[发明专利]一种表面粗化的LED芯片及其制作方法

说明书

本发明公开了一种表面粗化的LED芯片及其制作方法，通过对窗口层上的电流扩展材料层进行粗化处理得到电流扩展层，使电流扩展层背离衬底一侧对应电极区以外的表面为粗化表面，进而减少了电流扩展层界面的全反射情况，提高了LED芯片的外量子效率，保证了LED芯片的发光效率高。在此基础上，无需对窗口层背离衬底一侧表面进行粗化处理，而避免了窗口层表面重掺杂层受到破坏，保证了窗口层和电流扩展层之间欧姆接触良好，提高了LED芯片的性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，更为具体的说，涉及一种表面粗化的LED(LightEmitting Diode，发光二极管)芯片及其制作方法。

背景技术

现有的一种LED芯片包括：从下往上依次设置的背电极、GaAs衬底、DBR(Distributed Bragg Reflector，分布式布拉格反射器)反射层、n型限制层、MQW(Mult IQuantum Well，多量子阱)有源层、p型限制层、p型GaP窗口层和主电极。由于p型GaP窗口层的折射率为3.3，与空气的折射率相差较大，因此，光从p型GaP窗口层表面出射到空气中时，会在界面处发生强烈的全反射。由于反射回LED芯片内部的光会被GaAs衬底吸收，因此，会导致LED芯片的发光效率大幅下降。

虽然可以通过在p型GaP窗口层表面沉积ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)透明导电层作为P面电流扩展层，同时也作为折射率过渡层，来减小全反射现象，但是，由于ITO的折射率为1.9，与空气的折射率仍有一定的差异，因此，仍有很大一部分光被反射回GaAs衬底而被吸收。

此外，虽然还可以通过对p型GaP窗口层的表面进行粗化处理，来破坏p型GaP窗口层的表面平整度，减少界面全反射，但是，无论采用干法刻蚀还是采用湿法刻蚀对p型GaP窗口层的表面进行粗化处理，都无法避免会使p型GaP窗口层的表面过粗化，即粗化过深、过大。一旦p型GaP窗口层表面过粗化，就会导致p型GaP窗口层的表面重掺杂层受到严重破坏，进而导致ITO透明导电层和p型GaP窗口层的接触电阻过大，使得LED芯片的性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种表面粗化的LED芯片及其制作方法，解决了现有技术存在的问题，提高了LED芯片的性能。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种表面粗化的LED芯片的制作方法，包括：

提供一外延结构，所述外延结构包括依次叠加的衬底、DBR反射层、第一限制层、MQW量子阱有源层、第二限制层和窗口层，其中，所述第一限制层和所述第二限制层的掺杂类型不同；

在所述窗口层背离所述衬底一侧蒸镀电流扩展材料层，所述电流扩展材料层背离所述衬底一侧的表面划分有电极区；

通过热处理方式使所述电流扩展材料层形成扩展子层和背离所述扩展子层一侧的多个颗粒；

采用刻蚀工艺对所述电流扩展材料层背离所述衬底一侧对应所述电极区以外的表面进行刻蚀，得到具有粗化表面的电流扩展层；

在所述衬底背离所述DBR反射层一侧蒸镀第一电极，及在所述电流扩展材料层对应所述电极区处蒸镀第二电极。

可选的，采用刻蚀工艺对所述电流扩展材料层背离所述衬底一侧对应所述电极区以外的表面进行刻蚀，包括：

采用湿法刻蚀工艺对所述电流扩展材料层背离所述衬底一侧对应所述电极区以外的表面进行刻蚀。

可选的，所述湿法刻蚀工艺包括：

采用酸性或碱性的刻蚀溶液，对所述电流扩展材料层背离所述衬底一侧对应所述电极区以外的表面进行刻蚀。

可选的，所述刻蚀溶液为草酸或盐酸溶液，其中，所述盐酸溶液中HCl:H2O的体积比为1:1～1:30，包括端点值；