本发明专利技术公开一种提升LED芯片亮度的制作方法，包含以下步骤：(1)在氢气环境下对衬底进行脱附处理；(2)在衬底上外延生长AlN成核层；(3)对AlN成核层进行重结晶；(4)外延生长AlN缓冲层；(5)外延生长AlN/GaNDBR结构；(6)将AlN/GaNDBR结构进行高温退火处理，使AlN/GaNDBR结构中的GaN发生部分分解，形成AlN/空气多孔DBR结构；(7)在AlN/空气多孔DBR结构外延生长发光二极管结构，形成具有AlN/空气多孔DBR结构的发光二极管，提高对光的反射率和反射率带宽，提升光提取效率，从而提升发光效率。从而提升发光效率。从而提升发光效率。
【技术实现步骤摘要】
一种提升发光效率的发光二极管制作方法
[0001]本专利技术涉及半导体芯片制作的
，更具体地，涉及一种提升发光效率的发光二极管制作方法。
技术介绍
[0002]发光二极管(Light
‑
EmittingDiode，简称LED)作为一种将电能转化为光能的半导体电子器件，LED以其工作电压低、工作电流很小、抗冲击和抗震性能好、可靠性高、寿命长、绿色环保等特点广泛应用于照明、手机/电视背光显示以及杀菌消毒等领域。
[0003]随着第三代半导体技术的蓬勃发展，半导体照明以节能、环保、高亮度、寿命长等优点，成为社会发展的焦点。基于GaN(氮化镓)基的LED芯片是半导体照明的“动力”，在近年来，其性能得到大幅提升、生产成本也不断降低，为半导体照明走进千家万户做出了突出贡献。但是，为加快杀菌消毒、手机/电视背光显示等高端应用，LED器件还需进一步地提升光效，如何进一步提升LED芯片的发光效率是本领域研究的热门课题。
[0004]因此，提供一种发光二极管制作方法以提升LED芯片的发光效率是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于：提供一种具有工艺简单，重复性高，成本低，且易于规模化生产的发光二极管制作方法，通过利用GaN高温分解制备具有AlN/空气多孔DBR结构的发光二极管，提升发光二极管的光提取效率。
[0006]本专利技术公开了一种发光二极管的制作方法，其特征包含以下步骤：(1)在氢气环境下对衬底进行脱附处理；(2)在衬底上外延生长AlN成核层；
[0007](3)对AlN成核层进行重结晶；(4)外延生长AlN缓冲层；(5)外延生长AlN/GaN分布布拉格反射镜(DBR)结构；(6)将AlN/GaNDBR结构进行高温退火处理，使AlN/GaNDBR结构中的GaN发生部分分解，形成AlN/空气多孔DBR结构；(7)在AlN/空气多孔DBR结构外延生长发光二极管结构，形成具有AlN/空气多孔DBR结构的发光二极管，提高对光的反射率和反射率带宽，提升光提取效率，从而提升发光效率。
[0008]进一步地，所述所述衬底为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓、氮化铝适合外延生长的衬底。
[0009]进一步地，所述步骤(4)的AlN缓冲层的厚度为400～600nm。
[0010]进一步地，所述步骤(5)的AlN/GaN分布布拉格反射镜(DBR)结构的周期为5～10对。
[0011]进一步地，所述步骤(5)的AlN/GaN分布布拉格反射镜(DBR)结构中GaN的厚度为35～45nm，AlN的厚度为40～60nm。
[0012]进一步地，所述步骤(5)的外延生长AlN/GaN分布布拉格反射镜(DBR)结构的温度为1100～1180℃。
[0013]进一步地，所述步骤(6)的高温退火处理的温度为1450～1500℃，退火处理的时间为0.5～1小时，保护气体为氮气。
[0014]进一步地，所述AlN/空气多孔DBR结构中孔的高度与所述步骤(5)的AlN/GaN分布布拉格反射镜(DBR)结构中GaN的厚度相同。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的发光二极管制作方法实现了如下的有益效果：
[0016]AlN/GaNDBR结构，折射率差为2.55/2.22，而对于AlN/空气DBR结构，折射率差为2.55/1，AlN/空气DBR结构具有更高的折射率差，因此能够用更少的周期实现更高的反射率和更宽度反射率带宽。
[0017]本专利技术公开了一种利用GaN高温分解制备AlN/空气多孔DBR结构的方法。GaN比AlN分解温度低，对AlN/GaNDBR结构进行高温退火，通过控制AlN/GaNDBR结构中GaN厚度为35～45nm(过于太薄的GaN高温下发生完全分解，在GaN两侧的AlN发生熔合，导致DBR消失；太厚的GaN分解不充分，无法形成AlN/空气多孔DBR结构)，并控制退火温度和时间，使GaN在高温发生部分分解，形成AlN/空气多孔DBR结构，从而提高对光的反射率和反射率带宽，提升光提取效率。该方法具有工艺简单，重复性高，成本低，且易于规模化生产，可以显著提升LED的发光效率。
[0018]当然，实施本专利技术的任一产品必不特定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
[0019]通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
[0020]被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，并且连同其说明一起用于解释本专利技术的原理。
[0021]图1所示为本申请实施例的发光二极管的步骤(1)～(4)。
[0022]图2所示为本申请实施例的发光二极管的步骤(5)。
[0023]图3所示为本申请实施例的发光二极管的步骤(6)。
[0024]图4所示为本申请实施例的发光二极管的步骤(7)。
[0025]图示说明：1、衬底，2、AlN成核层，3、AlN缓冲层，4、AlN/GaNDBR结构，41、AlN层，42、GaN，5、AlN/空气多孔DBR结构，6、孔，7、n型半导体层，8、多量子阱层，9、p型半导体层。
具体实施方式
[0026]现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。
[0027]以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。
[0028]对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
[0029]在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
[0030]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
[0031]本实施例中所述的提升发光效率的发光二极管制作方法包括以下步骤：
[0032]步骤101、在氢气环境下对蓝宝石衬底1进行脱附处理。
[0033]步骤102、在蓝宝石衬底1上生长AlN成核层2。
[0034]步骤103、对AlN成核层2进行重结晶。
[0035]步骤104、外延生长AlN缓冲层3，AlN缓冲层3的厚度为500nm。
[0036]步骤105、在温度为1160℃的条件下外延生长AlN/GaNDBR结构4，AlN/GaNDBR结构4的周期为10对，AlN/GaNDBR结构4中GaN42的厚度为39.5nm，AlN42的厚度为42.5nm。
[0037]步骤106、将AlN/GaNDBR结构4进行高温退火处理，高温退火处理的温度为1490℃，退火处理的时间为1小时，保护气体为氮气，使A本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种提升发光效率的发光二极管制作方法，其特征包含以下步骤：(1)在氢气环境下对衬底进行脱附处理；(2)在衬底上外延生长AlN成核层；(3)对AlN成核层进行重结晶；(4)外延生长AlN缓冲层；(5)外延生长AlN/GaN分布布拉格反射镜(DBR)结构；(6)将AlN/GaNDBR结构进行高温退火处理，使AlN/GaNDBR结构中的GaN发生部分分解，形成AlN/空气多孔DBR结构；(7)在AlN/空气多孔DBR结构外延生长发光二极管结构，形成具有AlN/空气多孔DBR结构的发光二极管，提高对光的反射率和反射率带宽，提升光提取效率，从而提升发光效率。2.根据权利要求1所述的提升发光效率的发光二极管制作方法，其特征在于，所述衬底为蓝宝石、硅、碳化硅、氮化镓、氮化铝适合外延生长的衬底。3.根据权利要求1所述的提升发光效率的发光二极管制作方法，其特征在于，所述步骤(4)的AlN缓冲层的厚度为400～600nm。4.根据权利要求1所述的提升发光效率...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐平，许亚兵，周奇华，
申请(专利权)人：湘能华磊光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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