一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管制造技术

本发明专利技术公开一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管，在发光结构一侧设置欧姆接触层，在欧姆接触层上设置粗化层；在粗化层上形成沟槽，在沟槽中形成扩展电极，扩展电极与欧姆接触层接触形成欧姆接触；采用掩膜、光刻、蒸镀工艺在粗化层表面制作焊盘电极，焊盘电极与扩展电极连接导通。本发明专利技术可以提高扩展电极的可靠性，且获得更好电流扩展效果，提高红外发光二极管的发光效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管，在发光结构一侧设置欧姆接触层，在欧姆接触层上设置粗化层；在粗化层上形成沟槽，在沟槽中形成扩展电极，扩展电极与欧姆接触层接触形成欧姆接触；采用掩膜、光刻、蒸镀工艺在粗化层表面制作焊盘电极，焊盘电极与扩展电极连接导通。本专利技术可以提高扩展电极的可靠性，且获得更好电流扩展效果，提高红外发光二极管的发光效率。【专利说明】一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管
本专利技术涉及发光二极管
，尤其是指一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管。
技术介绍
红外发光二极管具有低功耗、尺寸小和可靠性高等优点，被广泛应用于通信、遥感装置等领域。现有技术中，采用金属有机化合物气相外延生长具有量子阱的外延结构取得较高的内量子效率；同时，采用金属反射镜及表面粗化等倒装芯片制作工艺，提升红外发光二极管的外量子效率。 所述倒装芯片制作工艺通常采用扩展电极提高电流扩展效果，以获得更高的发光效率。然而，现有技术绝大部分倒装芯片制作工艺均采用扩展电极直接形成于外延层上表面，该工艺在腐蚀去除外延层或表面粗化外延层时，容易侧蚀扩展电极下的外延层，导致扩展电极悬空而易脱落的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管，以解决传统制作工艺容易引起扩展电极下方的外延层的侧蚀，导致扩展电极悬空而易脱落的问题，且使得红外发光二极管获得更好电流扩展效果，提高发光效率及可靠性。 为达成上述目的，本专利技术的解决方案为:一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管，在发光结构一侧设置欧姆接触层，在欧姆接触层上设置粗化层；在粗化层上形成沟槽且裸露出欧姆接触层，扩展电极形成于沟槽中的欧姆接触层表面，扩展电极与欧姆接触层接触形成欧姆接触；采用掩膜、光刻、蒸镀工艺在粗化层表面制作焊盘电极，焊盘电极与扩展电极连接导通。 进一步，沟槽设置为“一”字型，设置为四个，在四个沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极，焊盘电极设置在粗化层表面中心区域，与四个沟槽形成扩展电极分别连接导通。 进一步，沟槽设置为“十”字型，设置为四个，在四个沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极，焊盘电极设置在粗化层表面中心区域，与四个沟槽形成扩展电极分别连接导通。 进一步，沟槽设置为“ Γ ”字型，设置为四个，在四个沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极，焊盘电极设置在粗化层表面中心区域，与四个沟槽形成扩展电极分别连接导通。 进一步，发光结构包括第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层及第二型电流扩展层；有源层一侧设置第一型限制层，第一型限制层上设置第一型电流扩展层，第一型电流扩展层上设置欧姆接触层，欧姆接触层上设置粗化层；有源层另一侧设置第二型限制层，第二型限制层上设置第二型电流扩展层。 进一步，第二型电流扩展层上设置金属反射层。 进一步，金属反射层键合在基板上，基板上设置背电极。 进一步，粗化层的厚度为1.5-2 μ m。 进一步，粗化层材料包括AlxGahAs、(AlyGa1^y) 0.5In0.5P, I 彡 x 彡 0，1 彡 y 彡 O。 进一步，欧姆接触层材料包括AlxGai_xAs、(AlyGa1^y) ο.5In0.5P, 0.1 ^ x ^ O, 0.05 彡 y 彡 O。 进一步，欧姆接触层的厚度为50_200nm。 一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管制作方法，包括以下步骤:一，在外延衬底上自下而上依次形成腐蚀截止层、粗化层、欧姆接触层、第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层、第二型电流扩展层；二，在第二型电流扩展层上蒸镀金属反射镜，形成金属反射层；三，将金属反射镜的表面键合在具有导电性的基板上；四，采用湿法腐蚀分别去除外延衬底、腐蚀截止层，露出粗化层；五，采用掩膜、光刻工艺在粗化层上形成扩展电极的图形，采用湿法腐蚀去除粗化层的扩展电极的图形区域，在粗化层表面形成扩展电极图形的沟槽，沟槽深度至露出欧姆接触层；六，在沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极；七，采用掩膜、光刻、蒸镀工艺在粗化层表面制作焊盘电极，且焊盘电极与扩展电极连接相通；八，在扩展电极和焊盘电极区域形成保护层，去除粗化区域的保护层；九，采用粗化液蚀刻粗化层的显露区域的表面，形成表面粗化形貌；十，在基板背面蒸镀背电极，去除焊盘电极、扩展电极的保护层，裂片后得到具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管。 进一步，金属材料填充满沟槽直至与粗化层表面持平或高于粗化层的上表面。 进一步，在粗化层表面中心区域制作焊盘电极。 进一步，沟槽设置为“一”字型，设置为四个，在四个沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极，焊盘电极设置在粗化层表面中心区域，与四个沟槽形成扩展电极分别连接导通。 进一步，沟槽设置为“十”字型，设置为四个，在四个沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极，焊盘电极设置在粗化层表面中心区域，与四个沟槽形成扩展电极分别连接导通。 进一步，沟槽设置为“ Γ ”字型，设置为四个，在四个沟槽内蒸镀金属材料形成扩展电极，焊盘电极设置在粗化层表面中心区域，与四个沟槽形成扩展电极分别连接导通。 进一步，粗化层的厚度为1.5-2 μ m。 进一步,粗化层材料包括AlxGapxAs、(AlyGa卜y)0.5In0.5P, I 彡 x 彡 O, I 彡 y 彡 O。 进一步，欧姆接触层材料包括AlxGa1^As' (AlyGa1^y)0.51%5ρ?.I ^ x ^ O, 0.05 彡 y 彡 O。 进一步，欧姆接触层的厚度为50_200nm。 进一步，腐蚀截止层的材料包括AlGaInP、GaAs或AlGaAs。 进一步，腐蚀截止层的厚度为50_100nm。 进一步，粗化层的材料为砷化物材料，则腐蚀截止层、欧姆接触层的材料为磷化物材料。 进一步，粗化层的材料为磷化物材料，则腐蚀截止层、欧姆接触层的材料为砷化物材料。 采用上述方案后，本专利技术在粗化层表面形成扩展电极的沟槽，通过在沟槽内填充金属形成扩展电极，且扩展电极形成于欧姆接触层，欧姆接触层采用不同于粗化层的材料体系，避免粗化溶液对欧姆接触层的侧蚀，扩展电极的深埋设计及不同材料层的外延结构设计相结合，彻底解决了腐蚀去除外延层或表面粗化层引起侧蚀扩展电极下的外延层，导致扩展电极产生锯齿状边缘或扩展电极脱落的技术问题。 通过将扩展电极制作在欧姆接触层之上以形成欧姆接触，焊盘电极制作在粗化层之上，形成非欧姆接触，焊盘电极与扩展电极连接导通，获得更好的电流扩展效果。 由于不存在扩展电极侧蚀问题，所以扩展电极周围无需电极保护区域，减少了挡光面积，进而增加了出光面积。本专利技术提高了红外发光二极管的发光效率和可靠性。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术第一实施例的外延结构示意图；图2为本专利技术第一实施例的沟槽结构示意图；图3为本专利技术第一实施例的扩展电极与焊盘电极结构示意图；图4为本专利技术第一实施例的芯片结构示意图；图5为本专利技术第二实施例的沟槽结构示意图；图6为本专利技术第二实施例的扩展电极与焊盘电极结构示意图；图7为本专利技术第二实施例的芯片结构示意图。 标号说明 外延衬底I腐蚀截止层2 粗化层3欧姆接触层4第一型电流扩展层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管，其特征在于：在发光结构一侧设置欧姆接触层，在欧姆接触层上设置粗化层；在粗化层上形成沟槽，在沟槽中裸露的欧姆接触层表面形成扩展电极，在粗化层表面形成焊盘电极，焊盘电极与扩展电极连接导通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林志伟，陈凯轩，张永，杨凯，蔡建九，白继锋，卓祥景，姜伟，刘碧霞，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35