[发明专利]一种氮化镓基发光二极管的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及光电技术领域，特别是氮化镓基发光二极管的制备方法。

背景技术

氮化镓基材料是最常用的制备LED芯片的方法，氮化镓基发光二极管制备的各种光源具有节能、环保、冷光源、显色指数高、响应速度快、体积小和工作寿命长等突出优点。

氮化镓主要在蓝宝石衬底、SiC衬底、Si衬底上外延生长，其中以蓝宝石衬底为主流，外延层包括N-GaN，MQW，P-GaN。现有技术中，LED芯片技术主要包含台面刻蚀、透明导电膜的制作、金属电极制作、钝化膜的制作等。透明导电膜一般采用ITO、ZnO材料，折射率在2.0左右；钝化膜一般采用SiO₂材料，折射率在1.47左右，部分LED芯片没有钝化膜。LED在使用中一般要封装在硅胶或环氧树脂中，其折射率在1.50左右。因此，透明导电膜无论与钝化膜或者封装材料，其折射率的差异在0.5左右，很大的影响LED出光效率。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种氮化镓基发光二极管的制备方法。它通过在透明导电薄膜上增加一层介质膜，有效提高发光二极管的出光效率。

为了达到上述发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现：

一种氮化镓基发光二极管的制备方法，其步骤为： 

在衬底上沉积外延氮化镓层；

在外延氮化镓层表面用电子束蒸发的方法蒸镀透明导电膜；

在器件表面刻蚀分出N型氮化镓区域和切割道区域；

用剥离与蒸镀工艺分别在N型氮化镓区域和切割道区域表面各制作一个金属电极；

用剥离与溅射工艺在N型氮化镓区域和切割道区域表面制作一层介质膜；

用等离子化学气相沉积与ICP设备刻蚀的方法在器件表面覆盖钝化膜。

在上述制备方法中，所述介质膜为图形化或者粗化形态，介质膜的折射率在1.50～2.0之间，介质膜的图形为圆形、方形或者三角形。

本发明由于采用了上述方法，在透明导电膜上表面制作一层图形化或者粗化的介质膜，使介质膜与透明导电膜的折射率相接近，从而有效提高发光二极管发光效率。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

附图说明

图1至图6是本发明实施例中制备方法的流程示意图；

图7是本发明介质膜6采用刻蚀方法制备的结构示意图。

具体实施方式

参看图1至图6，以介质膜6材料采用Al₂O₃为例，其折射率在1.70左右，透明导电膜3采用ITO，本发明制备方法的步骤为：

在蓝宝石衬底1上沉积外延氮化镓层2，其中外延氮化镓层2包含N-GaN层、有源层和P-GaN层等。

在外延氮化镓层2表面采用电子束蒸发设备蒸镀透明导电膜3。

在器件表面涂光刻胶、曝光、显影，用ITO刻蚀液刻蚀出N型氮化镓区域和切割道区域4，然后采用ICP设备刻蚀出切割道区域4，去除光刻胶，并在适当高温的N₂中退火。

按照设计的电极图形，在器件表面涂胶、曝光、显影，然后蒸镀透明导电膜3，并采用剥离工艺，分别在N型氮化镓区域和切割道区域4表面各制作一个金属电极5。

按照设计的图形，涂胶、曝光、显影，然后溅射一层Al₂O₃材料的薄膜，采用剥离工艺，形成图形化的介质膜6。

用气相沉积法蒸镀SiO₂钝化膜7，涂胶、曝光、显影，用BOE刻蚀液腐蚀钝化膜7，露出金属电极5，然后在N₂气氛中高温退火10分钟。

以上实施例中图形化的介质膜6可以是圆形、方形或者其他图案，尺寸大小视工艺条件决定。

本发明应用时，芯片内无钝化膜7，在透明导电膜3外制作介质膜6；芯片内有钝化膜7，在透明导电膜3与钝化膜7之间制作介质膜6。

以上为本发明列举的一种实施方案，其中图形化的介质膜6也可以采用刻蚀的方法，形成如图7中介质膜6的形貌。

实验证明，本发明能够使发光二极管光提取效率提高1%～5%。