悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法

摘要

本发明提供一种悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法，实现载体为硅衬底氮化物晶片，包括顶层氮化物器件层和硅衬底层；该方法能够实现高折射率硅衬底层和氮化物器件层的剥离，消除硅衬底层对激发光的吸收，实现悬空氮化物薄膜LED器件；所述顶层氮化物器件层的上表面具有纳米结构，用以改善氮化物的界面状态，提高出光效率；结合背后对准和深硅刻蚀技术，去除LED器件下方的硅衬底层，得到悬空氮化物薄膜LED器件，进一步采用氮化物背后减薄刻蚀技术，获得超薄的悬空氮化物薄膜LED器件，降低LED器件的内部损耗，提高出光效率。

主权项

一种悬空氮化物薄膜LED器件的工艺制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：硅衬底氮化物晶片首先背后抛光减薄，以便背后深硅刻蚀技术，去除硅衬底层；步骤(2)：利用电子束曝光、光刻或自对准技术在硅衬底氮化物晶片的顶层氮化物器件层定义纳米光栅、光子晶体或其他纳米结构；步骤(3)：采用离子束轰击或反应离子束刻蚀技术将步骤(2)中的纳米结构转移至顶层氮化物器件层；步骤(4)：利用氧气等离子灰化方法去除残余的胶层；步骤(5)：生长高透射率电流扩展层薄膜；步骤(6)：光刻定义电流扩展层区域，并刻蚀获得电流扩展层区域；步骤(7)：沉积刻蚀掩膜层，光刻定义n‑GaN台阶区域；步骤(8)：蚀刻掩膜层，然后采用反应离子束刻蚀n‑GaN台阶区域；步骤(9)：去除残余蚀刻掩膜层；步骤(10)：沉积掩膜层，光刻定义p‑电极区域，并蚀刻掩膜层，获得p‑电极区域窗口；步骤(11)：蒸镀Ni/Au作为p‑电极，采用lift‑off工艺，实现p‑电极，并进行合晶化处理；步骤(12)：光刻定义n‑电极区域，并蚀刻掩膜层，获得n‑电极区域窗口；步骤(13)：蒸镀Ti/Al作为n‑电极，采用lift‑off工艺，实现n‑电极，并进行合金化处理；步骤(14)：LED器件层涂胶保护，结合背后对准和深硅刻蚀技术，去除LED器件下方的硅衬底层，实现悬空的氮化物薄膜LED器件；步骤(15)：采用氮化物背后减薄方法，利用离子束轰击或反应离子束刻蚀技术，背后减薄氮化物；步骤(16)：背后沉积金属反射镜；步骤(17)：去除残余光刻胶，获得超薄氮化物薄膜LED器件。