專(zhuān)利名稱(chēng)：一種反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法，屬半導(dǎo)體光 電子加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高亮度AlGaInP四元LED具有壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于戶(hù) 內(nèi)外顯示屏、城市亮化、交通信號(hào)燈、汽車(chē)用燈、液晶顯示背光源等領(lǐng)域?，F(xiàn)有常規(guī)AlGaInP四元LED芯片采用GaAs基底，其芯片的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括 外延層5和GaAs基底3，外延層5的頂面設(shè)有金屬電極l，GaAs基底3的底面設(shè)有金屬電極 4，外延層5主要包括發(fā)光層2。這種LED結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，但是電流的擴(kuò)展能力不好，如 圖2所示，芯片邊緣電流少，造成亮度較低。常規(guī)的紅色LED芯片為了使電流能盡量擴(kuò)展到管芯邊緣區(qū)域，增加外延層厚度是 一個(gè)有效的辦法，但過(guò)厚的外延層將過(guò)多地增加材料的成本。最佳方案是生長(zhǎng)一定厚度 (8 ΙΟμπι)后，在P面上做上帶有電流擴(kuò)展臂的電極圖形，來(lái)實(shí)現(xiàn)電流擴(kuò)展。由于電極金 屬是非透明的，圖形大會(huì)增加擋光面積，影響出光量，從而影響亮度，圖形過(guò)小又影響封裝 工藝中P電極上引線(xiàn)的鍵合。目前粘合技術(shù)發(fā)展迅速，成為眾多人研究的對(duì)象，其中如何做好電流擴(kuò)展是技術(shù) 中的關(guān)鍵之一，也是影響LED光效和亮度的重要因素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有LED芯片制作工藝中電流擴(kuò)展能力不好的問(wèn)題，提供一種能夠得 到很好電流擴(kuò)展、提高LED發(fā)光效率的反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法。本發(fā)明的反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法，包括以下步驟(1)按常規(guī)方法在制備好的AlGaInP紅光LED外延片的P面蒸鍍金屬層，如AuZru AuBe 等。(2)在P面蒸鍍的金屬層上光刻出一個(gè)個(gè)直徑為20Um-30Um的圓形圖案，所有圖形 圖案占整個(gè)外延片P面面積的40-50%，將這些圓形圖案以外的金屬層去掉，形成一個(gè)個(gè)金 屬小圓柱；(3)使用高溫?cái)U(kuò)散爐，在氮?dú)饬髁?L/min的條件下，在450°C退火5分鐘，使P面 的外延層與金屬層形成歐姆接觸；(4)采用PECVD工藝在整個(gè)P面上淀積介質(zhì)膜，如SiO2、Si3N4等；(5)在介質(zhì)膜上用光刻的方法套刻圓形圖案，腐蝕掉每個(gè)圓形圖案上的介質(zhì)膜，形 成電流窗口；(6)在介質(zhì)膜和電流窗口上蒸發(fā)金屬，厚度2000人-3000人，如48^1、附^11等，形成 一個(gè)蓮蓬式的電流擴(kuò)展層；(7)采用常規(guī)晶片粘接工藝，將GaAs襯底置換為Si或SiC襯底；
(8)按常規(guī)工藝完成芯片的其它工藝步驟。本發(fā)明采用介質(zhì)膜做透光層，并以多孔結(jié)構(gòu)組成蓮蓬式的電流擴(kuò)展，電流從上到 下有一束突變?yōu)槎嗍?，既得到良好的電流擴(kuò)展功能，又不影響出光面積。經(jīng)實(shí)驗(yàn)用此方法制 作的反極性紅光LED，電流擴(kuò)展效果顯著，亮度大幅度增加，比普通DBR結(jié)構(gòu)LED亮度增加3 倍以上，且工藝簡(jiǎn)單，易操作，工藝穩(wěn)定性和成熟性高，適合批量生產(chǎn)。


圖1是常規(guī)四元LED結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是常規(guī)四元LED結(jié)構(gòu)的電流示意圖。圖3是采用本發(fā)明制作電流通道示意圖。圖4是采用本發(fā)明制作電流窗口示意圖。圖5是采用本發(fā)明制作反極性L(fǎng)ED結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是采用本發(fā)明制作反極性L(fǎng)ED結(jié)構(gòu)電流示意圖。其中1、金屬電極，2、發(fā)光層，3、GaAs襯底，4、金屬電極，5、外延層，6、Si或SiC襯 底，7、金屬小圓柱，8、介質(zhì)膜，9、金屬，10、電流窗口。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法，是在反極性紅光LED 芯片制作中設(shè)計(jì)了一種多孔蓮蓬式結(jié)構(gòu)，是以多孔蓮蓬式結(jié)構(gòu)電流擴(kuò)展，主要采用SiO2或 其他介質(zhì)膜做透光層；具體步驟如下(1)按常規(guī)方法在制備好的AlGaInP紅光LED外延片的P面蒸鍍金屬層，如AuZru AuBe 等。(2)在P面蒸鍍的金屬層上光刻出直徑20Um-30Um的一個(gè)個(gè)圓形圖案，各個(gè)圓形圖 案互不相連，所有圓形圖案的面積占整個(gè)外延片P面面積的40-50%，將這些圓形圖案以外 的金屬層去掉，形成一個(gè)個(gè)金屬小圓柱7，如圖3所示。(3)使用高溫?cái)U(kuò)散爐，在氮?dú)饬髁?L/min的條件下，在450°C退火5分鐘，使P面 的外延層與金屬層形成歐姆接觸；(4)采用PECVD工藝(等離子體化學(xué)氣相沉積法)在整個(gè)P面上淀積介質(zhì)膜8，如 SiO2, Si3N4 等；(5)在介質(zhì)膜上用光刻的方法套刻圓形圖案，腐蝕掉每個(gè)圓形圖案上的介質(zhì)膜，形 成如圖4所示的電流窗口 10 ；(6)在介質(zhì)膜8和電流窗口 10上蒸發(fā)金屬9，厚度2000A-3000A,如Ag、Al、Ni、Au 等，形成一個(gè)蓮蓬式的電流擴(kuò)展層，參見(jiàn)圖5 ；(7)采用常規(guī)晶片粘接工藝，將圖1所示的GaAs襯底3置換為圖5所示的Si或 SiC襯底6。(8)按常規(guī)工藝完成芯片的其它工藝步驟。最終得到如圖5所示的芯片結(jié)構(gòu)。當(dāng)電流從P面金屬電極4注入時(shí)，電流經(jīng)過(guò)多 個(gè)電流窗口 10注入外延層5，使電流能夠均勻的流經(jīng)芯片的每一個(gè)區(qū)域，電流窗口 10之間 的介質(zhì)膜使有效反射面積增大，電流的擴(kuò)展功能如圖6所示，電流從上到下有一束突變?yōu)槎嗍＝?jīng)試驗(yàn)用此方法制作反極性紅光LED電流擴(kuò)展，效果顯著，亮度大幅度增加，比普 通DBR結(jié)構(gòu)LED亮度增加3倍以上。且工藝簡(jiǎn)單，易操作，工藝穩(wěn)定性和成熟性高，適合批
量生產(chǎn)。參數(shù)對(duì)比結(jié)果如下普通DBR(布拉格)結(jié)構(gòu)的紅光LED，芯片大小為12mil，測(cè)試電流20mA，其亮度最 大值在150mcd以下。用本發(fā)明的方法制作的紅光LED芯片，芯片大小同樣為12mil，測(cè)試電 流20mA，最大亮度超過(guò)500mcd。
權(quán)利要求
一種反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法，其特征是，包括以下步驟(1)按常規(guī)方法在制備好的AlGaInP紅光LED外延片的P面蒸鍍金屬層；(2)在P面蒸鍍的金屬層上光刻出一個(gè)個(gè)直徑為20um 30um的圓形圖案，所有圖形圖案占整個(gè)外延片P面面積的40 50％，將這些圓形圖案以外的金屬層去掉，形成一個(gè)個(gè)金屬小圓柱；(3)使用高溫?cái)U(kuò)散爐，在氮?dú)饬髁?L/min的條件下，在450℃退火5分鐘，使P面的外延層與金屬層形成歐姆接觸；(4)采用PECVD工藝在整個(gè)P面上淀積介質(zhì)膜；(5)在介質(zhì)膜上用光刻的方法套刻圓形圖案，腐蝕掉每個(gè)圓形圖案上的介質(zhì)膜，形成電流窗口；(6)在介質(zhì)膜和電流窗口上蒸發(fā)金屬，厚度形成一個(gè)蓮蓬式的電流擴(kuò)展層；(7)采用常規(guī)晶片粘接工藝，將GaAs襯底置換為Si或SiC襯底；(8)按常規(guī)工藝完成芯片的其它工藝步驟。FSA00000177674400011.tif
全文摘要
本發(fā)明提供了一種反極性AlGaInP紅光LED芯片電流擴(kuò)展的制作方法，包括以下步驟在A(yíng)lGaInP紅光LED外延片的P面蒸鍍的金屬層上光刻出圓形圖案，將這些圓形圖案以外的金屬層去掉，形成一個(gè)個(gè)金屬小圓柱；使P面的外延層與金屬層形成歐姆接觸；在整個(gè)P面上淀積介質(zhì)膜；在介質(zhì)膜上用光刻的方法套刻圓形圖案，腐蝕掉每個(gè)圓形圖案上的介質(zhì)膜，形成電流窗口；在介質(zhì)膜和電流窗口上蒸發(fā)金屬，形成一個(gè)蓮蓬式的電流擴(kuò)展層；采用常規(guī)晶片粘接工藝，將GaAs襯底置換為Si或SiC襯底。本發(fā)明以多孔結(jié)構(gòu)組成蓮蓬式的電流擴(kuò)展，使電流得到了很好的擴(kuò)展，大大提高了LED的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/44GK101908594SQ20101020609
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者任忠祥, 夏偉, 張新, 張秋霞, 徐現(xiàn)剛, 蘇建, 陳康 申請(qǐng)人:山東華光光電子有限公司