一种六面粗化的红外LED芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种六面粗化的红外LED芯片，其采用ITO指状电极而不是金属指状电极进行电流扩展，可以有效避免金属指状电极的遮光吸收问题，且同样可获得良好的电流扩展。并且，该ITO指状电极相比较正面的ITO电流扩展层，可以在ITO指状电极以外区域进行表面粗化处理，进而提高光取出效率。在ITO指状电极下方设置肖特基势垒区，可以使电流优先沿ITO指状电极扩展到芯片四周，减少了直接向电极下方注入的电流，进而提高了电流的有效注入。采用网格型N电极结构，可以避免点阵型背电极电流分布不均匀问题，也可以避免整面型背电极的吸光问题。

A kind of infrared LED chip with six sides coarsening

【技术实现步骤摘要】
一种六面粗化的红外LED芯片
本技术涉及半导体发光二极管
，更具体地说，涉及一种六面粗化的红外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，本技术提供一种六面粗化的红外LED芯片，技术方案如下：一种六面粗化的红外LED芯片，所述红外LED芯片包括：衬底；设置在所述衬底正面的外延层，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型限制层一侧上的凹槽，所述凹槽形成肖特基势垒区；设置在所述凹槽上的ITO指状电极，其中，所述ITO指状电极的中心区域大于所述凹槽的开口区域，且所述ITO指状电极的指状部分向四周延伸；设置在所述ITO指状电极上中心区域的P电极，其中，所述P电极的覆盖区域小于所述凹槽的开口区域；设置在所述衬底背面的网格型N电极；其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述衬底暴露在外的背面和侧壁均为粗化面。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ITO指状电极的厚度为50nm-500nm，包括端点值。相较于现有技术，本技术实现的有益效果为：该六面粗化的红外LED芯片采用ITO指状电极而不是金属指状电极进行电流扩展，可以有效避免金属指状电极的遮光吸收问题，且同样可获得良好的电流扩展。并且，该ITO指状电极相比较正面的ITO电流扩展层，可以在ITO指状电极以外区域进行表面粗化处理，进而提高光取出效率。并且，在ITO指状电极下方设置肖特基势垒区，可以使电流优先沿ITO指状电极扩展到芯片四周，减少了直接向电极下方注入的电流，进而提高了电流的有效注入，可使得芯片光效提高。同时，通过在P电极下方设置ITO指状电极、肖特基势垒区，P电极的下表面与ITO指状电极的上表面接触，能提高承受的打线力度，使芯片寿命增长；同时，能减小芯片电阻。再者，采用网格型N电极结构，可以避免点阵型背电极电流分布不均匀问题，也可以避免整面型背电极的吸光问题。点阵型背电极有可能存在某些背电极圆点由于背面不平整而没有注入电流，而网格型N电极将所有背电极圆点进行电学互联，进而有效解决了该问题。并且，网格型N电极结构的空白区域是粗化面可以有效提高光取出效率；最后，该六面粗化的红外LED芯片的侧面也均为粗化面，以形成正面、背面和四周的侧壁均是粗化面的结构，以大幅度提高光取出效率。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六面粗化的红外LED芯片的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种肖特基势垒区形状为圆形的示意图；图3为本技术实施例提供的一种肖特基势垒区和ITO指状电极的结构示意图；图4为本技术实施例提供的一种肖特基势垒区、ITO指状电极和P电极的结构示意图；图5为本技术实施例提供的一种表面粗化区域的示意图；图6为本技术实施例提供的一种网格型N电极的结构示意图；图7为本技术实施例提供的一种六面粗化的红外LED芯片的制作方法的流程示意图；图8为本技术实施例提供的一种对所述衬底暴露在外的背面进行粗化处理的流程示意图；图9-图13为本技术实施例提供的一种背面粗化的工艺结构示意图；图14为本技术实施例提供的一种对所述外延层暴露在外的表面进行粗化处理的流程示意图。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六面粗化的红外LED芯片的结构示意图，所述红外LED芯片包括：衬底11；设置在所述衬底11正面的外延层，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16一侧上的凹槽，所述凹槽形成肖特基势垒区18；设置在所述凹槽上的ITO指状电极19，其中，所述ITO指状电极19的中心区域大于所述凹槽的开口区域，且所述ITO指状电极19的指状部分向四周延伸；设置在所述ITO指状电极19上中心区域的P电极20，其中，所述P电极20的覆盖区域小于所述凹槽的开口区域；设置在所述衬底11背面的网格型N电极21；其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述衬底暴露在外的背面和侧壁均为粗化面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。通过上述描述可知，该六面粗化的红外LED芯片采用ITO指状电极而不是金属指状电极进行电流扩展，可以有效避免金属指状电极的遮光吸收问题，且同样可获得良好的电流扩展。并且，该ITO指状电极相比较正面的ITO电流扩展层，可以在ITO指状电极以外区域进行表面粗化处理，进而提高光取出效率。并且，在ITO指状电极下方设置肖特基势垒区，可以使电流优先沿ITO指状电极扩展到芯片四周，减少了直接向电极下方注入的电流，进而提高了电流的有效注入，可使得芯片光效提高，寿命增长。再者，采用网格型N电极结构，可以避免点阵型背电极电流分布不均匀问题，也可以避免整面型背电极的吸光问题。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种六面粗化的红外LED芯片，其特征在于，所述红外LED芯片包括：/n衬底；/n设置在所述衬底正面的外延层，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；/n设置在所述P型窗口层背离所述P型限制层一侧上的凹槽，所述凹槽形成肖特基势垒区；/n设置在所述凹槽上的ITO指状电极，其中，所述ITO指状电极的中心区域大于所述凹槽的开口区域，且所述ITO指状电极的指状部分向四周延伸；/n设置在所述ITO指状电极上中心区域的P电极，其中，所述P电极的覆盖区域小于所述凹槽的开口区域；/n设置在所述衬底背面的网格型N电极；/n其中，所述外延层暴露在外的表面和侧壁以及所述衬底暴露在外的背面和侧壁均为粗化面。/n

【技术特征摘要】
1.一种六面粗化的红外LED芯片，其特征在于，所述红外LED芯片包括：
衬底；
设置在所述衬底正面的外延层，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型限制层一侧上的凹槽，所述凹槽形成肖特基势垒区；
设置在所述凹槽上的ITO指状电极，其中，所述ITO指状电极的中心区域大于所述凹槽的开口区域，且所述ITO指状电极的指状部分向四周延伸；
设置在所述ITO指状电极上中心区域的P电极，其中，所述P电极的覆盖区域小于所述凹槽的开口区域...

【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