一种提高AlGaN基紫外LED发光效率的方法

摘要

本发明属于半导体技术领域，特别是涉及一种提高AlGaN基紫外LED发光效率的方法，该方法通过在c面蓝宝石表面沿[10-10]方向刻蚀三棱柱形的图形来提高AlN Buffer层的晶体质量，通过高温脉冲式原子层外延来提高AlN层的表面形貌。传统的flip chip 结构的AlGaN基LED采用镀布拉格光栅来提高光的提取率，这种方法不仅受材料的折射率的限制、成本高而且容易磨损和脱落；而本发明采用刻蚀亚波长光栅的方法，不仅设计和工艺简单，而且不容易磨损和脱落，并且有利于散热，从而可以提高器件的发光效率。

主权项

一种提高AlGaN基紫外LED发光效率的方法，其特征在于包括下述步骤：（1）：在蓝宝石衬底上沉积一层二氧化硅薄膜；（2）：利用光刻技术制备出光刻胶图形阵列，其图形单元为矩形，图形单元的尺寸和间距为0.2微米‑1微米；（3）：以光刻胶图形阵列作掩膜，利用氢氟酸与氟化氨溶液的混合溶液刻蚀出具有图形结构的二氧化硅薄膜；（4）：以具有图形的二氧化硅薄膜作为掩模板，利用硫酸和磷酸的混合液湿法刻蚀蓝宝石衬底，将图形刻蚀到蓝宝石衬底上；（5）：利用氢氟酸溶液去掉残余的二氧化硅薄膜，并用去离子水将蓝宝石衬底清洗干净；（6）：利用金属有机物化学气相沉积法，在图形化的蓝宝石衬底上生长低温AlN成核层，再升高温度及变换III/Ⅴ比的方法在低温AlN成核层上获得高温AlN缓冲层；（7）：利用脉冲式原子层外延的方法，在高温AlN缓冲层上再生长一层高温AlN层；（8）：在高温AlN层上生长n型掺杂的AlGaN；（9）：在n型AlGaN上外延出所需的多量子阱层和p型AlGaN电子阻挡层及p型AlGaN和p型GaN层，所述的多量子阱层为Al_xGa_1‑xN/AlGaN，发射波长为200~365nm；（10）：利用标准的ICP工艺，在蓝宝石衬底背面再刻蚀出对称的矩形图案，所述的蓝宝石衬底刻蚀后的正面图形截面为三角形，高为0.6微米‑1.5微米，底边宽为1.2微米‑3微米，所述的蓝宝石衬底背面的对称的矩形图形的深度为522nm，矩形的宽度为126nm，一个周期距离为200nm。