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CN103811592A - 发光二极管制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种发光二极管的制造方法，包括以下的步骤：提供一个蓝宝石基板，蓝宝石基板的表面形成有多个凸出部；在蓝宝石基板的表面成长一个未掺杂GaN层，所述未掺杂GaN层完全覆盖或者不完全覆盖所述凸出部以露出凸出部的部分区域；蚀刻位于凸出部的顶部区域的未掺杂GaN层直至暴露出凸出部的顶部区域；在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层上依次成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层。在上述方法中，通过蚀刻将位于凸出部顶部区域的未掺杂GaN层。此时，由于缺陷集中的部分被去除，所生长的发光二极管晶体缺陷将减少。

Description

发光二极管制造方法
技术领域
本发明涉及一种发光二极管的制造方法，尤其涉及一种可有效降低晶体缺陷的发光二极管制造方法。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种可将电流转换成特定波长范围的光电半导体元件。发光二极管以其亮度高、工作电压低、功耗小、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长等优点，从而可作为光源而广泛应用于照明领域。
在LED的磊晶生长过程中，如何降低LED晶粒的晶体缺陷是人们需要考虑的问题。一种制备低缺陷的LED晶粒的方法是采用图案化的蓝宝石基板。即，在蓝宝石基板上形成多个凸出部，所述多个凸出部可使到后续磊晶过程中半导体层形成侧向生长，从而降低LED晶粒的晶体缺陷。然而，在上述过程中，缺陷容易集中在凸出部顶部的磊晶层中，从而对后续的磊晶层的成长造成影响。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种可有效降低晶体缺陷的发光二极管的制造方法。
一种发光二极管的制造方法，包括以下的步骤：
提供一个蓝宝石基板，蓝宝石基板的表面形成有多个凸出部；
在蓝宝石基板的表面成长一个未掺杂GaN层，所述未掺杂GaN层不完全覆盖所述凸出部以露出凸出部的部分区域；
蚀刻位于凸出部的顶部区域的未掺杂GaN层直至暴露出凸出部的顶部区域；
在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层上依次成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层。
一种发光二极管的制造方法，包括以下的步骤：
提供一个蓝宝石基板，蓝宝石基板的表面形成有多个凸出部；
在蓝宝石基板的表面成长一个未掺杂GaN层直至未掺杂GaN层完全覆盖凸出部的顶部区域；
蚀刻未掺杂GaN层直至暴露出凸出部的顶部区域；
在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层上依次成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层。
在上述发光二极管的制造方法中，通过蚀刻将位于凸出部顶部区域的未掺杂GaN层。此时，由于缺陷集中的部分被去除，在后续生长N型GaN层、活性层以及P型GaN层时，所述缺陷将不会影响其生长过程，从而降低后续半导体层生长过程中的缺陷。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的发光二极管的制造方法的第一个步骤。
图2是本发明实施例所提供的发光二极管的制造方法的第二个步骤。
图3是本发明实施例所提供的发光二极管的制造方法的第三个步骤。
图4是本发明实施例所提供的发光二极管的制造方法的第四个步骤。
图5是本发明实施例所提供的发光二极管的制造方法的第五个步骤。
主要元件符号说明
蓝宝石基板 110
凸出部 111
未掺杂的GaN层 120、130
第一部分 121
第二部分 122
N型GaN层 140
活性层 150
P型GaN层 160
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下参照图示，对本发明的发光二极管制造方法进行进一步的说明。
请参见图1，首先提供一个蓝宝石基板110。所述蓝宝石基板110的表面具有多个凸出部111。在本实施例中，所述凸出部111的横截面为半圆形状。根据需要，所述凸出部111的横截面也可以是三角形形状，梯形形状或其他多边形形状。
请参见图2，在蓝宝石基板110的表面成长未掺杂的GaN层120，所述未掺杂的GaN层120不完全覆盖所述凸出部111以露出凸出部111的部分区域。在本实施例中，所述未掺杂的GaN层120包括位于相邻两个凸出部111之间的第一部分121以及位于凸出部111顶部的第二部分122。
请参见图3，蚀刻所述未掺杂的GaN层120，直至露出凸出部111的顶部区域。所述蚀刻的方法可以是干法蚀刻或者是湿法蚀刻。在本实施例中，所述蚀刻通过电感耦合等离子蚀刻的方法进行。根据需要，在蚀刻至露出凸出部111的顶部区域时，还可以继续对未掺杂的GaN层120蚀刻一段时间，以完全去除未掺杂的GaN层120的第二部分122。
请参见图4，在凸出部111的顶部区域以及未掺杂的GaN层120上继续成长一层未掺杂的GaN层130。
请参见图5，在未掺杂的GaN层130上依次成长N型GaN层140、活性层150以及P型GaN层160。在本实施例中，所述活性层150为多量子阱层。根据需要，也可以不成长未掺杂的GaN层130而直接在凸出部111的顶部区域以及未掺杂的GaN层120上成长N型GaN层140、活性层150以及P型GaN层160。
在上述发光二极管的制造方法中，通过蚀刻将位于凸出部111顶部的未掺杂的GaN层120的第二部分122去除，此时，由于晶体缺陷集中的部分被去除，在后续生长的N型GaN层140、活性层150以及P型GaN层160的时候，所述的缺陷将不会向上延伸而影响其晶体质量，从而降低发光二极管的晶体缺陷。
根据需要，在成长未掺杂的GaN层120的时候，所述未掺杂的GaN层120亦可生长至完全覆盖凸出部111的顶部区域。此时，在蚀刻未掺杂的GaN层120时，可以对未掺杂的GaN层120的整个表面进行蚀刻直至暴露出凸出部111的顶部区域。同时在暴露出凸出部111的顶部区域之后，还可以继续对未掺杂的GaN层120蚀刻一段时间直至未掺杂的GaN层120的表面的高度小于凸出部111的顶部的高度。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种发光二极管的制造方法，包括以下的步骤：
提供一个蓝宝石基板，蓝宝石基板的表面形成有多个凸出部；
在蓝宝石基板的表面成长一个未掺杂GaN层，所述未掺杂GaN层不完全覆盖所述凸出部以露出凸出部的部分区域；
蚀刻位于凸出部的顶部区域的未掺杂GaN层直至暴露出凸出部的顶部区域；
在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层上依次成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层。
2.如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述蚀刻未掺杂GaN层的过程以干蚀刻或者湿蚀刻的方法进行。
3.如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述活性层为多量子阱层。
4.如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述凸出部的截面为半圆形状、三角形形状，梯形形状或其他多边形形状。
5.如权利要求1所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，在成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层之前，先在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层继续生长未掺杂GaN层直至所述未掺杂GaN层覆盖凸出部的顶部区域。
6.一种发光二极管的制造方法，包括以下的步骤：
提供一个蓝宝石基板，蓝宝石基板的表面形成有多个凸出部；
在蓝宝石基板的表面成长一个未掺杂GaN层直至未掺杂GaN层完全覆盖凸出部的顶部区域；
蚀刻未掺杂GaN层直至暴露出凸出部的顶部区域；
在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层上依次成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层。
7.如权利要求6所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述蚀刻未掺杂GaN层的过程以干蚀刻或者湿蚀刻的方法进行。
8.如权利要求6所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述活性层为多量子阱层。
9.如权利要求6所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，所述凸出部的截面为半圆形状、三角形形状，梯形形状或其他多边形形状。
10.如权利要求6所述的发光二极管的制造方法，其特征在于，在成长N型GaN层、活性层以及P型GaN层之前，先在凸出部的顶部区域以及未掺杂GaN层继续生长未掺杂GaN层直至所述未掺杂GaN层覆盖凸出部的顶部区域。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106129192B (zh) * 2016-07-19 2018-05-22 厦门乾照光电股份有限公司 一种等腰梯形式发光二极管的制备工艺

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060258027A1 (en) * 2005-05-16 2006-11-16 Akira Ohmae Light-emitting diode, method for making light-emitting diode, integrated light-emitting diode and method for making integrated light-emitting diode, method for growing a nitride-based iii-v group compound semiconductor, light source cell unit, light-emitting diode backlight, and light-emitting diode display and electronic device
TW200913329A (en) * 2007-07-31 2009-03-16 Epivalley Co Ltd III-nitride semiconductor light emitting device
US20120112239A1 (en) * 2008-09-11 2012-05-10 Yeon-Jo Choi Nitride semiconductor light-emitting device and method for fabricating thereof
CN102487111A (zh) * 2010-12-04 2012-06-06 展晶科技(深圳)有限公司 半导体发光芯片制造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2234142A1 (en) * 1997-04-11 2010-09-29 Nichia Corporation Nitride semiconductor substrate
EP2200071B1 (en) * 1997-10-30 2012-01-18 Sumitomo Electric Industries, Ltd. GaN single crystal substrate and method of making the same using homoepitaxy
WO2000004615A1 (en) * 1998-07-14 2000-01-27 Fujitsu Limited Semiconductor laser, semiconductor device, and method for manufacturing the same
JP3201475B2 (ja) * 1998-09-14 2001-08-20 松下電器産業株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3592553B2 (ja) * 1998-10-15 2004-11-24 株式会社東芝 窒化ガリウム系半導体装置
JP4032538B2 (ja) * 1998-11-26 2008-01-16 ソニー株式会社 半導体薄膜および半導体素子の製造方法
JP3679720B2 (ja) * 2001-02-27 2005-08-03 三洋電機株式会社 窒化物系半導体素子および窒化物系半導体の形成方法
EP1244139A2 (en) * 2001-03-23 2002-09-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Manufacturing method of semiconductor film
JP3966207B2 (ja) * 2003-03-28 2007-08-29 豊田合成株式会社 半導体結晶の製造方法及び半導体発光素子
KR20050077902A (ko) * 2004-01-29 2005-08-04 엘지전자 주식회사 질화물 반도체 박막의 성장 방법
EP2016614A4 (en) * 2006-04-25 2014-04-09 Univ Singapore METHOD OF A ZINC OXIDE FILM GROWN ON THE EPITAXIAL LATERAL AGGREGATE GALLIUM NITRIDE ORIGIN
TWI309481B (en) * 2006-07-28 2009-05-01 Epistar Corp A light emitting device having a patterned substrate and the method thereof
TWI413279B (zh) * 2008-06-20 2013-10-21 Toyoda Gosei Kk Iii族氮化物半導體發光元件及其製造方法、以及燈
US8860183B2 (en) * 2009-06-10 2014-10-14 Seoul Viosys Co., Ltd. Semiconductor substrate, semiconductor device, and manufacturing methods thereof
TWI455304B (zh) * 2012-01-30 2014-10-01 Lextar Electronics Corp 圖案化基板及堆疊發光二極體結構
CN103811612B (zh) * 2012-11-12 2017-01-18 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管制造方法及发光二极管

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060258027A1 (en) * 2005-05-16 2006-11-16 Akira Ohmae Light-emitting diode, method for making light-emitting diode, integrated light-emitting diode and method for making integrated light-emitting diode, method for growing a nitride-based iii-v group compound semiconductor, light source cell unit, light-emitting diode backlight, and light-emitting diode display and electronic device
TW200913329A (en) * 2007-07-31 2009-03-16 Epivalley Co Ltd III-nitride semiconductor light emitting device
US20120112239A1 (en) * 2008-09-11 2012-05-10 Yeon-Jo Choi Nitride semiconductor light-emitting device and method for fabricating thereof
CN102487111A (zh) * 2010-12-04 2012-06-06 展晶科技(深圳)有限公司 半导体发光芯片制造方法

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Application publication date: 20140521

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