专利名称：激光诱导空气隙发光二极管的制作方法
技术领域：
本发明属于半导体技术领域，特别是指一种激光诱导空气隙发光二极管的制作方法。
背景技术：
由于发光二极管具有节能、环保，寿命长等优点，在未来几年后，发光二极管有可能取代白炽灯、荧光灯等传统照明灯具，而进入千家万户。目前，氮化物基发光二极管材料主要异质外延生长在蓝宝石、硅、碳化硅等衬底上。由于氮化镓材料的折射率与空气存在较大差别，在逃逸界面处发生的光全反射效应，使得发光二极管器件的光提取受到非常大的限制。T.Fujii，Y. Gao，等人在Appl. Phys. Lett. 84(2004)855.提出了氮化镓基发光二极管表面粗化技术来提高发光二极管的提取效率。在此之后，表面粗化是常用的提高发光二极管光提取效率的关键技术。但是，之前的表面粗化技术主要集中在P型氮化镓表面粗化、氧化铟锡透明导电层表面粗化、蓝宝石衬底背面粗化、氮化镓外延层的侧面粗化等，对发光二极管蓝宝石衬底侧壁出光面的粗化处理没有被涉及到。另外，日本滨松光子学株式会社在2007年提出了低损伤激光切割硅片的激光加工方法(申请号200710147746. 5，公开号CN101110392A)。但是，其并没有提及氮化镓发光二极管器件粗化的蓝宝石面对发光二极管提取效率的影响。本技术采用激光加工技术，在发光二极管蓝宝石衬底的内部扫描，获得了纵横交错的空气隙，使发光二极管发出的光在空气隙光路发生改变，大大提高了发光二极管的提取效率。本技术存在着明显的优势，使工艺工序大大优化，而且使生产周期和成本大幅下降。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，其是在发光二极管芯片工艺制作中，在发光二极管蓝宝石衬底的内部扫描，获得了纵横交错的空气隙，使发光二极管发出的光在空气隙光路发生改变，大大提高了发光二极管的提取效率。使得发光二极管外量子效率提升，特别适合大尺寸功率型晶粒的制作。为达到上述目的，本发明提供一种激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，包括如下步骤步骤I :取一衬底，采用激光器在距衬底上表面30um的内部形成规则网状空气隙；步骤2 :在衬底上采用MOCVD方法依次生长成核层、N型掺杂层、多量子阱发光层、P型掺杂层和ITO层；步骤3 :采用光刻的方法，在ITO层上的一侧向下刻蚀，刻蚀深度到达N型掺杂层内，形成台面；步骤4 :在ITO层上未刻蚀的一侧上制备P型电极；
步骤5 :在台面上制备N型电极。本发明提供与现有技术相比具有芯片工艺仅在切割过程中增加了适当的处理，简单易操作，可以大大提高出光效率，使得发光二极管外量子效率提升，特别适合大尺寸功率型晶粒的制作。
为进一步说明本发明的具体技术内容，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中图I是本发明的结构剖面图。
具体实施例方式请参阅图I所示，本发明提供激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，包括如下 步骤步骤I :取一衬底21，衬底21的材料为蓝宝石、Si、SiC、GaAs或玻璃，采用激光器在距衬底21上表面30um的内部形成规则网状空气隙。其中该衬底21的内部由激光作用，形成规则的或者不规则的空气隙；空气隙宽度100nm-5um，空气隙长度500nm_5um，空气隙间离为3um-10um。其中该衬底21的空气隙是单层或者多层排列；其中该激光器可以是纳秒激光器，皮秒激光器或者飞秒激光器。激光波长可以是266nm、355nm、532nm 或 1064nmo步骤2 :在衬底21上采用MOCVD方法依次生长成核层22、η型掺杂层23，该η型掺杂层23的材料为n-GaN，n型GaN采用Si掺杂，厚度为l_5um。多量子阱发光层24的材料为InGaN/GaN，厚度为50_500nm、其中多量子阱发光层24的周期数为1_100。P型掺杂层25的材料为P型GaN，其是采用Mg掺杂，厚度为200_500nm。ITO层26的材料为95%的InO2, 5% SnO2，厚度为 IO-IOOOnm0步骤3 :采用光刻的方法，在ITO层26上的一侧向下刻蚀，刻蚀深度到达N型掺杂层23内，形成台面23’ ；刻蚀深度不能穿透N型掺杂层23，深度到N型掺杂层23厚度的中间。步骤4 :在ITO层26上未刻蚀的一侧上制备P型电极27 ;P型电极的材料为Cr/Pt/Au,厚度为100/.100/1 IOOOA ,>步骤5:在台面23’上制备N型电极28。N型电极材料为Cr/Pt/Au，厚度为100/400/1 IOOOAo以上所述，仅是本发明的实施例而已，并非对本发明作任何形式上的的限制，凡是依据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案范围之内，因此本发明的保护范围当以权利要求书为准。
权利要求
1.一种激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，包括如下步骤 步骤I :取一衬底，采用激光器在距衬底上表面30um的内部形成规则网状空气隙； 步骤2 :在衬底上采用MOCVD方法依次生长成核层、N型掺杂层、多量子阱发光层、P型惨杂层和ITO层； 步骤3 :采用光刻的方法，在ITO层上的一侧向下刻蚀，刻蚀深度到达N型掺杂层内，形成台面； 步骤4 :在ITO层上未刻蚀的一侧上制备P型电极； 步骤5 :在台面上制备N型电极。
2.根据权利要求I所述的激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，其中侧面横向光子晶体衬底的材料为蓝宝石、Si、SiC、GaAs或玻璃。
3.根据权利要求I所述的激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，其中该衬底的内部由激光作用，形成规则的或者不规则的空气隙；空气隙宽度100nm-5um，空气隙长度500nm-5um,空气隙间离为 3um_10um。
4.根据权利要求I所述的激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，其中该衬底的空气隙是单层或者多层排列。
5.根据权利要求I所述的激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，其中该激光器是纳秒激光器，皮秒激光器或者飞秒激光器，激光波长是266nm、355nm、532nm或1064nm。
全文摘要
一种激光诱导空气隙发光二极管的制作方法，包括如下步骤步骤1取一衬底，采用激光器在距衬底上表面30um的内部形成规则网状空气隙；步骤2在衬底上采用MOCVD方法依次生长成核层、N型掺杂层、多量子阱发光层、P型掺杂层和ITO层；步骤3采用光刻的方法，在ITO层上的一侧向下刻蚀，刻蚀深度到达N型掺杂层内，形成台面；步骤4在ITO层上未刻蚀的一侧上制备P型电极；步骤5在台面上制备N型电极。
文档编号H01L33/00GK102969413SQ20121054846
公开日2013年3月13日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者谢海忠, 张逸韵, 鲁志远, 杨华, 李璟, 伊晓燕, 王军喜, 王国宏, 李晋闽 申请人:中国科学院半导体研究所