[发明专利]一种正极性高亮度AlGaInP发光二极管及其制造方法

权利要求书

1.一种正极性高亮度AlGaInP发光二极管的制备方法，所述正极性高亮度AlGaInP发光二极管，包括永久基板，在永久基板的一侧设置N电极，在永久基板的另一侧依次设置金属键合层、n-GaAs 欧姆接触层、n-AlGaInP 限制层、MQW 有源层、p-AlGaInP 限制层和p-GaP电流扩展层，在p-GaP 电流扩展层上分别设置P电极和透明导电层，其特征在于：所述p-GaP电流扩展层朝向透明导电层的表面具有纳米柱阵列的粗化层；所述n-GaAs欧姆接触层呈直径为 5～20μm、间距为5～20 μm的圆柱形阵列；其特征在于制备方法包括以下步骤：

1）在外延层基板上采用金属有机化学气相沉积法依次外延生长n-GaAs 缓冲层、GaInP阻挡层、n-GaAs 欧姆接触层、n-AlGaInP 限制层、MQW 有源层、p-AlGaInP 限制层和p-GaP电流扩展层，再以PECVD法于p-GaP 电流扩展层表面沉积SiO₂层，于SiO₂层表面用电子束蒸镀沉积铝层；

2）在暂时硅基板的表面以沉积铝层；

3）将沉积有铝层的暂时硅基板与外延层基板上的铝层相对，经压合，形成半制品；

4）去除半制品的外延层基板、n-GaAs 缓冲层、GaInP阻挡层，直至露出n-GaAs 欧姆接触层；

5）在n-GaAs 欧姆接触层上制作直径为 5～20μm、间距为5～20μm的圆点阵列式AuGe/Au金属掩膜层；

6）将半制品快速退火，使AuGe/Au金属掩膜层和n-GaAs 欧姆接触层形成欧姆接触；

7）将半制品浸泡于由氨水与双氧组成的混合溶液中，蚀刻去除无AuGe/Au金属掩膜层处的n-GaAs 欧姆接触层，以在n-AlGaInP 限制层上形成呈圆柱阵列的n-GaAs 欧姆接触层，各圆柱的直径为5～20 μm ，柱间距为5～20 μm；

8）将半制品清洗后，在n-GaAs 欧姆接触层表面蒸镀Au键合层，并使部分Au分布在所述圆柱阵列的柱间间隙中；

9）在永久基板的一侧蒸镀Au键合金层；

10）通过Au键合金层将永久基板和半制品形成键合，取得键合的芯片；

11）将键合的芯片以HF和H₂O混合溶液浸泡，去除暂时硅基板及两侧的铝层和SiO₂层；

12）在P-GaP电流扩展层表面蚀刻出P电极区域预留孔，并在P电极区域预表面形成保护层；然后在P-GaP电流扩展层表面旋涂由聚苯乙烯次微米球、水和酒精组成的混合液，以使聚苯乙烯次微米球在P-GaP电流扩展层表面形成单层均匀密布的聚苯乙烯次微米球层；再经感应式耦合离子体蚀刻，在P-GaP电流扩展层表面蚀刻形成纳米柱阵列的粗化层；

13）去除P电极区域预表面的保护层；

14）清洗去除P-GaP电流扩展层表面的聚苯乙烯次微米球；

15）在具有纳米柱阵列图案的粗化层的P-GaP电流扩展层表面蒸镀沉积氧化铟锡透明导电层；

16）在P电极区域预留孔上制作形成P电极；

17）在永久硅板表面制作形成N电极；

18）将半制品经退火，得正极性高亮度AlGaInP发光二极管。

2.根据权利要求1所述正极性高亮度AlGaInP发光二极管的制备方法，其特征在于所述步骤1）中外延生长的n-GaAs 欧姆接触层的厚度为30～60nm，其中硅掺杂浓度优选1×10¹⁹cm^-3 以上；P-GaP 电流扩展层厚度为2～5μm，其中镁掺杂浓度为8×10¹⁷cm^-3～1×10¹⁹cm^-3。

3.根据权利要求1所述正极性高亮度AlGaInP发光二极管的制备方法，其特征在于步骤3）中，压合时，先经温度为100℃、压力为1000kg的第一段作用5min，再经温度为150℃温度、压力为2000kg的第二段作用5min。

4.根据权利要求1所述正极性高亮度AlGaInP发光二极管的制备方法，其特征在于步骤11）中，所述HF和H₂O的混合体积比为1∶10。