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[0018] 1.激光辐照GaN外延片的方法其工艺操作简单易行、时间周期短、激光辐照参数 精确可控以及可处理特定局域表面。可以通过调整激光辐照参数和对辐照气氛环境的改变 以使样品的电学光学性质以及封装成LED的发光性能得到最大程度的改善。
[0019] 2.经激光辐照改性后，样品的电学光学性质改善明显。并且与LED发光测试相结 合，更结合生产生活的实际问题以提升以氮化镓LED为代表的蓝光LED的发光性能。
[0020] 3.采用激光作为高能辐照源，激光功率和脉冲个数较小，工艺简单，能耗较低；在 1分钟内可完成辐照，改性速度快。
[0021] 4.采用激光辐照作为材料改性的方法，不影响氮化镓外延片表层下其他结构的材 料性质，不产生环境污染。
【附图说明】
[0023] 图1是氮化镓外延片样品经过LED封装工艺后的LED灯珠实物图，其中图1 (a)是 LED灯珠俯视图，图1 (b)是LED灯珠侧视图。
[0024] 其中图2(a)和图2(b)分别是外延片样品经过不同辐照功率密度和不同脉冲数的 激光辐照后，其封装后的LED器件的反向漏电流的情况。可以看到经过辐照处理过的外延 片制作成的LED，其反向漏电流均较辐照前有了不同程度降低，说明封装后LED的电学性能 均较辐照前有所改善，另外不同辐照参数的改善程度亦有所不同，也说明了可以通过改变 辐照参数的方法使得LED器件获得最佳的电学性质。
[0025] 图3 (a)和图3 (b)分别是外延片样品经过不同辐照功率密度和不同脉冲数的激光 辐照后，其封装后的LED器件的发光性能的变化情况。可以看到辐照后的LED光出射功率 均较辐照前有了明显的提升，说明经过激光辐照的处理后的LED发光性能均较辐照前有了 不同程度的提高。
【具体实施方式】
[0026] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。
[0027] 实施例1:
[0028] 将氮化镓外延片用玻璃刀切割成每个尺度约为lcmX1cm大小的正方形样品；浸 入丙酮溶剂超声清洗5分钟后，冲洗；浸入酒精溶剂超声清洗5分钟后，冲洗；浸入去离子 水中超声清洗10分钟后，冲洗，干燥。将经过预处理的氮化镓外延片放在靶台上，用波长为 248nm的准分子激光分别在空气、氧气、氮气环境下对其进行辐照（气压均为一个标准大气 压）；脉冲激光频率为3Hz，单脉冲能量密度为0. 5J/cm2,脉冲数为90。离焦量4cm，使用复 眼结构对出射激光进行整形，作用在样品上的光斑面积lcm2,S卩lcmXlcm大小的正方形光 斑。辐照前后得到的样品均采用磁控溅射的方法在样品表面淀积Ni(30nm)/Au(100nm)金 属电极。
[0029] 对经上述步骤得到的样品进行载流子浓度、表面电阻率以及载流子迁移率的测 试。结果表明辐照后样品表面的欧姆接触特性均会较辐照前发生变化，在这几组数据中，可 以看到不同的辐照气氛下，上述三种材料表面的电学性能均出现了不同于辐照前的变化， 在氮气气氛进行辐照的样品其电学性能改善的程度最多，这可归因于在单脉冲能量或辐照 脉冲数较大时，表面过多的氧化物生成不益于对其表面的电学性质改善。
[0030] 实施例2 :
[0031] 将氮化镓外延片用玻璃刀切割成每个尺度约为lcmXlcm大小的正方形样品；浸 入丙酮溶剂超声清洗5分钟后，冲洗；浸入酒精溶剂超声清洗5分钟后，冲洗；浸入去离子 水中超声清洗10分钟后，冲洗，干燥。将经过预处理的氮化镓外延片放在靶台上，用波长 为248nm的准分子激光在大气环境下对其进行辐照；脉冲激光频率为3Hz，单脉冲能量密度 为0. 2-0. 6J/cm2,脉冲数为60、90、120。离焦量4cm，使用复眼结构对出射激光进行整形，作 用在样品上的光斑面积lcm2,即lcmXlcm大小的正方形光斑。在通过清洗、蒸发IT0、台阶 (mesa)光刻、ICP刻蚀、去胶、IT0合金、HF酸清洗、图形电极（patternedpad)光刻溉射Ti/ Au、剥离Ti/Au、合金、探针台测试等小功率LED工艺流程本步骤，对其进行LED发光性能的 测试，主要有反向漏电流、光出射功率、发光效率等LED特性参数。
[0032] 表1为载流子浓度，表面电阻率，载流子迁移率在不同辐照气氛下辐照前后的变 化情况。可以看到不同的辐照气氛下，上述三种材料表面的电学性能均出现了不同于辐照 前的变化，在氮气下其电学性能改善的程度最多。辐照后电学性能的改善会使封装后的LED 发光性能产生变化。
【主权项】
1. 一种采用激光福照氮化嫁外延片改善W其为基底的LED发光性能的方法，其特征在 于，包括W下步骤： 1) 将氮化嫁外延片浸入丙丽溶剂超声清洗5分钟后，冲洗；浸入酒精溶剂超声清洗5 分钟后，冲洗；浸入去离子水中超声清洗10分钟后，冲洗，干燥； 2) 将经步骤1)处理过的GaN外延片样品放在祀台上，调整光路，激光器波长为248nm ; 3) 采用脉冲激光单脉冲能量密度0. 15J/cm2-0. 6J/cm2，频率3HZ-10化，脉冲数为 60-120福照样品。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于氮化嫁外延片样品为表层是P型GaN薄膜 的多层外延结构样品。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的激光器是KrF准分子激光器。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于通过改变激光脉冲能量密度、福照脉冲数 或脉冲频率，或改变福照气氛改变氮化嫁电学性质，W进一步改善W氮化嫁外延片为基底 的LED的发光性能。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的福照是分别在标准大气、氮气或氧 气气氛下进行的。
【专利摘要】一种采用激光辐照氮化镓外延片以改善以其为基底的LED发光性能的方法，属于材料制备领域。本发明先将GaN外延片(表面为p型)进行预处理，去除表面的污染附着物及有机残留等，改善表面晶格缺陷，采用248nm准分子激光器对GaN外延片进行辐照，单脉冲能量密度0.15J/cm2-0.6J/cm2，采用磁控溅射的方法在样品表面淀积金属电极后，再进行如载流子浓度、表面电阻率等一些金属半导体欧姆接触的电学测试，经测试，辐照后样品的各项电学性质发生了显著变化，表明在辐照后其欧姆接触得到了极大的改善。对辐照前后的GaN外延片进行流程化LED工艺制作，再对其正向电压、反向漏电流、光出射功率等LED特性参数测试，均得到了不同程度的改善。
【IPC分类】H01L33-32, H01L33-00
【公开号】CN104659174
【申请号】CN201510065338
【发明人】蒋毅坚, 谈浩琪, 赵艳
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月8日