发光二极管及其制造方法技术

一种发光二极体及其制造方法，其藉由一粘接层将发光二极体磊晶层与不会吸光的透明基板相结合，并把发光二极体基板移除至第一导电型蚀刻终止层，以形成第一欧姆接触金属电极层，同时部分蚀刻至第二导电型磊晶层，形成第二欧姆接触金属电极层，且第一欧姆接触金属电极层与第二欧姆接触金属电极层都是位于同一侧。大幅提高发光二级体的发光效率。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种发光二极管(Light Emitting Diode；LED)晶片结构及其制造方法，特别是一种有关磷化铝镓铟(AlGalnP)发光二极管的结构及其制造方法。
技术介绍
常用的磷化铝镓铟发光二极管具有一只异质结构(DoubleHeterostructure；DH)，其构造如图1所示，是在一n型砷化镓(GaAs)基板(Substrate)3上成长一铝含量在70-100％的n型(AlxGa1-x)0.5ln0.5P下包覆层4，一(AlxGa1-x)0.5ln0.5P活性层5、一铝含量在70-100％的p型(AlxGa1-x)0.5ln0.5P上包覆层6，以及一p型高能隙的电流分散层(Current SpreadingLayer)7，这一层的材料可以是磷化镓、磷砷化镓、磷化铟镓或砷化铝镓等，利用改变活性层的组成，便可以改变发光二极管发光波长，使其产生从650nm红色至555nm纯绿色的波长。但此一传统的发光二极管有一缺点，就是活性层产生的光，往下入射至砷化镓基板时，由于砷化镓基板的能隙较小，因此人射至砷化镓基板的光将会被吸收掉，而无法产生高效率的发光二极管。 为了避免基板的吸光，常用一些文献揭露出LED的技术，然而这些技术都有其缺点以及限制。例如Sugawara等人发表于(Appl，Phys Lett，Vol，61，1775-1777；1992)揭示了一种利用加入一层分散布拉格反射层(DistribuiedBragg Reflector；DBR)于砷化镓基板上，借以反射入射向砷化镓基板的光，并减少砷化镓基板吸收，然而由于DBR反射层只对于较接近垂直人射于砷化镓基板的光能有效的反射，因此效果并不大。 Kish等人发表于Appl.Phys Lett.Vol.64，No.21，2839，(1994)的文献，名称为「Very high-efficiencysemiconductor wafer-bondedtransparent-substrate(AlxGa1-x)0.5ln0.5P/GaP」]提供一种粘接晶圆(Waferbonding)的透明式基板(Transparent-Substrate；TS)(AlxGa1-x)0.5ln0.5P/GaP发光二极管。这种TS AlGalnPLED是利用气相外延法(VPE)而形成厚度相当厚约50μm的P型磷化镓(GaP)窗户层，然后再以习知常用的化学蚀刻法选择性地移除N型砷化镓(GaAs)基板。 随后将此暴露出的N型(AlxGa1-x)0.5ln0.5P下包覆层粘接至厚度约为8-10mil的n型磷化镓基板上。由于此晶圆粘接是将二种III-V族化合物半导体直粘接在一起，因此要在较高温度，加热加压一段时间才能完成。就发光亮度而言，这种方式所获得的TS AlGalnPLED比传统的吸收式基板(Absorbing，Substrate；AS)AlGalnPLED大两倍以上。然而，这种TS AlGalnPLED的缺点就是制造过程太过繁杂。因此，无法获得高生产优良率，且难以降低制造成本。 另一种传统技术，例如Horng等人发表于(Appl，Phys，Lett，Vol.75，No.20，3054(1999)文献，名称为「AlGalnP light-emitting diodes withmirror substratesabricatedbvwafer bonding」。Horng等人揭示一种利用晶片融合技术以形成镜面基板(Mirror，Substrate；MS)磷化铝镓铟/金属/二氧化硅/硅LED。其使用AuBe/Au作为粘着材料借以接合硅基板与LED外延层。其主要缺陷在于在20mA操作电流下，这种MS AlGalnP LED的发光强度仅为90mcd，仍然比TS AlGalnP LED的发光强度少40％，所以其发光强度无法令人满意。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种发光二极管结构，其包括一具有一发光层的多层外延结构，借由一粘接层与一透明基板相结合。此二极管的发光层可为同质结构(Homostructure)、单异质结构(single heterostructure，SH)、双异质结构(Double heterostructure，DH)或多重量子井结构(Multi quantumwells，MQWs)；同时亦包括第一欧姆接触金属电极层和第二欧姆接触金属电极层，分别与第一导电型外延层及第二导电型外延层相接触，且第一欧姆接触金属电极层与第二欧姆触金属电极层都是位于同一侧。 本专利技术的另一目的在于提供一种发光二极管的制造方法，藉由一粘接层，如旋涂式玻璃(SOG)或硅树脂(Silicone)等，将发光二极管外延层与透明基板相结合，并把发光二极管基板移除至第一导电型蚀刻终止层，以形成第一欧姆接触金属电极层，同时部分蚀刻至第二导电型外延层，形成一第二欧姆接触金属电极层，且第一欧姆接触金属电极层与第二欧姆接触金属电极层都是位于同一侧。 本专利技术的目的是这样实现的一种发光二极管，至少包括一发光二极管外延片，其特征在于该外延片上具有一多层磷化铝镓铟外延层形成的发光二极管结构成长在一吸光基板上、一透明基板及利用一透明粘接层将该透明基板与发光二极管外延体表面接合在一起。 该基板为砷化镓。该发光二极管结构是与磷化铝镓铟的同质结构。该发光二极管结构是磷化铝镓铟单异质结构。该发光二极管结构是磷化铝镓铟双异质结构。该发光二极管结构是磷化铝镓铟量子井结构。该透明粘接层的材质包括旋涂式玻璃。该透明粘接层的材质包括聚亚酰胺。该透明粘接层的材质包括硅树脂。在透明基板与发光二极管接合后将吸光的基板除去。该透明基板是蓝宝石。该透明基板是玻璃。该透明基板是磷化镓。该透明基板是磷砷化镓。该透明基板是硒化锌、硫化锌或硒化锌硫。其该透明基板是碳化硅。在透明基板及具发光二极管结构的外延片表面沉积一层二氧化硅。 一种发光二极管的制造方法，其特征在于；至少包括提供一发光二极管外延片，该外延片上具有一多层砷化铝镓外延层形成的发光二极管结构成长在一吸光基板上；利用一透明粘接层将该透明基板与发光二极管外延层表面接合在一起。 该基板为砷化镓。该发光二极管结构是与砷化铝镓的同质结构。该发光二极管结构是砷化铝镓单异质结构。该发光二极管结构是砷化铝镓双异质结构。该发光二极管结构是砷化铝镓量子井结构。该透明粘接层的材质包括旋涂式玻璃。该透明粘接层的材质包括聚亚酰胺。该透明粘接层的材质包括硅树脂。在透明基板与发光二极管接合后将吸光的基板除去。该透明基板是篮宝石。该透明基板是玻璃。该透明基板是磷化镓、磷砷化镓。该透明基板是硒化锌、硫化锌或硒化锌硫。该透明基板是碳化硅。在透明基板及具发光二极管结构的外延片表面沉积一层二氧化硅，以利于用SOG将两者接合在一起。所述的利用该透明粘接层将该透明基板与该发光二极管外延层表面接合在一起的步骤，至少包括下列方式第一阶段包括在50-300℃范围内加压及加热而成，第二阶段包括在300-700℃范围内加压及加热而成。 本专利技术的主要优点是提供一简单的LED晶片粘结结构，可在较低的温度下进行晶片粘结，减少V族元素在粘结过程中挥发的问题。且由于没有基板吸光的缺点，因此可大幅提升LE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极体，至少包括一发光二极体磊晶片，其特征在于：该磊晶片上具有一多层磷化铝镓铟磊晶层形成的发光二极体结构成长在一吸光基板上；一透明基板；以及利用一透明粘接层将该透明基板与发光二极体磊晶体表面接合在一起。

【技术特征摘要】
1.一种发光二极管，至少包括一发光二极管外延片，该外延片上具有一多层磷化铝镓铟外延层形成的发光二极管结构成长在一吸光基板上、一透明基板及利用一透明粘接层将该透明基板与发光二极管外延体表面接合在一起，其特征在于在透明基板及具有发光二极管结构的外延片表面沉积一层二氧化硅。2.一种发光二极管的制造方法，它至少包括提供一发光二极管外延片，该外延片上具有一多层砷化铝镓外延层形成的发光二极管结构成长在一吸光基板上；利...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈泽澎，张智松，杨光能，
申请(专利权)人：国联光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]