化硅薄膜9。
[0048] 实施例2、
[0049] 根据实施例1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其区别在 于钝化层6自下而上依次包括厚度为250A的氮化硅薄膜7、厚度为350A的氮氧化硅薄膜8、 厚度为550A的氧化硅薄膜9。
[0050] 实施例3、
[0051] 根据实施例1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其区别在 于钝化层6自下而上依次包括厚度为840A的氮化硅薄膜7、厚度为760A的氮氧化硅薄膜8、 厚度为1200A的氧化硅薄膜9。
[0052] 实施例4、
[0053] 根据实施例1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其区别在 于钝化层6自下而上依次包括厚度为l〇〇〇A的氮化硅薄膜7、厚度为l〇〇〇A的氮氧化硅薄膜 8、厚度为1500A的氧化硅薄膜9。
[0054] 实施例5、
[0055] -种如实施例1所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法， 包括步骤如下：
[0056] (1)如图1所示，利用现有的干法刻蚀方法，沿GaN基外延片的p型GaN层到n型 GaN层刻蚀出台面结构；
[0057] 在所述步骤（1)中，所述干法刻蚀方法为ICP刻蚀方法，所采用的ICP刻蚀气体为 C12或BC12。在进行步骤（1)中的干法刻蚀之前，首先在GaN基外延片的p型GaN层的上表 面涂3 y m厚的正性光刻胶，其次通过对准、曝光、显影、烘干步骤对所述正性光刻胶进行光 亥IJ，光刻出可供后续ICP刻蚀出台面结构的图形，其中使用热板在98°C下烘烤l_2min进行 对准，然后在紫外线下曝光5-2〇 sec，再烘干后使用四甲基氢氧化铵显影l〇-3〇sec，使用热 板在98°C下烘烤l_2min。对使用ICP刻蚀完成后，进行去胶清洗；将ICP刻蚀后的GaN基外 延片放入丙酮中超声5-10min，然后在乙醇中超声lOmin，取出后使用去离子水冲洗lOmin， 去除GaN基外延片表面的光刻胶；
[0058] (2)如图2所示，在所述p型GaN层的表面沉积一层ITO透明导电膜，具体步骤为： 首先，利用电子束蒸发方法在所述GaN基外延片的上表面沉积一层2500埃的IT0透明导电 膜作为电流扩展层；其次，在所述电流扩展层上涂上2 y m厚的正性光刻胶，然后通过对准、 曝光、显影、烘干、腐蚀步骤对所述正性光刻胶进行光刻，光刻出只保留P型GaN层上对应的 IT0透明导电膜，其中使用热板在98°C下烘烤l_2min对准，然后在紫外线下曝光5-2〇 sec， 再烘干后使用四甲基氢氧化铵显影l〇_3〇SeC，使用热板在98°C下烘烤l_2min，放入浓度为 25-30wt %的HC1溶液中腐蚀15-30min，腐蚀掉未被正性光刻胶保护的IT0透明导电膜，放 入丙酮中超声5-10min，然后在乙醇中超声lOmin，取出后使用去离子水冲洗lOmin，进而去 除GaN基外延片表面的光刻胶；
[0059] (3)如图3所示，分别在所述ITO透明导电膜和n型GaN层上制备p型电极和n型 电极，得GaN基发光二极管芯片，其中所述制备p型电极和n型电极的方法为：在经步骤（4) 处理后的GaN基外延片上涂上3. 5 y m厚的负性光刻胶，进行对准、曝光、显影、烘干步骤后 对所述负性光刻胶进行光刻，其中用热板在98°C下烘烤l_2min对准，然后在紫外线下曝光 5-20sec，再烘干后使用四甲基氢氧化铵显影10-30sec，使用热板在98°C下烘烤l_2min，在 ITO透明导电膜和n型GaN层上光刻出p型电极和n型电极区域；最后利用电子束蒸发法 在所述P型电极区域和n型电极区域分别沉积2 y m厚的Cr金属层和Au金属层，剥离负性 光刻胶后得到P型金属电极和n型金属电极。
[0060] (4)如图4所示，对所述步骤（3)所制得的GaN基发光二极管芯片制备钝化层：首 先沉积一层氮化硅薄膜：沉积温度为300°C，通入硅烷，氮气，氨气的流量分别为40〇 SCCm， 600sccm，20sccm，在20W13. 56MHz射频源条件下进行生长5min ;然后沉积一层氮氧化娃薄 膜：沉积温度为300°C，通入硅烷，氨气，一氧化氮的流量分别为400sccm，20sccm，40sccm， 在20W13. 56MHz射频源条件下进行生长5min ;最后沉积一层氧化硅薄膜：沉积温度为 300°C，通入硅烷，一氧化氮的流量分别为500sccm，300sccm，在30W13. 56MHz射频源条件下 进行生长3min。
[0061] (5)如图5所示，对所述步骤（4)完成后的芯片经过光刻、腐蚀工艺，腐蚀掉p型金 属电极和n型金属电极表面的钝化层薄膜，完成钝化层的制作。其具体操作步骤为：在所述 钝化层的表面涂上2 y m的正性光刻胶，使用热板在98°C下烘烤l_2min对准，然后在紫外 线下曝光5-2〇sec，再烘干后使用四甲基氢氧化铵显影l〇-3〇 sec，使用热板在98°C下烘烤 l-2min，放入Si02腐蚀液中腐蚀3〇-6〇sec，腐蚀掉未被光刻胶保护的Si02薄膜，放入丙酮 中超声5-10min，然后在乙醇中超声lOmin，取出后使用去离子水冲洗lOmin，去除表面的光 刻胶，形成钝化层的制作，得到钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管。
[0062] 实施例6、
[0063] 一种如实施例5所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法， 其区别在于步骤（5)的钝化层制作具体步骤如下：在所述钝化层的表面涂上2 的正性光 刻胶，使用热板在98°C下烘烤l_2min对准，然后在紫外线下曝光5-2〇sec，再烘干后使用四 甲基氢氧化铵显影l〇_3〇SeC，使用热板在98°C下烘烤l_2min ;使用干法刻蚀的方式刻蚀掉 未被光刻胶保护的钝化层薄膜，使用的刻蚀气体为六氟化硫；刻蚀完成后放入丙酮中超声 5-10min，然后在乙醇中超声lOmin，取出后使用去离子水冲洗lOmin，去除表面的光刻胶， 形成钝化层的制作，得到钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片。
【主权项】
1. 一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，包括由下而上设置的η型GaN层、 量子阱层、P型GaN层和透明导电层；在所述透明导电层和η型GaN层上分别设置有金属电 极，其特征在于，在所述透明导电层裸露的上表面和η型GaN层裸露的上表面及金属电极边 缘区域均设置有折射率渐变的钝化层。2. 根据权利要求1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其特征在 于，所述透明导电层为ITO透明导电膜。3. 根据权利要求1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其特征在 于，所述钝化层自下而上依次为氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化硅薄膜。4. 根据权利要求1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其特 征在于，所述氮化硅折射率为1.8-2. 1，氮氧化硅折射率为1.5-1. 8,氧化硅的折射率为 1. 4-1. 5,三种薄膜折射率关系为：氮化硅〉氮氧化硅〉氧化硅。5. 根据权利要求1所述的一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，其特征在 于，所述氮化硅厚度100-1000Α、氮氧化硅厚度100-1000Α、氧化硅的厚度100-1500Α。6. -种如权利要求1所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法， 其特征在于，包括步骤如下： (1) 利用现有的干法刻蚀方法，沿GaN基外延片的p型GaN层到η型GaN层刻蚀出台面 结构； (2) 在所述ρ型GaN层的表面沉积一层ITO透明导电膜； (3) 分别在所述ITO透明导电膜和η型GaN层上制备ρ型电极和η型电极； (4) 在所述GaN基发光二极管芯片表面沉积钝化层； (5) 对所述步骤（4)完成后的芯片经过光刻、腐蚀工艺，腐蚀掉ρ型金属电极和η型金 属电极表面的钝化层薄膜，即得GaN基发光二极管芯片。7. 如权利要求6所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特 征在于，在所述步骤（1)中，所述干法刻蚀方法为ICP刻蚀方法，所采用的ICP刻蚀气体为 Cl 2或此12。8. 如权利要求6所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特 征在于，所述步骤（2)的具体步骤为：首先，利用电子束蒸发方法在所述GaN基外延片的上 表面沉积一层ITO透明导电膜作为电流扩展层；其次，在所述电流扩展层上涂上正性光刻 胶，然后通过对准、曝光、显影、烘干、腐蚀步骤对所述正性光刻胶进行光刻，光刻出只保留P 型GaN层上对应的ITO透明导电膜。9. 如权利要求6所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特 征在于，步骤（3)所述制备ρ型电极和η型电极的方法为：在经步骤（2)处理后的GaN基外 延片上涂上负性光刻胶，进行对准、曝光、显影、烘干步骤后对所述负性光刻胶进行光刻，在 ITO透明导电膜和η型GaN层上光刻出ρ型电极和η型电极区域；最后利用电子束蒸发法 在所述P型电极区域和η型电极区域分别沉积Cr金属层和Au金属层，剥离负性光刻胶后 得到P型金属电极和η型金属电极。10. 如权利要求6所述的钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片的制备方法，其特 征在于，步骤（4)所制备的钝化层方法为：在所述步骤（3)完成的芯片表面使用PECVD的方 法自下而上依次沉积氮化硅薄膜、氮氧化硅薄膜、氧化硅薄膜作为钝化层。
【专利摘要】本发明涉及一种钝化层折射率渐变的GaN基发光二极管芯片，包括由下而上设置的n型GaN层、量子阱层、p型GaN层和透明导电层；在所述透明导电层和n型GaN层上分别设置有金属电极；在所述透明导电层裸露的上表面和n型GaN层裸露的上表面及金属电极边缘区域均设置有折射率渐变的钝化层，所述的钝化层为氮化硅／氮氧化硅／氧化硅薄膜。通过采取折射率渐变的钝化层结构，使GaN LED芯片有源区产生的光能够更多的被提取出来，提高了GaNLED芯片的外量子效率，也就提高了GaN LED芯片的亮度；同时由于钝化层结构中增加了氮化硅薄膜和氮氧化硅薄膜，提高了GaN LED芯片的可靠性；本发明所述的GaN基发光二极管芯片的制备方法没有增加额外的步骤，在成本没有提高的基础上提高了芯片亮度，适合批量化生产。
【IPC分类】H01L33/44, H01L33/00
【公开号】CN104882523
【申请号】CN201410079733
【发明人】刘岩, 马玉玲, 夏伟
【申请人】山东浪潮华光光电子股份有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2014年2月27日