[發(fā)明專利]一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結(jié)構(gòu)及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911208664.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113497164B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐曉強(qiáng);程昌輝;張兆喜;閆寶華;徐現(xiàn)剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/00
• 分類號(hào): H01L33/00;H01L33/46;H01L33/14
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 趙龍群

本文提供了一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結(jié)構(gòu)及其制作方法，包括由下至上依次設(shè)置的N面電極、硅襯底、TiAu過(guò)渡金屬層、Sn鍵合粘附層、Ag鏡反射層、ITO過(guò)渡層、電流阻擋層、ITO小圓點(diǎn)歐姆接觸層、P型GaAs層、P型AlGaInP層、MQW量子阱層、N型AlGaInP層、N型GaAs層、重?fù)紾aAs；重?fù)紾aAs上設(shè)置有擴(kuò)展電極；N型GaAs層上還設(shè)置有主電極。通過(guò)該方法可以制作出高亮度、高光電轉(zhuǎn)換效率的管芯；使用ITO小圓點(diǎn)工藝來(lái)完成表面歐姆接觸點(diǎn)的制作，本發(fā)明設(shè)計(jì)的工藝方法簡(jiǎn)單易操作，不需要引入特殊設(shè)備，利用較低的成本，解決了提高亮度的問(wèn)題，該工藝方法適用于所有GaAs基紅光LED芯片的制作工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結(jié)構(gòu)及其制作方法，屬于半LED芯片領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高亮度大功率型GaAs基AlGaInP紅光LED芯片是近年來(lái)廣泛發(fā)展的一種常見(jiàn)可見(jiàn)光LED,AlGaInP四元紅光LED具有電流承受能力強(qiáng)、發(fā)光效率高以及耐高溫等諸多優(yōu)點(diǎn)，在照明、顯示、指示燈中的應(yīng)用具有不可替代的地位，并且被廣泛的應(yīng)用于照明的各個(gè)領(lǐng)域。AlGaInP四元紅光LED傳統(tǒng)工藝，外延結(jié)構(gòu)包括臨時(shí)襯底層、緩沖層、阻擋層、N型砷化鎵歐姆接觸層、量子阱層、P型AlGaInP限制層、P型GaAs層，通常使用Si片作為置換和永久性襯底使用，P型電極生長(zhǎng)在裸露的AlGaInP層上，N型電極生長(zhǎng)在減薄后的永久性襯底的背面。為了獲得高亮度的管芯，通常使用反射鏡來(lái)增加亮度和提高光電轉(zhuǎn)換效率，傳統(tǒng)工藝中因?yàn)榻鹁哂蟹€(wěn)定性好、較高反射率的特性，通常使用金鏡來(lái)作為反射鏡使用，但是純金本身材料價(jià)格高昂，使反射鏡的制作成本較高，且反射率相對(duì)于金屬銀來(lái)說(shuō)，相對(duì)低一些。眾所周知，金屬銀是可見(jiàn)光波段反射率最高的金屬，但是其物理化學(xué)性質(zhì)非常活潑，使用高溫合金時(shí)(300℃以上)通常會(huì)發(fā)生擴(kuò)散、團(tuán)簇、氧化等現(xiàn)象，使用Ag金屬制作反射鏡如果這些問(wèn)題得不到解決，這會(huì)導(dǎo)致銀鏡反射率的大幅度退化，并造成膜層破壞，這就是使得整體亮度受限，光電轉(zhuǎn)換效率較低。

中國(guó)專利文件CN101714600A(200910230193.9)提出了一種倒裝鋁鎵銦磷基發(fā)光二極管及其制作方法，包括如下步驟：在永久襯底依次外延生成粘結(jié)層、反射鏡、P型導(dǎo)電窗口層、P型鋁鎵銦磷基限制層，材料為鋁鎵銦磷的有源層、N型鋁鎵銦磷基限制層，材料為砷化鎵的N型接觸外延層；材料為鋁鎵銦磷的粗化外延層形成于N型接觸外延層的部分區(qū)域，N擴(kuò)展電極形成于N型接觸外延層的部分區(qū)域上，N焊盤形成于粗化外延層上并與N型擴(kuò)展電極形成電學(xué)接觸，P電極形成在永久襯底的背面。其中上述結(jié)構(gòu)引入可粗化外延層，濕法刻蝕可粗化外延層并利用N型接觸外延層作為化學(xué)蝕刻停止層，避免縱向過(guò)蝕刻對(duì)發(fā)光層的損傷；N型歐姆接觸的形成是在化學(xué)蝕刻粗化工藝之后以避免被蝕刻而出現(xiàn)剝落問(wèn)題。該發(fā)明使用傳統(tǒng)工藝的金屬制作歐姆接觸層，高反射率金屬制作反射鏡，易粘附金屬充當(dāng)鍵合粘附層，但是未公開(kāi)其具體制作方法。

中國(guó)專利文件CN104241511A(201410497803.2)提出了一種高亮度倒裝紫外LED芯片制備方法，能夠提高紫外LED芯片的外量子效率，提高芯片亮度，降低芯片接觸電壓。Ni/Ag/Al組合高紫外反射率反射鏡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的厚Ag反射鏡，對(duì)紫外光的反射率較高，遠(yuǎn)大于Ag鏡在深紫外區(qū)域的反射效果，使用超薄的Ni/Ag退火后可以形成與P型氮化鎵接觸的歐姆接觸，降低倒裝芯片的接觸電壓，同時(shí)減少了傳統(tǒng)的厚Ag反射鏡對(duì)紫外光的吸收，即提高了芯片的亮度。

但上述文件中的芯片亮度較低，本文通過(guò)研究發(fā)明了一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過(guò)該方法可以制作出較高亮度的管芯。

發(fā)明內(nèi)容

根究上述所述，本文提供了一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結(jié)構(gòu)及其制作方法，通過(guò)該方法可以制作出高亮度、高光電轉(zhuǎn)換效率的管芯。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種反極性GaAs基AlGaInP紅光LED芯片管芯結(jié)的制作方法，包括以下步驟：