[发明专利]一种台阶结构的高亮度发光二极管的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体技术领域，特别涉及一种台阶结构的高亮度发光二极管。

背景技术

半导体发光二极管应用日益广泛，特别是在照明方面有取代白炽灯和荧光灯的趋势，但是目前还面临一些技术上的问题，特别是光取出效率比较低。这导致了发光二极管的亮度不足等缺陷。

近年来，为了提高发光二极管的亮度，发展了垂直结构的发光二极管，相对于正装结构的发光二极管来说，垂直结构的发光二极管诸多优点。垂直结构发光二极管的两个电极分别处于发光二极管的两侧，电流几乎全部垂直流过外延层，没有横向流动的电流，因此电流分布均匀，产生的热量相对较少。并且由于垂直结构的两个电极处于两侧，因此出光过程中不会受到同侧电极的阻挡，其出光效率更高。

现在较为常见的GaN基发光二极管的制造方法是：首先在蓝宝石衬底上生长GaN缓冲层、然后在该GaN缓冲层上再依次生长n型掺杂的GaN层、InGaN/GaN多量子阱、p型掺杂的AlGaN层和p型掺杂的GaN层；最后，通过溅射的方法在p型掺杂的GaN层上形成n型欧姆接触层，在衬底下形成p型欧姆接触层，这种方法制造的发光二极管结构存在以下明显缺点：由于纤锌矿结构的GaN总是沿着[0001]或者[000-1]方向垂直于衬底生长，而这两个方向恰恰是极性轴方向，因此GaN基材料会表现出强烈的晶格极化，这导致InGaN/GaN多量子阱区强烈的极化效应。

发明内容

本发明针对现有技术的问题，提出了一种量子阱材料交替变化的发光二极管结构的制造方法，通过该方法制得的量子阱材料交替变化的发光二极管，能够增强对电子和空穴的限制作用，有效提高了发光二极管的发光效率，从而有效提高发光二极管的亮度。

首先对本发明所采用的“上”、“下”进行定义，在本发明中，通过参照附图，本发明所述的“上”为附图中面向附图时垂直向上的方向。本发明所述的“下”为附图中面向附图时垂直向下的方向。

本发明提出的发光二极管的制造方法依次包括如下步骤：

（1）在蓝宝石衬底上外延生长低温缓冲层，

（2）在低温缓冲层上淀积n型掺杂的Al_0.05In_0.05Ga_0.9N层；

（3）在n型掺杂的Al_0.05In_0.05Ga_0.9N层上首先淀积n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N多量子阱层，然后再在该n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N多量子阱层上淀积n-AI_0.05In_0.05Ga_0.9P多量子阱层，如此反复交替淀积所述n-Al_0.05In_0.05Ga_0.9N多量子阱层和n-AI_0.05In_0.05Ga_0.9P多量子阱层，共8-15次，从而形成第一多量子阱层；

（4）完成步骤（3）后，在所述第一多量子阱层上依次淀积p型掺杂的AlGaN层、p型掺杂的In_0.05Ga_0.95N层；

（5）在p型掺杂的In_0.05Ga_0.95N层上首先淀积p-In_0.1Ga_0.95N多量子阱层，然后再在该p-In_0.1Ga_0.95N多量子阱层上淀积p-In_0.1Ga_0.95P多量子阱层，如此反复交替淀积所述p-In_0.1Ga_0.95N多量子阱层和p-In_0.1Ga_0.95P多量子阱层，共15-25次，从而形成第二多量子阱层；

（6）完成步骤（5）后，采用光刻工艺，在垂直方向上将所述第一多量子阱层、p型掺杂的AlGaN层、p型掺杂的In_0.05Ga_0.95N层以及第二多量子阱层的一部分去除，从而在所述n型掺杂的Al_0.05In_0.05Ga_0.9N层上形成台阶；