一种自带反射碗杯的红外LED芯片制造技术

本申请提供了一种自带反射碗杯的红外LED芯片，该自带反射碗杯的红外LED芯片通过在衬底中第二区域的侧壁和背面依次形成ODR介质层和ODR金属反射层，进而构成反射碗杯，使射向衬底的光线可以被反射，并从LED芯片的上表面或侧壁取出。并且，ODR介质层和ODR金属反射层形成的结构在三维结构中实际为倒置四棱台型，类似于反射碗杯的功能，进而提高LED光取出率，降低能量损失。

An Infrared LED Chip with Reflective Bowl Cup

【技术实现步骤摘要】
一种自带反射碗杯的红外LED芯片
本技术涉及半导体发光二极管
，更具体地说，涉及一种自带反射碗杯的红外LED芯片。
技术介绍
GaAs是一种禁带宽度为1.42eV的直接带隙半导体，作为衬底材料被广泛应用于AlGaAs基红外LED外延片的生长。根据其禁带宽度可知，波长大于870nm的红外光可以穿透GaAs衬底。但是，目前的GaAs衬底上的红外LED芯片LED光取出没有最大化，仍存在较多能量损失。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述问题，本技术提供一种自带反射碗杯的红外LED芯片，技术方案如下：一种自带反射碗杯的红外LED芯片，所述红外LED芯片包括：衬底，所述衬底划分为相对的第一区域和第二区域，所述第一区域的表面为所述衬底的正面，所述第二区域的侧壁为斜侧壁，且所述衬底从正面到背面的方向上逐渐变窄，且所述斜侧壁的高度小于所述衬底的高度；设置在所述第一区域表面的外延层，所述外延层包括在所述第一方向上依次设置的N型限制层、MQW有源层、P型限制层和P型窗口层，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层；设置在所述P型窗口层背离所述P型限制层一侧的P电极；覆盖所述第二区域的斜侧壁和背面的ODR介质层，位于所述第二区域背面的所述ODR介质层上设置有多个贯穿所述ODR介质层的通孔；覆盖所述ODR介质层的ODR金属反射层，且填充所述通孔，其中，所述ODR金属反射层和所述ODR介质层构成反射碗杯，且所述ODR金属反射层为N电极；其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述第一区域的侧壁均为粗化面。优选的，所述斜侧壁的高度占所述衬底高度的5％-95％，包括端点值。优选的，所述通孔的排布方式为整面阵列排布方式或边缘排布方式。优选的，所述斜侧壁的倾斜角为5°-85°，包括端点值。优选的，所述ODR介质层的材料为MgF2或SiO2。优选的，所述P型窗口层的厚度为1μm-10μm，包括端点值。优选的，所述P型窗口层包括高掺杂区域和低掺杂区域；所述低掺杂区域相邻所述P型限制层，所述高掺杂区域背离所述P型限制层。优选的，所述高掺杂区域的掺杂浓度为1E19/cm3-9.9E19/cm3。优选的，所述低掺杂区域的掺杂浓度为1E18/cm3-9.9E18/cm3。优选的，所述红外LED芯片中L1＝L0-2H*cotθ；其中，L1表示所述红外LED芯片的底部宽度；L0表示所述红外LED芯片的顶部宽度；H表示所述斜侧壁的高度；θ表示所述斜侧壁的倾斜角。相较于现有技术，本技术实现的有益效果为：该自带反射碗杯的红外LED芯片通过在衬底中第二区域的侧壁和背面依次形成ODR介质层和ODR金属反射层，进而构成反射碗杯，使射向衬底的光线可以被反射，并从LED芯片的上表面或侧壁取出。并且，ODR介质层和ODR金属反射层形成的结构在三维结构中实际为倒置四棱台型，类似于反射碗杯的功能，进而提高LED光取出率，降低能量损失。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种自带反射碗杯的红外LED芯片的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种衬底的结构示意图；图3为本技术实施例提供的一种通孔的排布示意图；图4为本技术实施例提供的另一种通孔的排布示意图；图5为本技术实施例提供的一种自带反射碗杯的红外LED芯片的简易示意图；图6为本技术实施例提供的一种自带反射碗杯的红外LED芯片的制作方法的流程示意图；图7-图12为图6所示的制作方法相对应的工艺结构示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本技术实施例提供的一种自带反射碗杯的红外LED芯片的结构示意图，所述红外LED芯片包括：衬底11，所述衬底11划分为相对的第一区域和第二区域，所述第一区域的表面为所述衬底11的正面，所述第二区域的侧壁为斜侧壁，且所述衬底从正面到背面的方向上逐渐变窄(例如，类似图1中的倒梯形结构)，且所述斜侧壁的高度小于所述衬底11的高度；设置在所述第一区域表面的外延层，所述外延层包括在所述第一方向上依次设置的N型限制层14、MQW有源层15、P型限制层16和P型窗口层17，所述第一方向垂直于所述衬底11，且由所述衬底11指向所述外延层；设置在所述P型窗口层17背离所述P型限制层16一侧的P电极18；覆盖所述第二区域的斜侧壁和背面的ODR介质层19，位于所述第二区域背面的所述ODR介质层19上设置有多个贯穿所述ODR介质层19的通孔20；覆盖所述ODR介质层19的ODR金属反射层21，且填充所述通孔20，其中，所述ODR金属反射层21和所述ODR介质层19构成反射碗杯，且所述ODR金属反射层21为N电极；其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述第一区域的侧壁均为粗化面22。进一步的，所述红外LED芯片还包括：N型缓冲层12和N型电流扩展层13，二者设置在所述衬底11和所述N型限制层14之间，所述N型缓冲层12相邻所述衬底11，所述N型电流扩展层相邻所述N型限制层。进一步的，所述通孔20作为N电极和衬底11之间进行欧姆接触的导电通道。通过上述描述可知，该自带反射碗杯的红外LED芯片通过在衬底中第二区域的侧壁和背面依次形成ODR介质层和ODR金属反射层，进而构成反射碗杯，使射向衬底的光线可以被反射，并从LED芯片的上表面或侧壁取出。并且，ODR介质层和ODR金属反射层形成的结构在三维结构中实际为倒置四棱台型，类似于反射碗杯的功能，进而提高LED光取出率，降低能量损失。需要说明的是，所述通孔的形状可以为圆形通孔，也可以是多边形通孔，在本技术实施例中并不作限定。进一步的，参考图2，图2为本技术实施例提供的一种衬底的结构示意图，所述斜侧壁的高度H占所述衬底高度的5％-95％，包括端点值。在该实施例中，例如，所述斜侧壁的高度H占所述衬底高度的10％或25％或60％，在本技术实施例中并不作限定，可根据实际情况而定。进一步的，如图2所示，所述斜侧壁的倾斜角θ为5°-85°，包括端点值。在该实施例中，例如，所述斜侧壁的倾斜角θ为10°或26°或70°，在本技术实施例中并不作限定，可根据实际情况而定。进一步的，参考图3，图3为本技术实施例提供的一种通孔的排布示意图，其中，所述通孔20的排布方式为整面阵列排布方式。在该实施例中，通过将所述通孔20进行整面阵列排布，可以使电流从底部均匀的注入，进而提高LED芯片的工作效率。其中，L0表示LED芯片的顶部宽度，L1表示LED芯片的底部宽度，L2表示在如图3所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自带反射碗杯的红外LED芯片，其特征在于，所述红外LED芯片包括：衬底，所述衬底划分为相对的第一区域和第二区域，所述第一区域的表面为所述衬底的正面，所述第二区域的侧壁为斜侧壁，且所述衬底从正面到背面的方向上逐渐变窄，且所述斜侧壁的高度小于所述衬底的高度；设置在所述第一区域表面的外延层，所述外延层包括在第一方向上依次设置的N型限制层、MQW有源层、P型限制层和P型窗口层，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层；设置在所述P型窗口层背离所述P型限制层一侧的P电极；覆盖所述第二区域的斜侧壁和背面的ODR介质层，位于所述第二区域背面的所述ODR介质层上设置有多个贯穿所述ODR介质层的通孔；覆盖所述ODR介质层的ODR金属反射层，且填充所述通孔，其中，所述ODR金属反射层和所述ODR介质层构成反射碗杯，且所述ODR金属反射层为N电极；其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述第一区域的侧壁均为粗化面。

【技术特征摘要】
1.一种自带反射碗杯的红外LED芯片，其特征在于，所述红外LED芯片包括：衬底，所述衬底划分为相对的第一区域和第二区域，所述第一区域的表面为所述衬底的正面，所述第二区域的侧壁为斜侧壁，且所述衬底从正面到背面的方向上逐渐变窄，且所述斜侧壁的高度小于所述衬底的高度；设置在所述第一区域表面的外延层，所述外延层包括在第一方向上依次设置的N型限制层、MQW有源层、P型限制层和P型窗口层，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层；设置在所述P型窗口层背离所述P型限制层一侧的P电极；覆盖所述第二区域的斜侧壁和背面的ODR介质层，位于所述第二区域背面的所述ODR介质层上设置有多个贯穿所述ODR介质层的通孔；覆盖所述ODR介质层的ODR金属反射层，且填充所述通孔，其中，所述ODR金属反射层和所述ODR介质层构成反射碗杯，且所述ODR金属反射层为N电极；其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述第一区域的侧壁均为粗化面。2.根据权利要求1所述的红外LED芯片，其特征在于，所述斜侧壁的高度占所述衬底高度的5％-95％，包括端点值。3.根据权利要求1所述的红外LED芯片，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洲，王洪占，彭钰仁，张国庆，陈凯轩，蔡端俊，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32