[发明专利]一种发光二极管的制备方法

说明书

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种发光二极管的制备方法，包括于衬底上依次生长缓冲层、碳化温度为C1的材料微粒、PVD法生长的AlN层、生长温度为C2的过渡层、以及生长温度为C3的第一导电型半导体层、发光层、第二导电型半导体层的步骤，其中C3>C1>C2，材料微粒在生长过渡层未碳化，而在生长第一导电型半导体层时，其在高温下碳化，从而在缓冲层和AlN层之间形成反射和折射光的孔洞，减小发光二极管的吸光，进一步增强发光效率。

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种在缓冲层和AlN层之间具有孔洞的发光二极管的制备方法。

背景技术

发光二极管由于其具有寿命长、能耗低等优点，已经取代传统的白炽灯或荧光灯光源，广泛应用于各种领域，例如交通信号、背光模块、路灯照明、医疗设备等产业。

而随着发光二极管光源的应用于发展对其亮度的需求越来越高，如何增加其发光效率和出光效率以提高其亮度，是目前急需进一步解决的问题。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供一种发光二极管的制备方法，包括如下步骤：

S1、提供一衬底；

S2、于所述衬底上生长缓冲层；

S3、于所述缓冲层上平铺碳化温度为C1的材料微粒；

S4、于所述材料微粒上采用PVD法生长AlN层，所述AlN层覆盖材料微粒；

S5、于所述AlN层上生长过渡层，所述过渡层的生长温度为C2，其中C2<C1；

S6、于所述过渡层上生长第一导电型半导体层，所述第一导电型半导体层的生长温度为C3，其中C3>C1；所述材料微粒在温度C3下碳化，于缓冲层和AlN层之间形成孔洞；

S7、于所述第一导电型半导体层上依次生长发光层和第二导电型半导体层，第一导电型半导体层与第二导电型半导体层的电性相反；

S8、于所述第一导电型半导体层、第二导电型半导体层上分别制备第一电极和第二电极，形成发光二极管。

优选的，所述C1的范围为950~1050℃，C2的范围为800~950℃，C3的范围为大于1050℃。

优选的，所述材料微粒为金刚石微粒。

优选的，所述过渡层与第一导电型半导体层的杂质类型相同。

优选的，所述过渡层为N型GaN层。

优选的，所述N型GaN层的杂质浓度从AlN层一侧至第一导电型半导体层一侧逐渐增高。

优选的，所述N型GaN层的掺杂浓度范围为5×10¹⁷cm^-3~1×10¹⁹cm^-3。

优选的，所述第一导电型半导体层为N型掺杂，第二导电型半导体层为P型掺杂。

优选的，所述衬底的材料为蓝宝石、碳化硅、氮化硅、氮化镓中的任意一种或几种组成的复合结构。

优选的，所述衬底为非图案化衬底或者具有凹凸结构的图案化衬底。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明在缓冲层上生长碳化温度为950~1050℃的金刚石微粒，而后采用PVD法生长固定金刚石微粒的AlN层，再在AlN层以低于金刚石微粒碳化温度的温度生长NGaN过渡层，最后以高于金刚石微粒碳化温度的温度生长N型半导体层，使得金刚石微粒在高温下碳化，从而在缓冲层和AlN层之间形成孔洞，孔洞可以增强发光二极管对来自发光层的光的反射和折射，从而减小吸光，提高发光二极管的发光效率。