[发明专利]一种正极性高亮度AlGaInP发光二极管及其制造方法

说明书

一种正极性高亮度AlGaInP发光二极管及其制造方法，属于LED生产应用技术领域，在永久基板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，p‑GaP电流扩展层朝向透明导电层的表面均布半球形粗化层。本发明发光层与P电极形成良好的导电层，形成一种渐变式折射率材料的组合层，可以进一步地增加元件出光效率，提高LED的光效。

技术领域

本发明属于LED生产应用技术领域，特别涉及AlGaInP发光二极管的制造工艺。

背景技术

提升发光二极管的出光效率的技术，大致可分为两类：

一类以改变外延生长结构来改善发光效率，例如：使用布拉格反射镜（Distributed Bragg Reflector，DBR）生长于AlGaInP LEDs器件结构中以增加光的反射率，其中布拉格反射镜是以两种材料重复堆栈而成，一是具λ/4 厚的高折射率材料，另一为λ/4 厚的低折射率材料，为提高其反射率，须将两类材料之间的折射率差（Δn）最大化，将发光层产生的光子反射至上层，此方式将大幅的减少向下的光子被砷化镓基板吸收。

另一类以改变芯片制作工艺来改善取光效率，例如：利用氧化铟锡（ITO）透明导电膜作为电流扩散层，氧化铟锡（ITO）透明导电膜在红光、黄光波段光的穿透率达到 90% 以上。使用晶圆接合技术（wafer bonding technology）为金属共晶键合法（eutecticbonding），这方式是先将两种具有共晶相的金属分别镀在两个不同的芯片上，将两个芯片金属镀面接触，此方式材料就能在较相对低温下键合，例如 In-Ag、Sn-Au、In-Au、Au-Au，并搭配接合层形成镜面反射镜。表面粗化技术，可以分成湿式蚀刻与干式蚀刻粗化表面，光子经过粗糙处理的表面，可改变其光行走路径而增加光逃出的机率。

目前的 AlGaInP LEDs 晶圆经过一次贴合至硅基板上，使得n面向上p面向下的反极性倒装结构，使得作为窗口层的p-GaP 掩埋于镜面层与基板中，无法发挥其在LED器件中增加出光的效用。

发明内容

本发明的目的是提供一种可解决砷化镓基板散热不良与及n-GaAs欧姆接触层的吸光问题的正极性高亮度AlGaInP发光二极管。

本发明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，其特点是：所述p-GaP 电流扩展层朝向透明导电层的表面均布半球形粗化层。

本发明的p-GaP 电流扩展层朝向透明导电层的表面均布半球形粗化层，并在p-GaP 电流扩展层上形成氧化铟锡透明导电膜层，发光层与P电极形成良好的导电层，形成一种渐变式折射率材料的组合层，可以进一步地增加元件出光效率，提高LED的光效。

此外，为了减少光被n-GaAs 欧姆接触层吸收，本发明所述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。该阵列保证了n-GaAs欧姆接触层与器件的电学导通，且减少器件中n-GaAs欧姆接触层的吸光效率，可获得散热性能好、亮度高的AlGaInP发光二极管。

本发明另一目的是提出以上产品的制造方法。

本发明制造方法包括以下步骤：

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；