[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 |
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| 地址: | 261061 *** | 國省代碼: | 山東;37 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 algainp led 芯片 制備 方法 | ||
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
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