一种大功率红外发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开一种大功率红外发光二极管，包括外延发光结构、基板及高热导介质层；外延发光结构一侧设置高热导介质层，高热导介质层上设置基板，高热导介质层位于外延发光结构与基板之间将高热导介质层产生的热量导向基板。本实用新型专利技术使得红外发光二极管散热效果较好，提高发光效率，且结构较为稳定而不容易被剥离。

【技术实现步骤摘要】
一种大功率红外发光二极管
本技术涉及发光二极管
，尤其是指一种大功率红外发光二极管。
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特性，被广泛应用于通信、测控及遥感装置等
。现有技术中，红外发光二极管主要采用液相外延法生长异质结为活性层，所述方法生长的红外二极管内量子效率较低，使得其难以在功率上突破。 采用金属有机化合物气相外延生长具有多量子阱的外延结构，可以取得较高的内量子效率。但由于衬底吸收及界面出光率低，使得近红外发光二极管的外量子效率较低。 采用倒装制作工艺的反极性芯片能有效地提高红外发光二极管的外量子效率。但是随着红外发光二极管功率的不断增大，解决散热问题变得日益突出。 采用反极性芯片结构的条件下，为了防止金属扩散等因素，通常在金属反射镜与外延层之间蒸镀氧化物充当金属阻挡层，氧化物材料热导率较差，使得芯片散热性能较差，随着芯片功率的提高导致散热问题越来越突出；而且，由于蒸镀氧化物工艺，存在氧化物与金属反射镜及外延层剥离脱落等缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种大功率红外发光二极管，使得红外发光二极管在较大功率下还能获得较好的散热效果，提高发光二极管的热稳定性，且采用此芯片结构粘附性较好而不容易出现外延结构剥离 为达成上述目的，本技术的解决方案为: —种大功率红外发光二极管，包括外延发光结构、基板及高热导介质层；外延发光结构一侧设置高热导介质层，高热导介质层上设置基板，高热导介质层位于外延发光结构与基板之间将外延发光结构产生的热量导向基板。 进一步，高热导介质层为纯净的金刚石薄膜。 进一步,高热导介质层的厚度为50nm-600nm。 进一步，高热导介质层与外延发光结构之间设置外延保护层。 进一步，外延保护层由第一外延保护层及第二外延保护层组成，与外延发光结构接触的为第一外延保护层，与高热导介质层接触的为第二外延保护层。 进一步,夕卜延保护层的材料包括GaAs、AlGaAs、GaInAs、AlGaInAs、Al InP、AlGaInP、GalnP、GaP0 进一步，第一外延保护层无导电型掺杂；第二外延保护层采用高浓度的硅掺杂。 进一步，第一外延保护层厚度为100nm-500nm ;第二外延保护层厚度为10nm_50nmo 进一步，基板与高热导介质层之间设置金属反射镜，金属反射镜与外延发光结构通过导电通道导通且形成欧姆接触，高热导介质层与外延发光结构及金属反射镜形成全方位反射器。 进一步，金属反射镜与高热导介质层之间设置过渡层。 进一步，过渡层为碳化钛；过渡层的厚度为小于等于30nm。 进一步，外延发光结构包括有源层、第一型导电层及第二型导电层；有源层一侧设置第一型导电层，第一型导电层上设置第一电极，另一侧设置第二型导电层，第二型导电层上设置外延保护层。 进一步，第二型导电层与外延保护层接触端的外延层材料为砷化物三五族化合物，则外延保护层的材料为磷化物三五族化合物；第二型导电层与外延保护层接触端的外延层材料为磷化物三五族化合物，则外延保护层的材料为砷化物三五族化合物。 一种大功率红外发光二极管制作方法，包括以下步骤: —,提供外延发光结构,在外延发光结构上生长外延保护层； 二，采用微波化学气相沉积法，在低温的条件下，在外延保护层表面沉积金刚石薄膜，形成高热导介质层； 三，采用化学气相沉积法，在低温的条件下，在金刚石薄膜表面沉积碳化钛，形成过渡层； 四，在过渡层表面形成金属反射镜，金属反射镜通过导电通道与外延发光结构连接导通且形成欧姆接触； 五，在金属反射镜表面键合具有导电功能的基板； 六，在外延发光结构上形成第一电极，在基板上形成第二电极。 进一步，提供外延发光结构包括:在衬底上形成外延发光结构，该外延发光结构由衬底表面由下向上依次为腐蚀阻挡层、第一型导电层、有源层、第二型导电层。 进一步，在金属反射镜表面键合具有导电功能的基板后，剥尚衬底。 进一步，制作第一电极和第二电极保护膜，采用干法腐蚀或湿法腐蚀的方法粗化第一型导电层的表面；去除保护膜，切割分裂芯片。 进一步，生长外延保护层包括:在第二型导电层上外延第一外延保护层；在第一外延保护层之上继续外延生长第二外延保护层；在第二外延保护层表面沉积金刚石薄膜，形成高热导介质层。 进一步，制作金属反射镜通过导电通道与外延发光结构连接导通且形成欧姆接触，具体包括:在过渡层表面光刻形成若干圆形形状；采用ICP干法蚀刻技术，在过渡层上表面的圆形形状蚀刻出导电通孔，蚀刻的深度至第一外延保护层与第二外延保护层的接触面；采用湿法腐蚀技术将导电通孔由第一外延保护层与第二外延保护层的接触面腐蚀至第二型导电层的上表面；在过渡层表面形成金属反射镜及导电通道。 进一步,高热导介质层的厚度为50nm_600nm。 进一步，第一外延保护层厚度为100nm-500nm ;第二外延保护层厚度为10nm_50nmo 进一步，过渡层的厚度为小于等于30nm。 进一步，第二型导电层与外延保护层接触端的外延层材料为砷化物三五族化合物，则外延保护层的材料为磷化物三五族化合物；第二型导电层与外延保护层接触端的外延层材料为磷化物三五族化合物，则外延保护层的材料为砷化物三五族化合物。采用不同材料体系的外延层，对于后期发光二极管制作采用湿法腐蚀能有效降低制作成本。 进一步，第一外延保护层无导电型掺杂；第二外延保护层采用高浓度的硅掺杂。 采用上述方案后，本技术于外延发光结构与基板之间设置高热导介质层，将高热导介质层产生的热量导向基板，解决现有技术大功率红外发光二极管采用氧化物当介质层，由于氧化物热导率低而带来的散热瓶颈问题。 采用金刚石薄膜充当高热导介质层，金刚石薄膜的热导率在自然界中最高，较好地把外延发光结构发出来的热量传导到基板。金刚石薄膜采用无任何导电型掺杂，可较好地防止金属向外延层扩散。 采用金刚石薄膜充当高热导介质层，由于金刚石薄膜与外延发光结构的折射率差较大，能有效地与外延发光结构、金属反射镜组成全方位反射器(0DR)，提高了发光二极管的外量子发光效率，获得高可靠性的大功率发光二极管器件。 高热导介质层的厚度为50nm-600nm，该厚度范围可有效地与外延发光结构、金属反射镜形成全方位反射器(ODR)。 同时，金属反射镜与高热导介质层之间设置过渡层，过渡层使得高热导介质层与金属反射镜、外延层之间形成较好连接，解决了发光二极管制作过程容易出现外延层脱落的问题。 第一外延保护层厚度为100nm-500nm;该厚度范围能起到在沉积金刚石膜时，有效地阻止碳元素向外延层的有源区扩散。第二外延保护层采用高浓度的硅掺杂，采用表层掺杂高浓度的硅杂质薄层，有利于在外延层表面的金刚石成核及沉积金刚石薄膜。 过渡层采用碳化钛，利用钛元素特殊的物理、化学性质，相比其它金属元素更容易与碳元素形成化学键，形成较好的金属与非金属连接。过渡层的厚度为小于等于30nm，该厚度范围作为金属非金属材料的过渡层较合适。且由于碳化钛是由钛元素扩散至金刚石表面，与金刚石中的碳元素形成一层很薄的碳化钛过渡层，所以过渡层未影响金属反射层与金刚石形成全方位反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率红外发光二极管，其特征在于：包括外延发光结构、基板及高热导介质层；外延发光结构一侧设置高热导介质层，高热导介质层上设置基板，高热导介质层位于外延发光结构与基板之间将外延发光结构产生的热量导向基板。

【技术特征摘要】
1.一种大功率红外发光二极管，其特征在于:包括外延发光结构、基板及高热导介质层；外延发光结构一侧设置高热导介质层，高热导介质层上设置基板，高热导介质层位于外延发光结构与基板之间将外延发光结构产生的热量导向基板。2.如权利要求1所述的一种大功率红外发光二极管，其特征在于:高热导介质层为纯净的金刚石薄膜。3.如权利要求1所述的一种大功率红外发光二极管，其特征在于:高热导介质层的厚度为 50nm-600nm。4.如权利要求1所述的一种大功率红外发光二极管，其特征在于:高热导介质层与外延发光结构之间设置外延保护层。5.如权利要求1所述的一种大功率红外发光二极管，其特征在于:外延保护层由第一外延保护层及第二外延保护层组成，与外延发光结构接触的为第一外延保护层，与高热导介质层接触的为第二外延...

【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：新型
国别省市：福建;35