[发明专利]一种高亮度发光二极管的芯片及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高亮度发光二极管的芯片及其制造方法，属于半导体技术领域。所述制造方法包括：在GaAs衬底的第一表面上依次外延生长N型限制层、有源层、P型限制层、GaP窗口层；在GaP窗口层上设置至少两个P型电极；在GaAs衬底的第二表面上的所有区域设置N型电极，得到芯片半成品；在GaP窗口层上沿芯片半成品外延生长的方向切割芯片半成品，形成从GaP窗口层延伸至GaAs衬底的切割道，切割道将芯片半成品分成至少两个芯片，每个芯片包括一个P型电极；通过切割道湿法腐蚀GaAs衬底，第一表面与第一表面的相邻表面的夹角从直角变成钝角；沿切割道的延伸方向劈裂芯片半成品，得到芯片。本发明提高了外量子效率。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种高亮度发光二极管的芯片及其制造方法。

背景技术

半导体发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)具有体积小、耗电量低、使用寿命长、安全可靠性高、卫生环保等优点，广泛应用于指示灯、显示屏、照明等领域。

目前AlGaInP基LED芯片包括GaAs衬底、以及依次层叠在GaAs衬底上的N型限制层、有源层、P型限制层、GaP窗口层，P型电极设置在GaP窗口层上，N型电极设置在GaAs衬底上。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

虽然AlGaInP基LED芯片具有极高的内量子效率，但是AlGaInP的折射率(约为2.9)与空气的折射率相差很大，AlGaInP基LED和空气的交界面的全反射临界角约为20°，有源层产生的光仅有很小一部分(约3％)可以射出到空气中，加上GaAs衬底会吸收有源层发出的光，造成AlGaInP基LED芯片的外量子效率不佳。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种高亮度发光二极管的芯片及其制造方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种高亮度发光二极管的芯片的制造方法，所述制造方法包括：

在GaAs衬底的第一表面上依次外延生长N型限制层、有源层、P型限制层、GaP窗口层；

在所述GaP窗口层上设置至少两个P型电极；

在所述GaAs衬底的第二表面上的所有区域设置N型电极，得到芯片半成品，所述第二表面为与所述第一表面相反的表面；

在所述GaP窗口层上沿所述芯片半成品外延生长的方向切割所述芯片半成品，形成从所述GaP窗口层延伸至所述GaAs衬底的切割道，所述切割道将所述芯片半成品分成至少两个芯片，每个芯片包括一个所述P型电极；

通过所述切割道湿法腐蚀所述GaAs衬底，所述第一表面与所述第一表面的相邻表面的夹角从直角变成钝角；

沿所述切割道的延伸方向劈裂所述芯片半成品，得到至少两个相互独立的芯片。

在本发明一种可能的实现方式中，所述在所述GaP窗口层上设置至少两个P型电极，包括：

采用电子束蒸发技术在所述GaP窗口层上形成欧姆接触层；

采用化学气相沉积技术在所述欧姆接触层上形成临时保护层；

利用合金炉管对所述欧姆接触层进行高温处理，所述欧姆接触层在所述临时保护层的限制下渗入所述GaP窗口层形成欧姆接触；

去除所述临时保护层，并采用电子束蒸发技术在所述欧姆接触层上形成打线粘结层；

利用光刻技术和刻蚀技术去除部分的所述打线粘结层和所述欧姆接触层，所述GaP窗口层在欧姆接触的作用下变成粗化表面，留下的所述打线粘结层和所述欧姆接触层形成所述P型电极。