[发明专利]GaP表面粗化的AlGaInP基LED及其制造方法

说明书

GaP表面粗化的AlGaInP基LED及其制造方法，属于半导体技术领域，在GaAs衬底上生长形成外延片，在p型GaP窗口层表面制备欧姆接触点；将外延片浸入粗化液中，使裸露的p型GaP窗口层表面粗化；在p型GaP窗口层表面形成电流扩展层；再形成主电极图形窗口、完成主电极的制作、在衬底背面蒸镀背电极。本发明在GaP表面制备欧姆接触点；无掩膜条件下，直接将外延片浸入粗化液中，使裸露的p型GaP窗口层表面粗化，达到了湿法腐蚀粗化p型GaP窗口层表面的效果；沉积ITO膜作为电流扩展层。本发明工艺简单，可提高电光转换效率，LED材料本身吸收的光减少，可延长LED的寿命。

技术领域

本发明属于半导体技术领域，具体涉及AlGaInP基LED的结构及其制造方法。

背景技术

与GaAs衬底晶格匹配的AlGaInP基材料是一种直接带隙半导体，通过调整Al和Ga的比例，禁带宽度可在1.9eV～2.3eV之间变化，AlGaInP基LED的波长范围可以覆盖550nm～650nm。因此，AlGaInP基材料已广泛应用于红光、橙光、黄绿光LED的制造。由于AlGaInP基材料的折射率n高达3.0～3.5，远高于环氧树脂、硅胶(n≈1.5)等LED常规封装材料。根据光的全反射定律可知，光从光密媒质进入光疏媒质会在界面处产生全反射现象，而且界面两侧的折射率差异越大，全反射临界角越小。这使得AlGaInP基LED的出光效率很低。事实上，该问题也存在于GaAs LED和GaN LED中。

对此，I. Schnitzer等提出了表面粗化提高GaAs LED的外量子效率的方法[Appl.Phys. Lett., Vol.63, No.16, 2174-2176, (1993)]。S. Fan等提出采用二维光子晶体将有源区发出的光耦合输出，从而提高出光效率[Phys. Rev. Lett., Vol.78, No.17,3294-3297, (1997)]。M. R. Krames等将AlGaInP LED芯片切割成截角倒金字塔形(truncated-inverted-pyramid)，从而改变射向侧壁的光线与侧壁法向之间的夹角，减少界面全反射，提高出光效率[Appl. Phys. Lett., Vol.75, No.16, 2365-2367,(1999)]。C. S. Chang等采用光刻制备掩膜图形，再采用ICP干法刻蚀在GaN LED侧壁形成半圆形周期性图案，提高出光效率[IEEE Photonic. Technol. Lett., Vol.16, No.3, 750-752,(2004)]。

在上述方法中，通过表面粗化来提高LED出光效率的方法已被业界广泛采用，成为LED行业的一种惯用技术。郝霄鹏等人提出了采用ITO颗粒掩膜，干法蚀刻粗化GaP的方法[中国发明专利，授权公告号CN101656284]。廖伟等人提出了采用干法蚀刻和湿法腐蚀相结合使LED芯片表面的GaP粗化的方法[中国发明专利，申请号201410239956.7]。杨海方等人提出了采用干法蚀刻在GaP表面形成类球形结构或锥状结构的方法[中国发明专利，申请号201310061485.0和201310093588.5]。然而，上述专利技术方案只涉及GaP表面粗化，并未涉及GaP表面覆盖ITO电流扩展层。肖志国等人提出了光刻和湿法腐蚀相结合在GaP表面形成周期性纹理并进行表面粗化的方法，并提出在GaP表面覆盖ITO作为电流扩展层的方案[中国发明专利，申请号201110363791.0]。然而，该专利并未涉及表面粗化的GaP与ITO如何形成欧姆接触的问题。由于GaP表面粗化后，其表面高掺层被破坏，ITO与表面粗化的GaP层难以形成欧姆接触，从而导致LED芯片正向电压异常高。

发明内容

针对上述提到的表面粗化的GaP与ITO难以形成欧姆接触的问题，本发明提出一种GaP表面粗化的AlGaInP基LED。