[發明專利]一種GaAs基LED芯片的制備方法

在審

• 申請號: 201710670536.8
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107706276A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發明（設計）人: 張銀橋;白繼鋒;潘彬;易億仁
• 申請（專利權）人: 南昌凱迅光電有限公司
• 主分類號: H01L33/32
• 分類號: H01L33/32;H01L33/06;H01L33/00;H01L21/02
• 代理公司: 江西省專利事務所36100
• 代理人: 張靜,張文

技術領域

本發明涉及半導體發光二極管領域，尤其是涉及一種GaAs基LED芯片的制備方法。

背景技術

GaAs基LED具有低能耗、長壽命、高安全性等優勢，目前LED已廣泛應用于高效固態照明領域中，如顯示屏、汽車用燈、背光源、交通信號燈、景觀照明等市場。

常規的GaAs基AlGaInP發光二極管的出光層為GaP層，同時GaP層也起著歐姆接觸層和電流擴展的重要作用，這就會使電流容易集中從與電極接觸的正下方區域流過，電極正下方區域的電流密度加劇，不能使電流得到充分的擴展。ITO薄膜相比GaP層具有良好的橫向電流擴展性，同時具有透過率高、導電性好、耐磨損等優點，且與GaP層的粘附性好，因此，ITO薄膜通常被用于作為提高AlGaInP基芯片亮度的透明電極材料。在實際應用中，在GaP層上面生長一層ITO薄膜和金屬電極層，然后將GaAs基板的背面進行減薄和蒸鍍背面金屬電極層，由于GaAs基板表面粗糙，容易殘留研磨液和蠟等污染物，造成背面金屬電極層容易出現脫落異常，導致芯粒電壓升高，影響芯片長期使用的可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種便于生產、電壓可靠性高的GaAs基LED芯片的制備方法。

本發明的目的是這樣實現的：

一種GaAs基LED芯片的制備方法，特征是：具體步驟如下：

（1）、在GaAs基板上制備發光二極管外延片：按常規方法在GaAs基板的正面依次制作緩沖層、n-AlGaInP限制層、MQW多量子阱有源層、p-AlGaInP限制層、p-GaP窗口層；

（2）、在p-GaP窗口層上制作ITO薄膜層和金屬正電極層；

（3）、將GaAs基板的背面進行減薄，將減薄后GaAs基板的背面進行徹底清洗；

（4）、在GaAs基板的背面蒸鍍金屬負電極層；

（5）、在420℃的氮氣氛圍中進行熔合，以獲得GaAs基板背面的負金屬層和GaAs基板形成良好的歐姆接觸，同時進一步增強了GaAs基板背面的金屬負電極層與GaAs基板的粘附性。

步驟（3）中的所述減薄后GaAs基板進行徹底清洗，包括物理清洗方法和化學清洗方法；其中化學清洗方法可以有效去除表層GaAs，包括以下步驟：

A、將待減薄的GaAs基板固定在載物盤的表面；

B、采用研磨機將GaAs基板的背面進行研磨，達到預設定的減薄厚度；

C、采用高壓純水清洗減薄后的GaAs基板的背面表面；

D、采用無塵布進行擦拭GaAs基板的背面表面，然后再次用純水進行沖洗；

E、采用N₂槍吹除GaAs基板的背面表面的水份；

F、在GaAs基板的背面表面噴灑GaAs去除溶液，然后再用純水進行沖洗；

G、重復步驟F至少一次；

H、采用N₂槍吹除GaAs基板的背面表面的水份；

I、采用強光燈檢查GaAs基板的背面表面，得到微腐蝕的光亮潔凈GaAs表面。

在步驟E、H中，N₂的純度≥99.99%。

在步驟F中，GaAs去除溶液由氨水、雙氧水、純水組成。

在步驟F中，GaAs去除溶液的停滯時間≥2min。

本發明將GaAs基板的正面固定在載物盤上，采用研磨機將GaAs基板的背面進行研磨，再在GaAs基板的背面減薄之后，首先采用純水進行沖洗，并使用無塵布進行擦拭，然后在GaAs基板的背面表面噴灑GaAs去除溶液，避免對GaAs基板的正面外延層的影響，僅對GaAs基板背面的表層GaAs進行微腐蝕清洗，本發明采用化學清洗，因而可以有效去除GaAs基板背面的表層GaAs，從而使GaAs基板背面的GaAs表面的污染物連帶地徹底去除，避免了污染，避免了造成GaAs基板的背面金屬負電極層脫落異常，極大地提高了芯粒的電壓穩定性、芯片成品的質量良率和芯片長期使用的可靠性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細說明。

一種GaAs基LED芯片的制備方法，具體步驟如下：

（1）、在GaAs基板上制備發光二極管外延片：按常規方法在GaAs基板的正面依次制作緩沖層、n-AlGaInP限制層、MQW多量子阱有源層、p-AlGaInP限制層、p-GaP窗口層；

（2）、在外延片上制作ITO薄膜層：在p-GaP窗口層上制作ITO薄膜層，在ITO薄膜層上制作圖案化的金屬正電極層，作為正電極使用；