Led磊晶製程的製作方法
2023-04-24 07:32:46 1
Led磊晶製程的製作方法
【專利摘要】一種LED磊晶製程，包括以下的步驟：在基板的表面上生長緩衝層；在第一溫度下，在緩衝層的表面生長第一磊晶層；在低於第一溫度的第二溫度下，在第一磊晶層的表面生長第二磊晶層，從而使第二磊晶層的表面粗糙化；蝕刻第二磊晶層和第一磊晶層，直至將第二磊晶層的粗糙表面復刻至第一磊晶層；在第一磊晶層的粗糙表面沉積一層二氧化矽層；蝕刻二氧化矽層的頂面直至暴露出第一磊晶層，以形成多個凸起；以及在第一磊晶層上依次成長N型磊晶層、發光層以及P型磊晶層。所述第一磊晶層的粗糙表面以及二氧化矽層的凸起可有效對發光層所發出的光線進行反射及阻擋，從而提高LED晶粒的出光效率。
【專利說明】LED晶晶製程
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種LED磊晶製程，尤其涉及一種具有較佳出光效率的LED磊晶製程。【背景技術】
[0002]發光二極體(Light Emitting Diode, LED)是一種可將電流轉換成特定波長範圍的光電半導體元件。發光二極體以其亮度高、工作電壓低、功耗小、易與集成電路匹配、驅動簡單、壽命長等優點，從而可作為光源而廣泛應用於照明領域。
[0003]在LED晶粒的生長過程中，由於LED的結構是以磊晶方式生長在藍寶石基板上，磊晶與藍寶石基板的晶格常數以及熱膨脹係數差異極大，所以會產生高密度線差排(ThreadDislocation)，此種高密度線差排會限制LED的發光效率。此外，在LED的結構中，除了發光層(Active Layer)及其它磊晶層會吸收光以外，其半導體的高折射係數也會使得LED產生的光受到局限，且常產生全內反射使大部分從發光層發出的光線，被局限在半導體內部，這種被局限的光有可能被較厚的基板吸收。所以如何從半導體的發光層萃取光源，進而增加光萃取效率，是目前LED產業努力的課題。
【發明內容】
[0004]有鑑於此，有必要提供一種具有較佳出光效率的LED磊晶製程。
[0005]一種LED磊晶製程，包括以下的步驟:
提供一個基板，在所述基板的表面上生長一個緩衝層；
在第一溫度下，在緩衝層的表面生長一個第一嘉晶層；
在低於第一溫度的第二溫度下，在第一磊晶層的表面生長第二磊晶層，從而使第二磊晶層的表面粗糙化；
蝕刻第二磊晶層和第一磊晶層，直至將第二磊晶層的粗糙表面復刻至第一磊晶層；在第一磊晶層的粗糙表面沉積一層二氧化矽層；
蝕刻所述二氧化矽層的頂面直至暴露出第一磊晶層，以在二氧化矽層的頂面形成多個凸起；以及
在第一磊晶層依次成長一個N型磊晶層、一個發光層以及一個P型磊晶層。
[0006]上述的LED磊晶製程中，由於第二磊晶層的表面為粗糙面，並且所述二氧化矽層的頂面以蝕刻方式形成多個凸起，藉由所述粗糙面以及所述凸起對光的反射、阻擋作用，所述LED磊晶結構的出光角度將較為狹窄，出光角度狹窄可具有集中光線的作用，有效提高所述LED晶粒的發光強度。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第一個步驟。
[0008]圖2是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第二個步驟。
[0009]圖3是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第三個步驟。[0010]圖4是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第四個步驟。
[0011]圖5是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第五個步驟。
[0012]圖6是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第六個步驟。
[0013]圖7是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第七個步驟。
[0014]圖8是圖7中的二氧化矽層的俯視示意圖。
[0015]圖9是圖7中的二氧化矽層的另一實施例的俯視示意圖。
[0016]圖10是本發明第一實施例所提供的LED磊晶製程的第八個步驟。
[0017]圖11是本發明第二實施例所提供的LED磊晶製程的截面示意圖。
[0018]圖12是本發明第三實施例所提供的LED磊晶製程的截面示意圖。
[0019]主要元件符號說明
【權利要求】
1.一種LED磊晶製程，包括以下的步驟:提供基板，在所述基板的表面上生長緩衝層；在第一溫度下，在緩衝層的表面生長第一磊晶層；在低於第一溫度的第二溫度下，在第一磊晶層的表面生長第二磊晶層，從而使第二磊晶層的表面粗糙化；蝕刻第二磊晶層和第一磊晶層，直至將第二磊晶層的粗糙表面復刻至第一磊晶層；在第一磊晶層的粗糙表面沉積二氧化矽層；蝕刻二氧化矽層的頂面直至暴露出第一磊晶層，以形成多個凸起；以及在第一磊晶層上依次成長N型磊晶層、發光層以及P型磊晶層。
2.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述第一溫度的溫度範圍為1100。。-1300。。。
3.如權利要求2所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述第二溫度的溫度範圍為500。。-600。。。
4.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，在形成多個凸起之後，進一步在第一磊晶層以及二氧化矽層的表面形成覆蓋層，然後再在覆蓋層上依次成長所述N型磊晶層、所述發光層以及所述P型磊晶層，所述覆蓋層在第一溫度下生長。
5.如權利要求4所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述覆蓋層為氮化鋁薄膜層。
6.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述凸起的直徑為2微米到3微米。
7.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述凸起與凸起之間形成有間隙，所述間隙的大小位於1微米到2微米之間。
8.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述基板為藍寶石基板，所藍寶石基板的頂面形成有多個凸起。
9.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述基板為藍寶石基板，所述藍寶石基板的頂面為平坦的表面。
10.如權利要求1所述的LED磊晶製程，其特徵在於，所述N型磊晶層、發光層以及P型磊晶層的製作材料選自GaN、AlGaN、InGaN以及AlInGaN其中之一。
【文檔編號】H01L33/10GK103682005SQ201210334114
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月12日 優先權日:2012年9月12日
【發明者】林雅雯, 黃世晟, 凃博閔 申請人:展晶科技(深圳)有限公司, 榮創能源科技股份有限公司