[發明專利]一種紅黃GaAs系LED芯片及制備方法

在審

• 申請號: 202210110612.0
• 申請日: 2022-01-29
• 公開（公告）號: CN114551658A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 竇志珍;蘭曉雯;楊琦;賈釗;胡加輝;金從龍;顧偉
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;C30B23/02;C30B29/40;H01L33/30
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 36150
• 代理人: 劉紅偉

本發明提供一種紅黃GaAs系LED芯片及制備方法，該紅黃GaAs系LED芯片包括依次層疊設置的GaAs襯底、外延層、高摻GaP層以及反射層，所述高摻GaP層包括依次設置的第一碳摻GaP層、第二碳摻GaP層、第三碳摻GaP層以及第四碳摻GaP層，所述第一碳摻GaP層設置在靠近所述外延層的一側，所述第一碳摻GaP層與所述第二碳摻GaP層、所述第二碳摻GaP層與所述第三碳摻GaP層之間均設有多個過渡GaP層，所述反射層包括介質層和金屬鏡面層，所述介質層設于靠近所述高摻GaP層的一側。本發明解決了現有技術中的LED芯片發光效率低的問題。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種紅黃GaAs系LED芯片及制備方法。

背景技術

LED鏡面制備為紅黃GaAs的LED正裝反極性垂直結構產品中極為重要的一部工序，其主要目的是通過制備出的鏡面達到提升芯片亮度的目的。

在紅黃GaAs系LED芯片MQW(量子阱)出光時，主要應用為正向光。由于GaAs材料有著較高的吸光特性，下方出光會被GaAs吸收，無法反射回正面，因此無鏡面層GaAs系芯片出光主要為正向出光。為提高出光效率，減少光吸收，紅黃GaAs產品產生了特有的正裝反極性產品，其主要特點便是在外延下方鍵合一組鏡面，使MQW(量子阱)出光時下方光可以由鏡面反射回正向，從而達到提高亮度的效果。

現有技術中，紅黃GaAs系LED通用的鏡面結構主要為Au或Ag作為鏡面金屬，SiO₂作為介質層搭配外延進行亮度反射，具體的，LED芯片外延通過退火工藝使外延和鏡面金屬達到熔合效果，從而形成歐姆接觸，然而，在退火后鏡面金屬易與外延層進行熔合交換，從而導致LED芯片出光效率降低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種紅黃GaAs系LED芯片及制備方法，旨在解決現有技術中的LED芯片發光效率低的問題。

本發明實施例是這樣實現的，一種紅黃GaAs系LED芯片，包括依次層疊設置的GaAs襯底、外延層、高摻GaP層以及反射層，所述高摻GaP層包括依次設置的第一碳摻GaP層、第二碳摻GaP層、第三碳摻GaP層以及第四碳摻GaP層，所述第一碳摻GaP層設置在靠近所述外延層的一側，所述第一碳摻GaP層與所述第二碳摻GaP層、所述第二碳摻GaP層與所述第三碳摻GaP層之間均設有多個過渡GaP層，所述反射層包括介質層和金屬鏡面層，所述介質層設于靠近所述高摻GaP層的一側。

進一步的，上述紅黃GaAs系LED芯片，其中，所述第一碳摻GaP層的碳摻雜濃度為3e16cm^-3，所述第二碳摻GaP層的摻雜濃度為3e17cm^-3、所述第三碳摻GaP層的摻雜濃度為5e18cm^-3，所述第四碳摻GaP層的摻雜濃度為5e20cm^-3。

進一步的，上述紅黃GaAs系LED芯片，其中，所述第一碳摻GaP層的生長厚度為5000A，所述第二碳摻GaP層的生長厚度為3000A，所述第三碳摻GaP層的生長厚度為3000A，所述第四碳摻GaP層的生長厚度為100A-300A。

進一步的，上述紅黃GaAs系LED芯片，其中，所述多個過渡GaP層的碳摻雜濃度由所述高摻GaP層碳摻雜濃度低的一側向所述高摻GaP層碳摻雜濃度高的一側逐漸增加。

進一步的，上述紅黃GaAs系LED芯片，其中，所述多個過渡GaP層以3e1cm^-3一臺階由所述高摻GaP層碳摻雜濃度低的一側向所述高摻GaP層碳摻雜濃度高的一側逐漸過渡。

進一步的，上述紅黃GaAs系LED芯片，其中，多個所述過渡GaP層的生長厚度共1000A。

進一步的，上述紅黃GaAs系LED芯片，其中，所述高摻GaP層上生長有第一SiO₂層，在所述第一SiO2層上蝕刻出有CB孔，后生長第二SiO₂層以形成所述介質層。