[發明專利]一種AlGaInP四元LED芯片制備方法

在審

• 申請號: 201811375752.0
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN111200042A
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 彭璐;吳向龍;徐曉強;林偉;鄭軍
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種AlGaInP四元LED芯片制備方法，通過臨時鍵合材料層鍵合臨時鍵合襯底，并在歐姆接觸層下端面鍵合制成鍵合層，利用電子束蒸發工藝在鍵合層下方制成永久襯底層，通過二次鍵合技術，實現P電極在上，從P面出光，這種方法既置換了襯底，實現發光效率的提升，同時獲得了P面出光的傳統電極結構，方便后續的電路管理。同時透明導電膜采用ITO或Zno或SiO2或TCF材料，其折射率有利于降低光線在硅膠、環氧等封裝材料中的臨界角，配合N型緩沖層粗化后制備的反射鏡，比普通倒裝芯片功率提高約20%?30%。

技術領域

本發明涉及LED技術領域，具體涉及一種AlGaInP四元LED芯片制備方法。

背景技術

LED作為21世紀的照明新光源，同樣亮度下，半導體燈耗電僅為普通白熾燈的l/10，而壽命卻可以延長100倍。LED器件是冷光源，光效高，工作電壓低，耗電量小，體積小，可平面封裝，易于開發輕薄型產品，結構堅固且壽命很長，光源本身不含汞、鉛等有害物質，無紅外和紫外污染，不會在生產和使用中產生對外界的污染。因此，半導體燈具有節能、環保、壽命長等特點，如同晶體管替代電子管一樣，半導體燈替代傳統的白熾燈和熒光燈，也將是大勢所趨。無論從節約電能、降低溫室氣體排放的角度，還是從減少環境污染的角度，LED作為新型照明光源都具有替代傳統照明光源的極大潛力。

AlGaInP材料體系最初是被用來制造可見光的激光二極管，首先由日本研究人員在二十世紀八十年代中期提出。那個時期的LED及LD器件，通常使用與GaAs襯底匹配的Ga0.5In0.5P作為有源發光區，發光波長為650 nm，在四元激光筆與DVD、播放機中得到廣泛應用。后來，研究人員發現在GaInP中引入Al組分可以進一步縮短發光波長，但是，如果Al含量過高將會導致器件的發光效率急劇下降，因為當GaInP中的Al含量超過0.53時，AlGaInP將變為間接帶隙半導體，所以AlGaInP材料一般只用來制備發光波長570 nm以上的LED器件。1997年，世界上第一支多量子阱(MQW)復合布拉格反射鏡(DBR) 結構的AlGaInP基LED誕生，基于此種結構設計的LED器件至今仍占據了LED低端市場的很大份額。

鋁鎵銦磷(AlGaInP)系 材料發展迅速被用來制作高功率高亮度紅光及黃光LED。雖然現在AlGaInP 系材料制造的紅光LED已經商業化生產，以四元合金材料作為多量子阱有 源區的LED具有極高的內量子效率。然而，由于受材料本身和襯底的局限，傳統AlGaInP-LED的外量子效率極低。造成傳統AlGaInP-LED出光效率不佳 的重要原因，襯底GaAs是吸光材料，導致有源層(MQW)往襯底方向輻射之出光量皆被GaAs襯底大量吸收，即使目前業界開發出具金屬全方位反射(ODR)搭配襯底轉移技術取代傳統GaAs襯底，輻射光量反射至有源層后仍然 會造成固定比例的損失。

中國專利文獻CN104518056A公開了一種反極性AlGaInP紅光LED芯片的制備方法，包括如下步驟：（1）將GaAs襯底發光二極管的晶片與硅片鍵合在一起；（2）腐蝕GaAs襯底，將晶片沿垂直方向轉動180度，繼續腐蝕；（3）待GaAs襯底腐蝕完成后，刮除晶片邊緣殘留的金屬膜層；（4）沖洗干凈晶片表面；使用硫酸溶液對晶片表面的阻擋層進行腐蝕；（5）在晶片的對版標記處貼上面積比套刻對版標記大的耐高溫膠帶條；（6）然后進行N型金屬電極的蒸鍍，使用窗口腐蝕液腐蝕窗口；腐蝕完成后得到清晰的套刻對版標記圖形。該專利中是先確認相關尺寸后再進行作業，因反極性AlGaInP四元LED芯片制造流程較長，導致工藝不穩定的可能性更大，且最終產出的芯片為N面出光。

中國專利文獻CN104157757A公開了一種方案：一種透明襯底的四元發光二極管，包括AlGaInP-LED外延片，將所述AlGaInP-LED外延片 的GaP層的表面進行粗化并將其作為鍵合面，在鍵合面上鍍薄膜，然后將薄膜與透明襯底進行鍵合，最后去除GaAs襯底。所述薄膜為氧化硅層、氮化硅層、三氧化二鋁層、氯化鎂層中 的一種或兩種以上組合，所述透明襯底為藍寶石、氮化鋁或玻璃。

發明內容