[發明專利]一種正極性高亮度AlGaInP發光二極管及其制造方法

有效

• 申請號: 201710243037.0
• 申請日: 2017-04-14
• 公開（公告）號: CN107195731B
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 肖和平;王宇;李威;王瑞瑞;宗遠
• 申請（專利權）人: 揚州乾照光電有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/10;H01L33/30;H01L33/62
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所 32106
• 代理人: 江平

1.一種正極性高亮度AlGaInP發光二極管的制備方法，所述正極性高亮度AlGaInP發光二極管，包括永久基板，在永久基板的一側設置N電極，在永久基板的另一側依次設置金屬鍵合層、n-GaAs 歐姆接觸層、n-AlGaInP 限制層、MQW 有源層、p-AlGaInP 限制層和p-GaP電流擴展層，在p-GaP 電流擴展層上分別設置P電極和透明導電層，其特征在于：所述p-GaP電流擴展層朝向透明導電層的表面具有納米柱陣列的粗化層；所述n-GaAs歐姆接觸層呈直徑為 5～20μm、間距為5～20 μm的圓柱形陣列；其特征在于制備方法包括以下步驟：

1）在外延層基板上采用金屬有機化學氣相沉積法依次外延生長n-GaAs 緩沖層、GaInP阻擋層、n-GaAs 歐姆接觸層、n-AlGaInP 限制層、MQW 有源層、p-AlGaInP 限制層和p-GaP電流擴展層，再以PECVD法于p-GaP 電流擴展層表面沉積SiO₂層，于SiO₂層表面用電子束蒸鍍沉積鋁層；

2）在暫時硅基板的表面以沉積鋁層；

3）將沉積有鋁層的暫時硅基板與外延層基板上的鋁層相對，經壓合，形成半制品；

4）去除半制品的外延層基板、n-GaAs 緩沖層、GaInP阻擋層，直至露出n-GaAs 歐姆接觸層；

5）在n-GaAs 歐姆接觸層上制作直徑為 5～20μm、間距為5～20μm的圓點陣列式AuGe/Au金屬掩膜層；

6）將半制品快速退火，使AuGe/Au金屬掩膜層和n-GaAs 歐姆接觸層形成歐姆接觸；

7）將半制品浸泡于由氨水與雙氧組成的混合溶液中，蝕刻去除無AuGe/Au金屬掩膜層處的n-GaAs 歐姆接觸層，以在n-AlGaInP 限制層上形成呈圓柱陣列的n-GaAs 歐姆接觸層，各圓柱的直徑為5～20 μm ，柱間距為5～20 μm；

8）將半制品清洗后，在n-GaAs 歐姆接觸層表面蒸鍍Au鍵合層，并使部分Au分布在所述圓柱陣列的柱間間隙中；

9）在永久基板的一側蒸鍍Au鍵合金層；

10）通過Au鍵合金層將永久基板和半制品形成鍵合，取得鍵合的芯片；

11）將鍵合的芯片以HF和H₂O混合溶液浸泡，去除暫時硅基板及兩側的鋁層和SiO₂層；

12）在P-GaP電流擴展層表面蝕刻出P電極區域預留孔，并在P電極區域預表面形成保護層；然后在P-GaP電流擴展層表面旋涂由聚苯乙烯次微米球、水和酒精組成的混合液，以使聚苯乙烯次微米球在P-GaP電流擴展層表面形成單層均勻密布的聚苯乙烯次微米球層；再經感應式耦合離子體蝕刻，在P-GaP電流擴展層表面蝕刻形成納米柱陣列的粗化層；

13）去除P電極區域預表面的保護層；

14）清洗去除P-GaP電流擴展層表面的聚苯乙烯次微米球；

15）在具有納米柱陣列圖案的粗化層的P-GaP電流擴展層表面蒸鍍沉積氧化銦錫透明導電層；

16）在P電極區域預留孔上制作形成P電極；

17）在永久硅板表面制作形成N電極；

18）將半制品經退火，得正極性高亮度AlGaInP發光二極管。

2.根據權利要求1所述正極性高亮度AlGaInP發光二極管的制備方法，其特征在于所述步驟1）中外延生長的n-GaAs 歐姆接觸層的厚度為30～60nm，其中硅摻雜濃度優選1×10¹⁹cm^-3 以上；P-GaP 電流擴展層厚度為2～5μm，其中鎂摻雜濃度為8×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3。

3.根據權利要求1所述正極性高亮度AlGaInP發光二極管的制備方法，其特征在于步驟3）中，壓合時，先經溫度為100℃、壓力為1000kg的第一段作用5min，再經溫度為150℃溫度、壓力為2000kg的第二段作用5min。

4.根據權利要求1所述正極性高亮度AlGaInP發光二極管的制備方法，其特征在于步驟11）中，所述HF和H₂O的混合體積比為1∶10。