[发明专利]一种窗口层表面粗化的发光二极管及其制作方法

说明书

本发明公开了一种窗口层表面粗化的发光二极管及其制作方法，通过在窗口层的表面形成多个颗粒状的凸起作为掩膜，以对窗口层的表面进行腐蚀时只能对凸起未覆盖的区域进行腐蚀，而无需对窗口层的整个表面进行腐蚀，保证窗口层的表层重掺杂结构受到破坏程度较小的基础上，得到表面粗化的窗口层，保证发光二极管的可靠性高。同时，在掩膜层变换为多个颗粒状的凸起的过程中，反应腔的温度呈升温控制，以在较低温度时给掩膜层提供一预热温度，而后在升温为高温时掩膜层能够快速的变换为多个凸起，提高制程效率。

技术领域

本发明涉及半导体发光二极管技术领域，更为具体的说，涉及一种窗口层表面粗化的发光二极管及其制作方法。

背景技术

AlGaInP四元系正极性LED(Light Emitting Diode，发光二极管)芯片是在GaAs衬底上外延，其外延片的结构主要包括有依次叠加的AlGaAs布拉格反射镜(DistributedBragg Reflector，DBR)，n-AlGaInP限制层、MQW(multiple quantum well，多量子阱)有源层、p-AlGaInP限制层和p-GaP窗口层。GaP窗口层的折射率为3.3-3.5，由于其与空气较大的折射率差，导致光从GaP窗口层的表面出射到空气中时在界面处发生强烈的全反射，反射回外延片内部的光被GaAs衬底吸收，使得LED芯片的发光效率大幅降低。

目前，业内普遍采用做法是在p-GaP窗口层的表面沉积一层氧化铟锡透明导电层(ITO)作为P面的电流扩展层，同时也作为折射率过渡层而改善p-GaP窗口层表面的全反射现象，但是ITO电流扩展层的折射率为1.9，仍有很大一部分光被反射而被GaAs衬底吸收；

此外，虽然还可以通过对p-GaP窗口层的表面进行粗化处理，来破坏p-GaP窗口层的表面平整度，改善其界面的全反射现象，但是，对p-GaP窗口层的表面进行粗化处理时，无论采用干法刻蚀还是采用湿法刻蚀，都是对p-GaP窗口层的整个表面进行刻蚀，无法避免会使p-GaP窗口层的表面过粗化，即粗化过深、过大。一旦p-GaP窗口层表面过粗化，就会导致p-GaP窗口层的表层重掺杂结构受到严重破坏，进而导致ITO电流扩展层和p-GaP窗口层的接触电阻增加，LED芯片电压也随之增高，使得LED芯片的可靠性变差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种窗口层表面粗化的发光二极管及其制作方法，以解决现有技术中发光二极管的窗口层表面过粗化的问题，保证发光二极管的可靠性高。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种窗口层表面粗化的发光二极管的制作方法，所述制作方法包括：

在一衬底的一侧表面依次叠加形成布拉格反射镜层、第一掺杂类型限制层、MQW有源层、第二掺杂类型限制层和窗口层；

在所述窗口层背离所述衬底一侧形成掩膜层；

对反应腔内的温度进行升温控制，以使所述掩膜层变换为多个颗粒状的凸起，并对所述窗口层未被所述凸起覆盖区域进行腐蚀，且去除所述凸起得到表面粗化的所述窗口层；

在所述窗口层背离所述衬底一侧形成第一电极，且在所述衬底背离所述窗口层一侧形成第二电极。

可选的，对反应腔内的温度进行升温控制，以使所述掩膜层变换为多个颗粒状的凸起，并对所述窗口层未被所述凸起覆盖区域进行腐蚀，且去除所述凸起得到表面粗化的所述窗口层，包括：

对反应腔内的温度进行升温控制的同时，在所述反应腔内通入腐蚀气体，其中，在所述掩膜层变换为多个颗粒状的凸起的过程中，所述腐蚀气体同时对所述掩膜层进行腐蚀减薄，且在所述凸起形成完毕后对所述窗口层未被所述凸起覆盖区域进行腐蚀，同时继续腐蚀所述凸起，以去除所述凸起得到表面粗化的所述窗口层。