选用A1203、SiC、S1、GaN、GaAs或GaP，所述生长衬底直径多I寸；
(2)在所述生长衬底100上依次沉积缓冲层101、N型层102、发光层103和P型层104，所述缓冲层为非掺的II1- V族半导体层，所述N型层为N型掺杂的II1- V族半导体层，所述发光层为非掺或N型掺杂或P型掺杂的II1- V族半导体层量子阱/量子点结构，所述P型层为P型掺杂的II1- V族半导体层，N型掺杂剂优选SiH4, P型掺杂剂优选CP2Mg ；
(3)分别在N型层102和P型层104上制备N电极105和P电极106，N电极和P电极选用Au或Ag或Al或Pt或Ti或其任意组合；
(4)对生长衬底100背面研磨减薄；
(5)提供一与生长衬底100直径相同的Si衬底108；
(6)将Si衬底108与生长衬底100背面进行对位；
(7)通过键合工艺将Si衬底108键合在生长衬底100的背面，然后研磨减薄，形成薄层Si，薄层Si厚度为1?100nm ；
(8)对生长衬底100背面上薄层Si进行热氧化反应，选用干式氧化(与O2反应)或湿式氧化(与H2O蒸气反应)或其组合方式，优选干式氧化，所述热氧化反应温度为500~1500°C，形成Si/Si02结构，其中Si的厚度为5~500nm，S1 2的厚度为5~500nm ；
(9)循环步骤(5)~ (8)，形成η对Si/Si02组成的DBR结构110，对数η彡2，优选2~4
对； (10)在裸露的外延层之上制作绝缘保护层107，用于保护外延层，如此完成发光二极管的制备。
[0019]实施例2
如图3~4所示，实施例2制备发光二极管的流程示意图，与实施例1的区别在于:所述实施例1步骤(5)的Si衬底108变更为绝缘体上Si衬底109，所述实施例1步骤(5)~(7)变更为:
(5)提供一与生长衬底100直径相同的绝缘体上Si衬底109，其上表面为薄层Si，薄层Si 厚度为 10~1000nm ；
(6)将绝缘体上Si衬底109上表面与生长衬底100背面进行对位；
(7)通过剥离和键合工艺将绝缘体上Si衬底109上表面的薄层Si键合在生长衬底100的背面；
其他制备步骤与实施例1相同。
[0020]采用以上方法制备的具有(Si/Si02) n组成的DBR结构的发光二极管，可以避免传统蒸镀DBR制备方法所产生的发光二极管背镀红蓝绿和镀到发光二极管正面电极的风险，从而避免对发光二极管芯粒良率和品质的影响；同时，层数少界面少，具有成膜性好且反射率高的优点，可以有效增加光的反射，增强发光二极管的发光效率。
[0021]以上表示了本发明的优选实施例，应该理解的是，本领域技术人员可以修改在此描述的本发明，而仍然实现本发明的有利效果。因此，以上描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本发明的限制，凡依本发明所做的任何变更，皆属本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.发光二极管的制备方法，包括以下制备步骤: (1)提供一生长衬底； (2)在生长衬底上依次沉积缓冲层、N型层、发光层和P型层； (3)分别在N型层和P型层上制备N电极和P电极； (4)对生长衬底背面研磨减薄； (5)提供一与生长衬底直径相同的Si衬底； (6)将Si衬底与生长衬底背面进行对位； (7)通过键合工艺将Si衬底键合在生长衬底背面，然后研磨减薄，形成薄层Si，薄层Si厚度为 10 -1000 nm ； (8)对生长衬底背面上薄层Si进行热氧化反应，形成Si/Si02结构； (9)循环步骤(5)~ (8)，形成η对Si/Si02组成的DBR结构。2.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述步骤(5)的Si衬底为绝缘体上Si衬底，所述步骤(5) ~ (7)变更为: (5)提供一与生长衬底直径相同的绝缘体上Si衬底，其上表面为薄层Si，薄层Si厚度为 10 -1OOOnm ； (6)将绝缘体上Si衬底上表面与生长衬底背面进行对位； (7)通过剥离和键合工艺将绝缘体上Si衬底上表面的薄层Si键合在生长衬底背面；其他制备步骤与权利要求1所述相同。3.根据权利要求1或2所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述生长衬底的直径彡I寸。4.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述N型层为N型掺杂的II1- V族半导体层。5.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述发光层为非掺或N型掺杂或P型掺杂的II1- V族半导体层量子阱/量子点结构。6.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述P型层为P型掺杂的II1- V族半导体层。7.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述热氧化反应为干式氧化或湿式氧化或其组合方式。8.根据权利要求7所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述热氧化反应温度^ 500-1500 0Co9.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述Si/Si02组成的DBR结构的对数n ^ 2。10.根据权利要求1所述的发光二极管的制备方法，其特征在于:所述Si/Si02组成的DBR结构，其中Si的厚度为5~500nm，3丨02的厚度为5~ 500nmo
【专利摘要】本发明公开发光二极管的制备方法，具有显著增加光的反射，增强发光二极管发光效率的有益效果，是通过以下步骤实现的：（1）提供一生长衬底；（2）在生长衬底上依次沉积缓冲层、N型层、发光层和P型层；（3）分别在N型层和P型层上制备N电极和P电极；（4）对生长衬底背面研磨减薄；（5）提供一与生长衬底直径相同的Si衬底；（6）将Si衬底与生长衬底背面进行对位；（7）通过键合工艺将Si衬底键合在生长衬底背面，然后研磨减薄，形成薄层Si；（8）对生长衬底背面上薄层Si进行热氧化反应，形成Si/SiO2结构；（9）循环步骤（5）~（8），形成n对Si/SiO2组成的DBR结构。
【IPC分类】H01L33/10, H01L33/00
【公开号】CN104900772
【申请号】CN201510343269
【发明人】申利莹, 董木森, 张君逸, 潘冠甫, 吴超瑜, 王笃祥
【申请人】天津三安光电有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月19日