悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN103633203A

(43)申请公布日2014.03.12

(21)申请号CN201310107133.4

(22)申请日2013.05.08

(71)申请人南京邮电大学

地址210003江苏省南京市新模范马路66号

(72)发明人王永进于庆龙高绪敏施政曲颖贺树敏李欣王镇海

(74)专利代理机构南京知识律师事务所

代理人汪旭东

(51)Int.CI

H01L33/02

H01L33/20

H01L33/00

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

悬空氮化物薄膜LED器件及其制

备方法

(57)摘要

本发明提供一种悬空氮化物薄膜

LED器件及其制备方法，实现载体为硅衬

底氮化物晶片，包括顶层氮化物器件层和

硅衬底层；该方法能够实现高折射率硅衬

底层和氮化物器件层的剥离，消除硅衬底

层对激发光的吸收，实现悬空氮化物薄膜

LED器件；所述顶层氮化物器件层的上表

面具有纳米结构，用以改善氮化物的界面

状态，提高出光效率；结合背后对准和深

硅刻蚀技术，去除LED器件下方的硅衬底

层，得到悬空氮化物薄膜LED器件，进一

步采用氮化物背后减薄刻蚀技术，获得超

薄的悬空氮化物薄膜LED器件，降低LED

器件的内部损耗，提高出光效率。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.本发明提供一种悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法，其特征在于：其包含

硅材料（1）、氮化镓材料（2）、谐振光栅（3）、LED结构（4）、N-GaN接触

层（5）、n-电极（Ti/Al）（6）、量子阱（7）、P-GaN接触层（8）、ITO电流扩

展层（9）、p-电极（Ni/Au）（10）、SiOsub2/sub隔离层（11）、金属反射

镜（12），LED器件（4）制作在硅衬底上（1）的氮化镓层（2）上，硅衬底层

（1）上是N-GaN接触层（5）、量子阱（7），N-GaN接触层（5）上表面是n-电

极（6），n-电极（6）是由Ti/Al组成，P-GaN接触层（8）上表面是ITO电流扩

展层（9），ITO电流扩展层（9）上表面是p-电极（10），p-电极（10）是由

Ni/Au组成，在氮化镓层（2）上，设计了LED发光器件；包括LED结构（4），

谐振光栅（3）纳米结构；在n-电极（6）、p-电极（10）、LED结构（4）、谐振

光栅（3）表面覆盖一层SiOsub2/sub隔离层。

2.根据权利要求1所述的悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法，其特征在于：

该器件实现载体为硅衬底（1）的氮化物（2）晶片，包括顶层氮化物器件层（2）

和硅衬底层（1）；硅衬底层上的氮化物器件层，在氮化物层由量子阱（7），以及

在工艺中实现的N-GaN接触层（5）；在量子阱（7）上有P-GaN接触层（8）、

P-GaN接触层（8）有ITO电流扩展层（9）；以及在N-GaN接触层（5）、ITO电

流扩展层（9）上的n-电极（Ni/Au）（10）和p-电极（Ti/Al）（6）。

3.根据权利要求1所述的悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法，其特征在于：

n-电极（Ti/Al）（6）沉积的金属材料为Ti/Al、p-电极（Ni/Au）（10）沉积的金

属材料为Ni/Au、金属反射镜（12）沉积的材料为Ag/Al。

4.根据权利要求1所述的悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法，其特征在于：

该器件生长一层高透射率的电流扩展层薄膜ITO。

5.根据权利要求1所述的悬空氮化物薄膜LED器件及其制备方法，其特征在于：

该器件在氮化物器件层定义并实现LED器件。

6.一种悬空氮化物薄膜LED器件的制备方法，其特征在于，包括如下步骤