[发明专利]具有空气桥结构发光二极管的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体光电子器件技术领域，特别是指一种具有空气桥结构发光二极管的制作方法。

背景技术

GaN基LED作为固态光源一经出现就以其高效、长寿命、环保等优点，被视为爱迪生发明电灯后人类照明史上的第二次革命，成为国际上半导体和照明领域研发与产业关注的焦点。但GaN基LED进入通用照明领域，在技术上和成本上还面临许多难题，需进一步提高LED的内量子发光效率和光提取效率。

采用具有空气桥结构的发光二极管可提高LED的光提取效率，有很好的散热效果。该方法使用自组装技术，工艺简单，技术先进，有利于大规模生产。

发明内容

本发明目的是提出一种具有空气桥结构发光二极管的制作方法，这种空气桥结构可提高LED的光提取效率，有很好的散热效果。

本发明提供一种具有空气桥结构发光二极管的制作方法，包括：

1)在蓝宝石衬底上淀积一层二氧化硅掩蔽层，二氧化硅掩蔽层的厚度为400nm；

2)在二氧化硅掩蔽层上排列一单层紧密排列的自组装聚苯乙烯球；

3)第一次加热，温度为80℃，使自组装聚苯乙烯球与二氧化硅掩蔽层结合牢固；

4)采用ICP刻蚀的方法，刻蚀自组装聚苯乙烯球；

5)第二次加热，温度为105℃，加热时间为1-5min，使自组装聚苯乙烯球在二氧化硅掩蔽层有稍微塌陷，把点接触变成面接触；

6)在自组装聚苯乙烯球的间隙、表面及二氧化硅掩蔽层的表面蒸镀金属掩膜，金属掩膜的材料为Al或Cr；并甲苯超声去除自组装聚苯乙烯球表面的金属掩膜；

7)采用温度处理，使自组装聚苯乙烯球气化，二氧化硅掩蔽层上形成网孔状的金属掩膜；

8)刻蚀二氧化硅掩蔽层，刻蚀深度到达蓝宝石衬底的表面；

9)酸液腐蚀掉金属网孔状的金属掩膜，形成二氧化硅的纳米孔状阵列结构；

10)在纳米孔状阵列结构上依次外延u-GaN层、n-GaN层、多量子阱结构、电子阻挡层和p-GaN层，形成芯片；

11)将芯片置于HF溶液中超声，使u-GaN层中的二氧化硅掩蔽层被腐蚀掉后，被空气包覆，完成发光二极管的制作。

附图说明

为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，以下结合附图及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：

图1是本发明在蓝宝石衬底沉积二氧化硅掩蔽层，其中10为蓝宝石衬底，11为二氧化硅掩蔽层；

图2是本发明自组装聚苯乙烯球俯视图，其中11为二氧化硅掩蔽层，20为自组装聚苯乙烯球；

图3是本发明单层自组装聚苯乙烯球排列在二氧化硅掩蔽层上的截面图，其中10为蓝宝石衬底，11为二氧化硅掩蔽层，20为自组装聚苯乙烯球；

图4是本发明采用ICP刻蚀自组装聚苯乙烯球，使PS球半径变小后的截面图，其中10为蓝宝石衬底，11为二氧化硅掩蔽层，20为自组装聚苯乙烯球；

图5是本发明采用ICP刻蚀自组装聚苯乙烯球，使PS球半径变小后的俯视图，其中11为二氧化硅掩蔽层，20为聚苯乙烯球；

图6是在自组装聚苯乙烯球表面、间隙及二氧化硅掩蔽层表面蒸金属Al或Cr后，超声清洗掉自组装聚苯乙烯球上的金属后的截面图，其中10为蓝宝石衬底，11为二氧化硅掩蔽层，20为自组装聚苯乙烯球，金属网孔掩膜60；

图7是本发明高温去除自组装聚苯乙烯球，剩下金属掩膜的截面图，其中10为蓝宝石衬底，11为二氧化硅掩蔽层，60金属网孔掩膜；

图8是本发明形成纳米孔状阵列结构的截面图，剩余部分为金属掩膜和未刻蚀掉的二氧化硅掩蔽层，其中10为蓝宝石衬底，11为被刻蚀的二氧化硅掩蔽层，金属网孔掩膜60；

图9是本发明在图8基础上去除金属掩膜后的截面图，其中10为蓝宝石衬底，90二氧化硅纳米孔状阵列结构；

图10是本发明在图9基础上外延u-GaN层，其中10为蓝宝石衬底，11为被刻蚀的二氧化硅掩蔽层，100为u-GaN层；

图11是本发明在u-GaN层上形成n-GaN层，MQW结构，EBL，p-GaN层，其中10为蓝宝石衬底，11为被刻蚀的二氧化硅掩蔽层，100为u-GaN层，110为n-GaN层，111为MQW结构，112为EBL，113为p-GaN层。

具体实施方式

请参阅图1至图11所示，本发明提供一种具有空气桥结构发光二极管的制作方法，包括以下步骤：