專利名稱：一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大注入電流下氮化鎵基發(fā)光二極管(LED)制作方法，目的是為了避免外延材料與襯底或熱沉之間由于熱膨脹系數(shù)失配所帶來的弊端，從而提高器件的發(fā)光效率和可靠性。本發(fā)明屬于氮化鎵基發(fā)光二極管的制作技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
基于寬禁帶半導(dǎo)體材料的發(fā)光器件一直是半導(dǎo)體光電子學(xué)領(lǐng)域研究和開發(fā)的重點(diǎn)。特別是以基于III-V族氮化物材料大功率藍(lán)光LED為代表的半導(dǎo)體照明光源具有環(huán)保、節(jié)能、耐候性好以及壽命長等優(yōu)點(diǎn)，必將引起照明光源市場的一場革命，最終可能取代傳統(tǒng)照明光源。但就目前情況來看，大功率LED在民用照明市場廣泛取代傳統(tǒng)照明尚存在技術(shù)和價(jià)格等方面的諸多問題，而在這些問題之中，首要的就是大注入電流下器件的效率和熱穩(wěn)定性問題。
由于III族氮化物的p型摻雜受限于Mg受主的溶解度和空穴的較高激活能，因此，很難獲得高空穴濃度的p型GaN層，在大注入電流條件下，熱特別容易在p型區(qū)域中產(chǎn)生。這個(gè)熱量勢必通過整個(gè)結(jié)構(gòu)才能在熱沉上消散。盡管如此，因?yàn)長ED器件溫度一般低于200℃，熱輻射非常弱，所以不能依靠熱輻射來散熱，這就意味著LED的散熱途徑主要是熱傳導(dǎo)和熱對流。眾所周知，III族氮化物具有兩個(gè)基本的性質(zhì)(見參考文獻(xiàn)H.Mokoc.Nitridesemiconductors and devices.BerlinSpringer，1999)第一，熔點(diǎn)極高。AlN的熔點(diǎn)為3000K以上，GaN的熔點(diǎn)為2000K以上，InN的熔點(diǎn)也在1200K以上；第二，氮?dú)獾钠胶鈮悍浅８?。以上兩個(gè)性質(zhì)決定了難于獲得高質(zhì)量、大面積體單晶氮化物，所以III族氮化物只能通過異質(zhì)外延技術(shù)獲得。到目前為止，以藍(lán)寶石(Sapphire)為襯底的外延生長技術(shù)最為成熟(見參考文獻(xiàn)S.Nakamura，S.Pearton，and G.Fasol，The Blue Laser DiodeThe Complete Story，Berlin，Springer，2000)。
藍(lán)寶石具有價(jià)格低和大面積材料的易獲取性等優(yōu)點(diǎn)，但其有兩方面的不利之處第一，極低的熱導(dǎo)率；第二，晶格常數(shù)與熱膨脹系數(shù)和GaN材料不匹配。前者導(dǎo)致器件的熱阻(熱阻定義為器件的溫差與相應(yīng)的耗散熱功率的比值)增加，產(chǎn)生嚴(yán)重的自加熱效應(yīng)，因此在大注入電流下芯片本身的溫度非常高，統(tǒng)計(jì)資料表明，元件溫度每上升2℃，可靠性下降10％。當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加。后者一方面導(dǎo)致GaN外延層中特別高的缺陷密度(位錯(cuò)密度一般在1010cm-2以上)，另一方面導(dǎo)致GaN中存在強(qiáng)烈的雙軸壓應(yīng)力，特別是在芯片本身的溫度變化時(shí)由于熱膨脹系數(shù)的差別會(huì)在GaN中引入額外的熱應(yīng)力(T.Kozawa，T.Kachi，H.Kano，H.Nagase，N.Koide，and K.Manabe，Thermal Stress in GaN EpitaxyLayers Grown on Sapphire Substrates，J.Appl.Phys.1995 77(9)4389-4392)。因此，兩者均對器件的性能和可靠性產(chǎn)生毀滅性的影響。
根據(jù)熱力學(xué)原理，熱膨脹系數(shù)失配對芯片應(yīng)變的影響隨著芯片尺寸的增加而線性增加。所以，溫度變化時(shí)，當(dāng)芯片內(nèi)的發(fā)光區(qū)在任何一個(gè)方向上尺度較大時(shí)，都會(huì)在對應(yīng)的發(fā)光區(qū)引入較大的形變，容易導(dǎo)致發(fā)光區(qū)高密度缺陷的產(chǎn)生，更嚴(yán)重的情況下會(huì)使芯片龜裂。因此，熱膨脹系數(shù)失配嚴(yán)重影響器件的發(fā)光效率和穩(wěn)定性(B.J.Zhang，T.Egawa，H.Ishikawa，Y.Liu，T.Jimbo，Thermal Stability of InGaN multiple-quantum-well light-emittingdiodes on an AlN/Sapphire Template，J.Appl.Phys.，2004 95(6)3170-3172)。
目前對GaN與襯底材料之間熱膨脹系數(shù)失配而引入應(yīng)變的問題的解決方案主要集中在降低大注入電流下芯片的熱阻，從而降低芯片本身的溫度。通常采用的方法是利用倒裝焊技術(shù)將GaN基外延片與高熱導(dǎo)率的熱沉材料進(jìn)行焊接，通過高熱導(dǎo)率材料的高效熱傳導(dǎo)降低芯片本身的溫度(D.A.Steigerwald，J.C.Bhat，D.Collins，R.M.Fletcher，M.O.Holcomb，et al，Illumination With Solid State Lighting Technology，IEEE J.Sel.Top.Quant.Electron.2002 8(2)310-320)。其次，將藍(lán)寶石襯底與GaN外延層剝離開來也是消除熱應(yīng)力的非常有效的方法，常采用的技術(shù)激光剝離技術(shù)(Laser Lift-off)利用高功率密度的紫外激光束輻照GaN與藍(lán)寶石的界面，從而實(shí)現(xiàn)GaN與藍(lán)寶石的分離(T.Fujii，Y.Gao，R.Sharma，E.L.Hu，S.P.Denbaars，and S.Nakamura，Increase in the ExtractionEfficiency of GaN-based Light-emitting Diodes Via Surface Roughning.Appl.Phys.Lett.，2004 84(6)855-857)。
然而，目前難于找到與GaN的熱膨脹系數(shù)相匹配的高熱導(dǎo)率的熱沉材料。即使利用上述兩種方法，由于通常GaN外延材料的刻蝕深度很淺(大約500nm)，而整個(gè)GaN外延層的厚度為4500nm，因此，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，在GaN外延材料與熱沉之間仍然存在著嚴(yán)重的熱應(yīng)力，對器件的發(fā)光效率和熱穩(wěn)定性非常不利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決降低襯底或熱沉材料與外延芯片之間由于熱膨脹系數(shù)失配所導(dǎo)致的熱應(yīng)變，而提高器件在大注入電流條件下的發(fā)光效率和穩(wěn)定性問題而完成的，其目的是提供一種大注入電流下獲得高發(fā)光效率、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管的制作技術(shù)。
本發(fā)明提出的一種氮化鎵基發(fā)光二極管的制作技術(shù)，其特征在于所述方法在芯片內(nèi)通過干法或濕法刻蝕深槽使得原有發(fā)光區(qū)被分隔為至少2個(gè)發(fā)光區(qū)域，從而獲得在大電流注入下，發(fā)光均勻、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管。
在上述制作方法中，所述芯片內(nèi)不同的發(fā)光區(qū)之間的深槽的深度大于或等于為獲得歐姆接觸而暴露出來的n型區(qū)時(shí)刻蝕的深度；所述刻蝕深槽的寬度為0.0001μm-100μm；所述刻蝕深槽側(cè)壁與襯底之間的角度為0.001°-179.999°；所述刻蝕深槽的長度等于或小于其所包圍的被分割后的各發(fā)光區(qū)的周長所述刻蝕深槽具有任意形狀。
在上述制作方法中，所述發(fā)光二極管的周長尺寸為1μm-100,000μm；所述芯片內(nèi)被分割后的各發(fā)光區(qū)的面積為1μm2-1000,000μm2；所述有效發(fā)光面積占整個(gè)器件表面積的1％-99.9％；所述各個(gè)發(fā)光區(qū)具有任意圖形結(jié)構(gòu)。
在上述制作方法中，所述GaN基發(fā)光二極管的p電極和n電極在襯底或熱沉的同一側(cè)面上；所述GaN基發(fā)光二極管的p電極和n電極位于外延芯片相反的表面上。
在上述制作方法中，所述外延芯片的襯底材料包括藍(lán)寶石，SiC，硅，氧化物材料，ZnS以及砷化鎵襯底；所述氧化物材料為氧化鎂，氧化鋅，鋁酸鎂，鋁酸鋰。
在上述制作方法中，所述方法通過將發(fā)光區(qū)實(shí)現(xiàn)隔離的芯片通過外延的上表面或下表面將整個(gè)器件焊接或粘貼在熱導(dǎo)率大于襯底材料熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱材料上。
在上述制作方法中，通過將所述外延采用的襯底材料全部或部分除去，以暴露外延材料的下表面。
在上述制作方法中，在所述外延材料的下表面或上表面上沉積一定厚度的折射率介于2.5-1之間的材料，有效提高器件的發(fā)光效率。
在上述制作方法中，將所述外延材料的下表面或上表面粗糙化。
在上述制作方法中，在暴露出的所述外延材料的下表面上制作電極。
在本發(fā)明中，管芯由2個(gè)以上小尺寸的發(fā)光區(qū)組成，而這些小尺寸的發(fā)光區(qū)之間是通過刻蝕深槽而實(shí)現(xiàn)隔離的。根據(jù)熱力學(xué)原理，對于熱膨脹系數(shù)失配的兩種材料，當(dāng)材料的尺度較小時(shí)，溫度變化所引入的熱應(yīng)變相對較小，因此對材料特性的影響相對較弱，提高了器件的熱穩(wěn)定性。其次，本發(fā)明設(shè)計(jì)的管芯有2個(gè)以上小發(fā)光區(qū)組成，一個(gè)小發(fā)光區(qū)的失效不會(huì)影響到其他發(fā)光區(qū)的特性，因此不會(huì)對整個(gè)器件的特性造成致命的影響，從而提高了器件的壽命。另一方面，即使采用倒裝焊技術(shù)將本發(fā)明設(shè)計(jì)的管芯將熱導(dǎo)率高的熱沉材料焊接在一起，熱沉材料與GaN外延材料之間的熱膨脹系數(shù)失配對材料和器件的特性也不會(huì)產(chǎn)生影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用本發(fā)明的所提出的制作技術(shù)，可以獲得穩(wěn)定、可靠的GaN基發(fā)光二極管。


圖1為本發(fā)明刻蝕深槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中GaN基LED的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中GaN基LED的斷面圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中GaN基LED的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例3中GaN基LED的基本結(jié)構(gòu)圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例4中GaN基LED的基本結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明是按照如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明證明，當(dāng)芯片發(fā)光區(qū)的尺寸較大時(shí)，在大注入電流條件下，GaN基發(fā)光二極管芯片表面容易龜裂，導(dǎo)致在短時(shí)間內(nèi)發(fā)光強(qiáng)度下降甚至失效，所以器件熱穩(wěn)定性較差。
目前，常采用的GaN基發(fā)光二極管外延結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，1為藍(lán)寶石，作為外延生長GaN材料的襯底，2為在GaN外延層與藍(lán)寶石之間形成的緩沖層，3為n型GaN材料，上面依次外延生長InGaN/GaN多量子阱有源區(qū)4和p型GaN層，外延層的總厚度約為4500nm。在制作LED的過程中，通常先采用刻蝕工藝將部分外延材料的p型GaN層5和有源區(qū)4刻蝕掉，以暴露n型GaN層3，這種工藝刻蝕的深度很淺(在500nm左右)。然后在p型GaN層5上制作透明歐姆接觸電極和焊盤6，在n型GaN層上制作歐姆接觸電極8，完成管芯的制作工藝。常用的叉指狀管芯結(jié)構(gòu)圖見參考文獻(xiàn)(J.J.Wierer，D.A.Steigerwald，M.R.Krames，J.J.OShea，M.J.Ludowise，High-Power AlGaInN Flip-chip Light-emitting Diodes，Appl.Phys.Lett.，2001 78(22)3379-3381)，整個(gè)管芯實(shí)際上是一個(gè)尺度較大的整體材料。這樣的管芯僅包含一個(gè)發(fā)光區(qū)并至少在一個(gè)維度上尺度較大，并且整個(gè)管芯發(fā)光區(qū)僅實(shí)現(xiàn)了p、n型GaN區(qū)之間的電隔離。由于藍(lán)寶石襯底本身的熱導(dǎo)率較低，導(dǎo)致當(dāng)器件在大注入電流條件下工作時(shí)，芯片的溫度上升很大。考慮到通常為制作n電極而進(jìn)行的刻蝕深度較小，并且GaN與藍(lán)寶石之間較大的熱膨脹系數(shù)的較大差異，因此當(dāng)溫度升高時(shí)，這種單一發(fā)光區(qū)的芯片設(shè)計(jì)將在外延層中引入較大的熱應(yīng)變，嚴(yán)重惡化了GaN基材料的特性，從而影響了器件的發(fā)光效率和熱穩(wěn)定性。另一方面，由于僅含一個(gè)發(fā)光區(qū)，一部分發(fā)光區(qū)的失效必然引起整個(gè)器件的穩(wěn)定性退化。即使利用倒裝焊技術(shù)或激光剝離技術(shù)，雖然可以緩解熱應(yīng)力問題，但是存在于熱沉材料與GaN外延層之間的熱膨脹系數(shù)失配仍然對器件的發(fā)光效率和熱穩(wěn)定性以及壽命構(gòu)成威脅。
本發(fā)明進(jìn)一步證明，如果將管芯的發(fā)光區(qū)分割成2個(gè)以上的尺度較小的發(fā)光區(qū)，并通過刻蝕圖1中所示的深槽7，則可以將襯底或熱沉材料施加于發(fā)光區(qū)的熱應(yīng)力控制在極低的水平上，有效降低熱膨脹系數(shù)失配對GaN材料光電特性的影響，大大提高器件的發(fā)光效率和熱穩(wěn)定性。另一方面，2個(gè)以上的發(fā)光區(qū)也有利于整個(gè)器件的穩(wěn)定，因?yàn)閱蝹€(gè)發(fā)光區(qū)的失效不會(huì)對整個(gè)器件的性能造成致命的影響。
本發(fā)明所公開的方法適用于所有GaN基發(fā)光器件的制作技術(shù)。
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明實(shí)施例1本發(fā)明所公開的基于氮化鎵材料的井字形小尺寸發(fā)光區(qū)發(fā)光二極管的材料基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其發(fā)光區(qū)圖形，如圖2所示1為p電極，2為n電極，3為刻蝕深槽。沿著AA得到的剖面圖如圖3所示1為藍(lán)寶石襯底，2為緩沖層，3為n型氮化鎵，4為有源區(qū)，5為p型氮化鎵，6為p型電極，7為n型電極，8為刻蝕的深槽。
制作器件時(shí)，通過在芯片內(nèi)不同的小尺度發(fā)光區(qū)之間刻蝕深槽，其中利用干法刻蝕或濕法腐蝕獲得井字圖形的深槽，使得各個(gè)發(fā)光區(qū)之間實(shí)現(xiàn)隔離，從而降低襯底材料與外延芯片之間由于熱膨脹系數(shù)失配所導(dǎo)致的熱應(yīng)變，獲得在大電流注入下，發(fā)光均勻、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管。實(shí)驗(yàn)證明，利用本實(shí)例的芯片設(shè)計(jì)，比叉指狀的管芯設(shè)計(jì)其穩(wěn)定性指標(biāo)——壽命要提高至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
用本發(fā)明所公開的深槽的深度直至外延襯底的表面，刻蝕深槽寬度為5μm，刻蝕深槽側(cè)壁平面與襯底之間的角度為160°左右。然后制作n電極和p電極，其中n電極寬度為35μm。
實(shí)施例2本發(fā)明所公開的基于氮化鎵材料的米字形小尺寸發(fā)光區(qū)發(fā)光二極管的材料基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，只是其發(fā)光區(qū)圖形，如圖4所示1為p電極，2為n電極，3為刻蝕深槽。制作器件時(shí)，通過在芯片內(nèi)不同的小尺度發(fā)光區(qū)之間刻蝕深槽，其中利用干法刻蝕或濕法腐蝕獲得米字圖形隔離的深槽，使得各個(gè)發(fā)光區(qū)之間實(shí)現(xiàn)隔離，從而降低襯底材料與外延芯片之間由于熱膨脹系數(shù)失配所導(dǎo)致的熱應(yīng)力，獲得在大電流注入下，發(fā)光均勻、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管。實(shí)驗(yàn)證明，利用本實(shí)例的芯片設(shè)計(jì)和制作技術(shù)的大功率GaN基發(fā)光二極管，比叉指狀的管芯設(shè)計(jì)其穩(wěn)定性要提高至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
用本發(fā)明所公開的深槽的深度為外延襯底厚度，刻蝕深槽寬度為80μm，刻蝕深槽側(cè)壁平面與襯底之間的角度為30°左右。然后制作n電極和p電極，其中n電極圖形結(jié)構(gòu)可以為方形，尺寸大小80μm×80μm，整個(gè)芯片的尺寸為1000μm×1000μm。
實(shí)施例3本發(fā)明所公開的GaN基發(fā)光二極管如圖5所示，1是熱沉材料金剛石，2是熱沉襯底上p電極，3是焊接電極，4芯片的p電極，5是p型氮化鎵，6為有源區(qū)，7為n型氮化鎵，8為緩沖層，9為ZnO襯底，10是刻蝕的深槽，11芯片的n電極，12是熱沉襯底上n電極。通過在芯片內(nèi)不同的小尺度發(fā)光區(qū)之間刻蝕深槽，形成井字形或者米字形的小發(fā)光區(qū)，使得各個(gè)發(fā)光區(qū)之間實(shí)現(xiàn)隔離，同時(shí)利用倒裝焊技術(shù)將GaN基外延片與高熱導(dǎo)率的熱沉材料1進(jìn)行焊接，通過高熱導(dǎo)率金剛石材料的高效熱傳導(dǎo)降低芯片本身的溫度，從而降低襯底材料與外延芯片之間由于熱膨脹系數(shù)失配所導(dǎo)致的熱應(yīng)變，獲得在大電流注入下，發(fā)光均勻、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管。實(shí)驗(yàn)證明，利用本實(shí)例的芯片設(shè)計(jì)和制作技術(shù)的大功率GaN基發(fā)光二極管，比叉指狀的管芯設(shè)計(jì)其穩(wěn)定性要提高至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。
實(shí)施例4本發(fā)明所公開的GaN基發(fā)光二極管如圖6所示，1為Si熱沉材料，2熱沉上p電極，3焊接電極，4為外延芯片上p電極，5為p型氮化鎵，6為有源區(qū)，7為n型氮化鎵，8為外延芯片n電極，9為刻蝕的深槽。通過在芯片內(nèi)不同的小尺度發(fā)光區(qū)之間刻蝕深槽9，形成井字形或者米字形的小發(fā)光區(qū)，使得各個(gè)發(fā)光區(qū)之間實(shí)現(xiàn)隔離，利用倒裝焊技術(shù)將GaN基外延片與高熱導(dǎo)率的熱沉材料1進(jìn)行焊接，通過高熱導(dǎo)率Si材料的高效熱傳導(dǎo)降低芯片本身的溫度，并利用激光剝離技術(shù)(Laser Lift-off)將藍(lán)寶石襯底與GaN外延層剝離開來，同時(shí)將n氮化鎵表面粗糙化以提高發(fā)光效率，從而降低襯底材料與外延芯片之間由于熱膨脹系數(shù)失配所導(dǎo)致的熱應(yīng)力，獲得在大電流注入下，發(fā)光均勻、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管。實(shí)驗(yàn)證明，利用本實(shí)例的芯片設(shè)計(jì)和制作技術(shù)的大功率GaN基發(fā)光二極管，比叉指狀的管芯設(shè)計(jì)其穩(wěn)定性要提高至少一個(gè)數(shù)量級(jí)，發(fā)光功率至少提高兩倍。
權(quán)利要求
1.一種GaN基發(fā)光二極管的制作方法，其特征在于所述方法在芯片內(nèi)通過干法或濕法刻蝕深槽使得原有發(fā)光區(qū)被分隔為至少2個(gè)發(fā)光區(qū)域，從而獲得在大電流注入下，發(fā)光均勻、穩(wěn)定可靠的GaN基發(fā)光二極管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于所述芯片內(nèi)不同的發(fā)光區(qū)之間的深槽的深度大于或等于為獲得歐姆接觸而暴露出來的n型區(qū)時(shí)刻蝕的深度；所述刻蝕深槽的寬度為0.0001μm-100μm；所述刻蝕深槽側(cè)壁與襯底之間的角度為0.001°-179.999°；所述刻蝕深槽的長度等于或小于其所包圍的被分割后的各發(fā)光區(qū)的周長；所述刻蝕深槽具有任意形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于所述發(fā)光二極管的周長尺寸為1μm-100,000μm；所述芯片內(nèi)被分割后的各發(fā)光區(qū)的面積為1μm2-1000,000μm2；所述有效發(fā)光面積占整個(gè)器件表面積的1％-99.9％；所述各個(gè)發(fā)光區(qū)具有任意圖形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作方法，其特征在于所述GaN基發(fā)光二極管的p電極和n電極在襯底或熱沉的同一側(cè)面上；所述GaN基發(fā)光二極管的p電極和n電極位于外延芯片相反的表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述的制作方法，其特征在于所述外延芯片的襯底材料包括藍(lán)寶石，SiC，硅，氧化物材料，ZnS以及砷化鎵襯底；所述氧化物材料為氧化鎂，氧化鋅，鋁酸鎂，鋁酸鋰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4或5所述的制作方法，其特征在于所述方法通過將發(fā)光區(qū)實(shí)現(xiàn)隔離的芯片通過外延的上表面或下表面將整個(gè)器件焊接或粘貼在熱導(dǎo)率大于襯底材料熱導(dǎo)率的導(dǎo)熱材料上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于通過將所述外延采用的襯底材料全部或部分除去，以暴露外延材料的下表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于在所述外延材料的下表面或上表面上沉積一定厚度的折射率介于2.5-1之間的材料，有效提高器件的發(fā)光效率。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制作方法，其特征在于將所述外延材料的上表面或下表面粗糙化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制作方法，其特征在于在暴露出的所述外延材料的下表面上制作電極。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于氮化鎵基發(fā)光器件制作領(lǐng)域的一種氮化鎵基發(fā)光二極管的制作方法，其特征是通過刻蝕深槽將管芯上的發(fā)光區(qū)分割成2個(gè)以上小尺寸的發(fā)光區(qū)，以提高器件的發(fā)光效率以及器件的熱穩(wěn)定性和壽命。也可通過倒裝焊技術(shù)將本發(fā)明所設(shè)計(jì)的管芯焊接在熱導(dǎo)率較高的熱沉材料和激光剝離技術(shù)將襯底材料剝離。本發(fā)明將外延層與襯底材料之間或外延層與熱沉材料之間由于熱膨脹系數(shù)失配所引入的熱應(yīng)變控制在極低的水平，對GaN基材料的特性不會(huì)產(chǎn)生不利的影響，因此，提高了器件的發(fā)光效率和器件的熱穩(wěn)定性和壽命。
文檔編號(hào)H01L33/00GK1564331SQ20041000900
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月5日
發(fā)明者羅毅, 韓彥軍, 申屠偉進(jìn), 薛松 申請人:清華大學(xué)