[發(fā)明專(zhuān)利]一種倒裝紅光LED芯片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010950781.6
• 申請(qǐng)日: 2020-09-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112038457B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金釗;徐洲;馬英杰;蔡和勛;吳奇隆
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 揚(yáng)州乾照光電有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/10
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/10;H01L33/22;H01L33/30;H01L33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種倒裝紅光LED芯片及其制作方法，通過(guò)在所述p?GaP窗口層表面沉積第一ITO層，使所述第一ITO層搭配所述p?GaP窗口層，可減薄所述p?GaP窗口層的厚度，從而在解決因p?GaP窗口層太厚導(dǎo)致的吸光問(wèn)題的同時(shí)，還保證了其電流在LED芯片的P面擴(kuò)展的均勻性；同時(shí)，通過(guò)所述發(fā)光臺(tái)面的水平裸露面沉積形成第二ITO層，可減薄所述n?AlGaInP擴(kuò)展層的厚度，從而在解決因n?AlGaInP擴(kuò)展層太厚導(dǎo)致的吸光問(wèn)題的同時(shí)，還保證了其電流在LED芯片的N面擴(kuò)展的均勻性，進(jìn)而提高LED芯片的出光率。其次，本發(fā)明采用蒸鍍與沉積相結(jié)合的方法制作復(fù)合鍵合層，既能獲得高的制作效率又具有良好的鍵合率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種倒裝紅光LED芯片及其制作方法。

背景技術(shù)

發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱(chēng)LED)是一種能將電能直接轉(zhuǎn)換為光能的半導(dǎo)體器件，屬于固態(tài)冷光源。LED固有物理特性使其能夠在低電壓/電流下工作，具有發(fā)光效率高、體積小、壽命長(zhǎng)節(jié)能等特點(diǎn)。其本身不含汞、鉛等有害物質(zhì)，不會(huì)在生產(chǎn)使用中對(duì)外界產(chǎn)生污染。因此，LED現(xiàn)已成為交通顯示、醫(yī)療照明、投影、軍事通信等領(lǐng)域的核心發(fā)光器件。隨著微投影、微顯示等概念的提出，科研人員的關(guān)注點(diǎn)逐漸由大尺寸器件向微小型器件轉(zhuǎn)移。近年來(lái)，微型LED在汽車(chē)，可穿戴設(shè)備，軍事應(yīng)用，生物傳感器，光學(xué)生物芯片，微型集成全色系列顯示器(集成紅、綠、藍(lán)色三種顏色波段)領(lǐng)域極具潛在應(yīng)用價(jià)值。

紅光LED芯片一般由AlGaInP四元材料制備而成，為滿足外延層生長(zhǎng)晶格的匹配，通常選用GaAs作為外延襯底材料。但是GaAs能隙比較小，對(duì)于AlGaInP發(fā)出光具有吸收作用，因此限制了紅色LED的光提取率。GaAs襯底吸收的光能最終轉(zhuǎn)換成熱能，使器件阱層內(nèi)部非輻射復(fù)合中心數(shù)量增加，導(dǎo)致芯片輻射復(fù)合產(chǎn)生的光子數(shù)量比例下降，器件的電光轉(zhuǎn)換效率降低。

目前常見(jiàn)的倒裝結(jié)構(gòu)的LED芯片為水平同側(cè)電極結(jié)構(gòu)，是將紅光LED外延層通過(guò)鍵合的方發(fā)轉(zhuǎn)移至透明的藍(lán)寶石襯底上，制作的倒裝LED芯片，不但可以提高電光轉(zhuǎn)換效率，還能與藍(lán)綠倒裝芯片形成良好的匹配，使微型全色LED陣列的制作工藝得以簡(jiǎn)化，從而降低器件的制作成本。

作為最新一代的技術(shù)，紅黃光AlGaInP基的Flip-Chip技術(shù)目前處于剛開(kāi)發(fā)應(yīng)用階段，技術(shù)開(kāi)發(fā)及產(chǎn)品良率、市場(chǎng)應(yīng)用等需要等待進(jìn)一步的發(fā)展成熟。其中，倒裝LED芯片N、P電極在同一平面，電流橫向擴(kuò)展較差產(chǎn)生電流擁擠效應(yīng)，既制約發(fā)光面積的利用率又導(dǎo)致局部溫度升高，直接加快了LED芯片老化速度；為改善電流擴(kuò)展通常采用較厚的GaP，然而過(guò)厚的GaP層會(huì)吸光，致使出光效率低，還會(huì)增加生產(chǎn)成本；另一方面出光角度的大小將直接決定芯片的多項(xiàng)光學(xué)性能，比如RGB品質(zhì)、光學(xué)效率以及高亮度飽和等特性。出光性差的話，在實(shí)際使用中很容易出現(xiàn)光不均勻以及顯示效果差的情況，為了能夠獲得具備大角度的出光能力、混光度均勻性的倒裝LED芯片，因此有必要對(duì)倒裝紅光LED芯片進(jìn)行研究改進(jìn)。

有鑒于此，本發(fā)明人專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一種倒裝紅光LED芯片及其制作方法，本案由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種倒裝紅光LED芯片及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中倒裝紅光LED芯片的電流擴(kuò)展效果差及因p-GaP窗口層太厚導(dǎo)致的吸光問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種倒裝紅光LED芯片的制作方法，所述制作方法包括如下步驟：

S01、在臨時(shí)襯底上生長(zhǎng)外延疊層，所述外延疊層至少包括沿生長(zhǎng)方向依次堆疊的n-AlGaInP擴(kuò)展層、n-AlInP限制層、有源層、p-AlInP限制層、p-GaP窗口層；

S02、在所述p-GaP窗口層表面沉積第一ITO層，用于解決因所述p-GaP窗口層太厚所導(dǎo)致的吸光；

S03、在所述第一ITO層上蒸鍍形成第一SiO2鍵合層；