[实用新型]一种GaN基材料的发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，特别是深刻蚀切割道的GaN基材料发光二极管。

背景技术

GaN基材料是最常用的制备发光二极管LED芯片的方法，GaN LED制备的各种光源具有节能、环保、冷光源、显色指数高、响应速度快、体积小和工作寿命长等突出优点。LED已经从交通灯、显示标志、景观照明走向背光源、照明等领域，半导体固体照明光源作为新一代照明革命的绿色固体光源显示出巨大的应用潜力。

现有技术中，GaN外延衬底主要以蓝宝石、SiC为主，其中蓝宝石衬底为大多数厂家采用。为提高LED效率，各厂家均采取图形化衬底。目前图形化衬底已成GaN外延的主流技术。如中国专利公开号为CN101345274的《一种利用图形化衬底提高GaN基LED发光效率的方法》中记载了，图形化衬底可以是干法刻蚀，也可以是湿法刻蚀，图形可以是方形、半球形、条形等任意图形，图形可以是凸起或凹坑。在这种图形化衬底上生长各种LED结构，这种结构包含N-GaN，量子阱、P-GaN，然后按照各种技术方案制作LED器件。如中国专利公开号为CN101286540的《GaN基功率型LED的P、N双透明接触电极及制备方法》中就记载了上述LED器件的制备方法。虽然，图形化衬底技术在GaN LED中被广泛使用，但目前的LED芯片制造技术由于都是将蓝宝石衬底完全覆盖，如图1所示，没有将图形化衬底的特点完全利用起来，出光效率有待提高。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种GaN基材料发光二极管。它采用深刻蚀切割道的方法使蓝宝石衬底暴露出来，充分利用图形化衬底的图形，同时利用衬底与封装介质的折射率差，提高出光效率。

为了达到上述发明目的，本实用新型的技术方案以如下方式实现：

一种GaN基材料的发光二极管，它包括蓝宝石衬底以及依次置于蓝宝石衬底上方的N-GaN层、有源层、P-GaN层和ITO薄膜。ITO薄膜和N-GaN层上分别置有金属电极Cr/Pt/Au层。其结构特点是，所述蓝宝石衬底的上表面边沿露出一圈衬底平面。

在上述发光二极管中，所述衬底平面为图形化衬底或者平衬底。

本实用新型由于采用了上述结构，采用深刻蚀切割道的方法使蓝宝石衬底暴露出来，充分利用图形化衬底的图形，同时利用衬底与封装介质的折射率差，提高出光效率。本实用新型对应不同尺寸的芯片，能够提高光效3％～15％。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1为现有技术中GaN基材料发光二极管的结构示意图；

图2至图14是制备本实用新型GaN基材料发光二极管的步骤示意图；

图14也是本实用新型GaN基材料发光二极管的结构示意图。

具体实施方式

参看图14，本实用新型GaN基材料的发光二极管，它包括蓝宝石衬底1以及依次置于蓝宝石衬底1上方的N-GaN层2、有源层3、P-GaN层4和ITO薄膜10，ITO薄膜10和N-GaN层2上分别置有金属电极Cr/Pt/Au层14。蓝宝石衬底1的上表面边沿露出一圈图形化衬底或者平衬底的衬底平面7。

本实用新型GaN基材料的发光二极管的制备方法是：

1)参看图2，在蓝宝石衬底1上采用外延的方法形成N-GaN层2、有源层3和P-GaN层4。

2)参看图3，在P-GaN 4上表面涂光刻胶、曝光并显影形成一定图案的掩蔽层一5，掩蔽层5也可以由SiO2等其他材料形成。

3)参看图4，用ICP设备采用C₁₂、BC₁₃或者其他气体刻蚀，露出单个发光二极管的蓝宝石衬底1边沿的一圈衬底平面7。用去胶液去除掩蔽层一5的光刻胶，并用DI水清洗。

4)参看图5，在P-GaN层4的上表面涂光刻胶，曝光并显影，形成一定图案的掩蔽层二8。

5)参看图6，用ICP设备采用C₁₂、BC₁₃或者其他气体刻蚀出N-GaN层2一侧的台面9。

6)参看图7，用去胶液去除掩蔽层二8的光刻胶，并用DI水清洗。

7)参看图8，用电子束蒸发E-beam方法在表面蒸发形成ITO薄膜10。

8)参看图9，在ITO薄膜10顶面涂光刻胶，曝光并显影，形成一定图案的掩蔽层形三11。

9)参看图10，用ITO刻蚀液湿法腐蚀，形成ITO图形，用去胶液去除掩蔽层三11的光刻胶，并用DI水清洗，并在N₂气氛中进行退火，退火温度500℃～600℃。