[发明专利]BN溅射模板、正装LED元器件的制造方法

说明书

本发明公开了一种制造BN模板的方法，包括底层和生长在底层上的模板层，模板使用溅射系统在底层上生长，与底层一起作为功能层，可以用于制备各种光电子或者微电子功能材料。

技术领域

本发明涉及用于制造各种包含异质结构的半导体光电子器件和微电子器件以及模板衬底用的BN(氮化硼)模板。特别地，本发明涉及与异质外延和半导体光电子器件、微电子器件相关的模板激射材料。

背景技术

半导体光电子和微电子器件具有非常广泛的应用，尤其是宽禁带半导体比如SiC、GaN、AlN以及金刚石等，未来在功率器件、微波器件以及紫外器件方面有巨大的市场前景和潜在的升级换代能力。但是宽禁带材料的一个缺点就是实现掺杂改变导电性，从而成为有用半导体材料的技术难度很大。比如在AlGaN体系中，为了实现n型和p型掺杂，人们进行了几十年的研发，最终性能仍然还没有达到很好的状态，如高Al组分AlGaN的n型掺杂很难达到很高的激活率和载流子浓度，p型就更加难以实现，以至于人们需要使用相对较容易实现p型的GaN材料用于替代p型AlGaN。但是p型GaN受限于带隙，对短于365nm的发光有强烈吸收，因此极大限制了短波长LED和LD等的发展。

最近有人提出使用BN作为p型AlGaN的替代材料，以期实现透明又导电的p型发光器件应用。但是他们使用的方法如MBE(分子束外延)并不很适合于规模量产，对于未来需要低成本的发光器件如LED或者LD等都形成很大制约。

发明内容

本专利正是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种BN模板极其生产方法，以为了降低BN半导体模板的生产成本，并有利于批量生产。

为了解决该技术问题，本专利提供的技术方案包括：

一种制造BN模板的方法，其特征在于：所述方法包括，步骤001：制备好基底材料并保证清洁；所述基底层，用于支撑和生长溅射BN；所述基底层，是蓝宝石衬底、Si衬底、石英衬底、SiC衬底；或者用于光电子、微电子等的功能结构材料，如LED、LD、HEMT、FET等。步骤002：使用溅射系统在基底上生长一层BN薄膜，得到外延片；其中所述溅射系统，是磁控溅射或反应离子溅射，在溅射系统中溅射生长BN薄膜时，通过控制所述溅射系统的B、N的比例，实现富B生长，富N生长或者恰好化学配比生长；步骤003：取出外延片，将带有BN的基底材料用于进一步的加工；所述进一步的加工包括，进行表面氧化、选择性钝化、腐蚀等处理方法，中的一种或多种。

一种正装LED元器件的制造方法，其特征在于，所述方法包括：步骤001：利用MOCVD外延材料手段制备好除p型层以外的深紫外LED结构材料，所述深紫外LED结构材料包括衬底、缓冲层、n型层和多量子阱有源层，保证清洁和未被氧化；步骤002：将准备好的所述结构材料放到溅射系统中，生长一层合适厚度的BN薄膜，得到外延片；其中所述溅射系统，是磁控溅射或反应离子溅射，在溅射系统中溅射生长BN薄膜时，通过控制所述溅射系统的B、N的比例，实现富B生长，富N生长或者恰好化学配比生长；步骤003：取出外延片，进行LED器件的加工，制作正装深紫外LED元器件。

本专利通过以上方法首先解决材料难题，BN模板的技术路径制作半导体材料，同时通过采用溅射的方法来在基底上形成BN层，通过这种方法能够采用成熟设备，使用简单工艺，大规模制造正装的深紫外LED元器件。

对于本领域普通技术人员来说，参照下面的附图和详细描述，本发明的其他器件、装置、系统、方法、特征和优点将更明显。将所有这样的附加系统、方法、特征和优点包括在本文及本发明范围内，并通过附后的权利要求加以保护。

附图说明

图1为本发明中提出的BN溅射模板结构示意图，其中部件1为基底，部件2为溅射BN层。

图2为利用本发明的BN溅射模板，用作深紫外发光二极管(deep-UV-LED)的p型透明层，可以用于实现正面出光的紫外LED器件。