[發明專利]一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結構及其制作方法

有效

• 申請號: 201911208664.6
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN113497164B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 徐曉強;程昌輝;張兆喜;閆寶華;徐現剛
• 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;H01L33/46;H01L33/14
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

1.一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結的制作方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)GaAs基外延晶片整個結構，從下到上依次為：GaAs襯底、GaInP阻擋層、重摻GaAs層、N型GaAs層、N型AlGaInP層、MQW量子阱層、P型AlGaInP層、P型GaAs層；GaAs基外延晶片作為臨時襯底；

歐姆接觸點制作：在GaAs基外延晶片表面生長ITO小圓點歐姆接觸層，并且使用光刻膠制作掩模圖形保護，腐蝕出ITO小圓點歐姆接觸層，作為歐姆接觸點，腐蝕后進行去膠，該晶片背面的GaAs襯底作為整體的臨時襯底；

(2)電流阻擋層制作：在步驟1完成的晶片表面生長一層二氧化硅作為電流阻擋層，使用光刻膠制作掩模圖形，將步驟1中ITO小圓點歐姆接觸層的二氧化硅腐蝕掉，然后去膠；

(3)過渡層制作：在步驟2完成的晶片表面生長一層ITO過渡層；

(4)反射鏡制作：在步驟3完成的晶片表面生長Ag鏡反射層；

(5)金屬合金：將步驟4完成的晶片放入高溫設備內進行高溫合金；高溫且在有氧環境下，使ITO過渡層充分氧化，進一步降低ITO過渡層的電阻和增加透光性，合金使金屬內部顆粒則有排列，加強歐姆接觸；

(6)永久襯底蒸鍍：使用硅片作為硅襯底，在硅襯底表面蒸鍍TiAu作為TiAu過渡金屬層，接著蒸鍍Sn作為Sn鍵合粘附層；

(7)鍵合：將步驟5完成的晶片和步驟6完成的永久襯底進行高溫鍵合；

(8)臨時襯底去除：將步驟1鍵合完成的晶片使用腐蝕液腐蝕掉作為臨時襯底的GaAs襯底、GaInP阻擋層、露出表面的重摻GaAs層；

(9)擴展電極制作：在步驟8完成的晶片表面制作擴展電極，電極結構采用Ni/Au電極，使用光刻膠制作掩模圖形，將擴展電極需要的圖形腐蝕出來，并使用腐蝕液將表面重摻GaAs層、N型GaAs層腐蝕掉，并去膠；

(10)粗化層制作：使用光刻膠再次制作掩膜圖形，將擴展電極和主電極區域保護起來，且保護圖案尺寸略大于電極尺寸，可以有效防止側蝕，對非保護區域使用粗化液對N型AlGaInP層進行粗化，粗化完成后去膠；

(11)主電極制作：使用光刻膠制作掩模圖形，使用蒸鍍或者濺射的方式制作主電極，并使用剝離方法將電極圖形制作出來；

(12)管芯制作：將步驟11完成后的晶片背面進行減薄，并在減薄面制作N面電極，將晶片裂成單個管芯進行使用。

2.根據權利要求1所述的極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結的制作方法，其特征在于：步驟1中，ITO小圓點歐姆接觸層厚度為600-1800埃，使用濺射或者電子束蒸發臺進行蒸鍍，蒸鍍或者濺射使用常溫制作。

3.根據權利要求1所述的極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結的制作方法，其特征在于：步驟2中，電流阻擋層使用PECVD設備進行制作，厚度為2000-5000埃，生長溫度為300-350℃。

4.根據權利要求1所述的極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結的制作方法，其特征在于：步驟3中，ITO過渡層的厚度為30-50埃，使用濺射臺或者電子束蒸發臺進行制作，常溫；

步驟4中，Ag鏡反射層結構為AgTiAu結構，Ag金屬厚度為1000-1500埃，Ti金屬厚度為300-1000埃，Au金屬厚度為3000-6000埃，Ag反射鏡進行常溫蒸鍍；

步驟3中的ITO過渡層和步驟4中的Ag鏡反射層為使用同一臺設備同一爐次制作完成，整個制作過程保持腔體作為高真空狀態。

5.根據權利要求1所述的極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結的制作方法，其特征在于：步驟5中，高溫合金溫度為300-400℃，時間為5-15min，合金過程通入氧氣，氧氣流量為3-9升/分鐘。

6.根據權利要求1所述的極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結的制作方法，其特征在于：步驟6中，TiAu和Sn使用電子束蒸發臺進行蒸鍍，TiAu蒸鍍溫度為150-250℃以利于金屬膜層粘附；TiAu厚度為3000-8000埃，Sn使用常溫蒸鍍，厚度為1.5-3微米，利于鍵合粘附。