[發明專利]一種反極性AlGaInP薄膜LED芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202010017131.6
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111129250A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 吳小明;陳芳;陶喜霞;王光緒;李樹強;江風益
• 申請（專利權）人: 南昌大學;南昌硅基半導體科技有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/30;H01L33/22;H01L33/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

本發明公開了一種反極性AlGaInP薄膜LED芯片結構及制備方法，所述芯片從下至上依次包括：基板、鍵合金屬層、P面反射電極、P型歐姆接觸層、P型電流擴展層、發光層、N型電流擴展層、N型歐姆接觸層、N面電極，所述N型電流擴展層為Al組份x滿足0.1≤x≤0.5的(Al_xGa_1?x)_0.5In_0.5P材料。所述N面電極包含焊盤和N面擴展電極線，N面擴展電極線間距為120μm?200μm。由于低Al組份的（Al_xGa_1?x）_0.5In_0.5P材料電子遷移率高，因而可以提高芯片的電流擴展能力；N面擴展電極線間距寬，數量少，可以最大程度縮減不透明的N面擴展電極線的擋光面積，進而提高LED芯片的出光效率。因此，本發明提供的AlGaInP薄膜LED芯片可以同時提高LED芯片的光提取效率與電流擴展均勻性。

技術領域

本發明涉及發光二極管領域，尤其是涉及一種反極性AlGaInP薄膜LED芯片及其制備方法。

背景技術

為提高AlGaInP LED芯片的光電轉換效率，需兼顧LED芯片的光提取效率和電流擴展的均勻性。

業界為了提高LED芯片的光提取效率，將向下發射的光和從上表面反射回半導體內部的光盡可能多地提取出來，通常需要將LED薄膜的原生吸光的GaAs襯底剝離，并將LED薄膜轉移到新的支撐基板上制成N面出光的垂直結構AlGaInP薄膜LED芯片。

業界通常通過增加AlGaInP薄膜LED芯片的N面電極線條數量來提高LED芯片的電流擴展能力，LED芯片的間距通常小于90μm，如圖1所示。但是，如果N面擴展電極線的數量多，則N面擴展電極線所占的發光面積比例大，由于芯片的出光面是N面，而不透明的N面電極具有遮光作用，致使這部分光無法從LED芯片發出，最終降低LED芯片的光提取效率。

制備高效AlGaInP薄膜LED芯片需要同時保證LED芯片的高光提取效率和均勻的電流擴展，這兩者都與N面擴展電極線的分布有關。如果N面擴展電極線的數量多，就可以保證LED芯片電流擴展的均勻，但是N面擴展電極線是不透明的，對光有遮擋作用，因此會降低芯片的光提取效率；如果減少N面擴展電極線的數量，雖可以減少N面擴展電極線的擋光面積，但會影響LED芯片的電流擴展均勻性。

發明內容

針對目前AlGaInP 薄膜LED芯片無法兼顧光提取效率與電流擴展能力的問題，本發明的第一個目的在于提提供一種反極性AlGaInP 薄膜LED芯片結構， 由于N型電流擴展層（Al_xGa_1-x）_0.5In_0.5P的Al組分x低，電子遷移率高，可以最大程度縮減不透明的N面擴展電極線對光的遮擋作用和擋光面積，提高出光效率。

本發明的第二個目的在于提供一種反極性AlGaInP薄膜LED芯片的制備方法。

本發明的第一個目的是這樣實現的：

一種反極性AlGaInP薄膜LED芯片，從下至上依次包括：基板、鍵合金屬層、P面電極、P型歐姆接觸層、P型電流擴展層、發光層、N型電流擴展層、N型歐姆接觸層、N面電極，特征是：所述N型電流擴展層為Al組份x滿足0.1≤x≤0.5的(Al_xGa_1-x)_0.5In_0.5P材料。

所述N面電極包括焊盤和N面擴展電極線，N面擴展電極線按間距型平行線、方環型或圓環型排列中的一種。

所述N面擴展電極線間距為W，120μm≤W≤200μm。

所述N面電極為AuGeNi，其中：Ni的重量比為0-10%，Ge的重量比為1‰-10%，AuGeNi的總厚度為1μm-5μm。