反极性红光发光二极管芯片及其制备方法技术

本公开提供了一种反极性红光发光二极管芯片及其制备方法，属于光电子制造技术领域。该反极性红光发光二极管芯片包括依次层叠的衬底、第一半导体层、发光层、第二半导体层、欧姆接触层和透明导电层，所述欧姆接触层和透明导电层之间形成欧姆接触，所述欧姆接触层远离所述第二半导体层的表面经过粗化处理，所述透明导电层的厚度不小于所述欧姆接触层的粗化深度。本公开实施例能提升芯片的光提取效果，且降低制作成本。且降低制作成本。且降低制作成本。

Reverse polarity red light emitting diode chip and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
反极性红光发光二极管芯片及其制备方法


[0001]本公开涉及光电子制造
，特别涉及一种反极性红光发光二极管芯片及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是发光二极管芯片，发光二极管芯片的制作对LED的光电特性有着较大的影响。
[0003]反极性红光发光二极管芯片通常包括依次层叠的Si衬底、全方位反射镜(Omni
‑
Directional Reflector，简称ODR)层、p型层、发光层和n型层。在n型层上待形成n电极的区域通常设有欧姆接触层，在欧姆接触层形成n电极，以使n电极能与n型层实现电连接。并在n型层上围绕n电极的区域进行粗化处理，以破坏n型层表面的全反射，提高光提取效率。
[0004]然而，n型层上仅围绕欧姆接触层的区域上进行粗化处理，光提取的效果提升有限；若对欧姆接触层也进行粗化处理，则会影响欧姆接触层与n电极的电性连接，且欧姆接触层需要具有足够大的厚度，以满足粗化处理，这样会增大芯片的制作成本。

技术实现思路

[0005]本公开实施例提供了一种反极性红光发光二极管芯片及其制备方法，能提升芯片的光提取效果，满足欧姆接触层与电极电性连接的同时，还减少制作欧姆接触层时采用的材料，以降低制作成本。所述技术方案如下：
[0006]一方面，本公开实施例提供了一种反极性红光发光二极管芯片，所述反极性红光发光二极管芯片包括依次层叠的衬底、第一半导体层、发光层、第二半导体层、欧姆接触层和透明导电层，所述欧姆接触层和透明导电层之间形成欧姆接触，所述欧姆接触层远离所述第二半导体层的表面经过粗化处理，所述透明导电层的厚度不小于所述欧姆接触层的粗化深度。
[0007]可选地，所述欧姆接触层为n型AlGaInP层，所述透明导电层为氧化铟锡膜层；所述欧姆接触层中，Al组分的含量为10％至30％，Si掺杂浓度不小于8E18/cm3。
[0008]可选地，所述欧姆接触层的厚度为0.1μm至0.2μm，粗化深度为0.2μm至1μm；所述透明导电层的厚度为200nm至300nm。
[0009]可选地，所述第二半导体层包括依次层叠在所述发光层上的n型AlGaInP电流扩展层和n型AlGaInP粗化层；所述n型AlGaInP电流扩展层中，Al组分的含量为20％至40％，Si掺杂浓度不小于5E18/cm3；所述n型AlGaInP粗化层中，Al组分的含量为50％至65％，Si掺杂浓度不小于5E18/cm3。
[0010]可选地，所述衬底和所述第一半导体层之间还设有全方位反射镜层，所述全方位反射镜层包括AZO层和多个MgF2块，所述多个MgF2块阵列排布在所述第一半导体层远离所
述第二半导体层的表面，所述AZO层位于所述第一半导体层的表面且覆盖所述多个MgF2块，在垂直于所述衬底的方向上，所述AZO层的厚度不小于所述MgF2块的厚度。
[0011]可选地，所述AZO层的粗糙度Ra＜0.7nm。
[0012]可选地，所述第一半导体层中与所述全方位反射镜层相连的膜层为p型GaP欧姆接触层，所述p型GaP欧姆接触层中，C掺杂浓度不小于6E19/cm3。
[0013]可选地，所述反极性红光发光二极管还包括第一键合层和第二键合层，所述第一键合层和所述第二键合层依次层叠在所述衬底的表面；所述第一键合层包括依次层叠在所述衬底表面的Ti层、Pt层、Au层和In层，所述第二键合层包括依次层叠在所述第一键合层表面的In层、Au层、Ti层、Pt层、Ti层和Au层。
[0014]另一方面，本公开实施例还提供了一种反极性红光发光二极管芯片的制备方法，所述制备方法包括：提供一衬底；在所述衬底上依次形成第一半导体层、发光层和第二半导体层；在所述第二半导体层远离所述发光层的表面上依次形成欧姆接触层和透明导电层，所述欧姆接触层和透明导电层之间形成欧姆接触，所述欧姆接触层远离所述第二半导体层的表面经过粗化处理，所述透明导电层的厚度不小于所述欧姆接触层的粗化深度。
[0015]可选地，所述在所述第二半导体层远离所述发光层的表面上依次形成欧姆接触层和透明导电层包括：在所述第二半导体层的表面形成n型AlGaInP层；对所述n型AlGaInP层进行粗化处理，形成所述欧姆接触层；在所述欧姆接触层上沉积氧化铟锡膜层，形成所述透明导电层。
[0016]本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0017]本公开实施例提供的反极性红光发光二极管芯片包括依次层叠在衬底上的第一半导体层、发光层和第二半导体层。其中，第二半导体层的表面还依次层叠有欧姆接触层和透明导电层，欧姆接触层和透明导电层之间形成欧姆接触，欧姆接触层远离第二半导体层的表面经过粗化处理，透明导电层的厚度不小于欧姆接触层的粗化深度，以将欧姆接触层包覆在其中。
[0018]相较于相关技术通过将欧姆接触层整面覆盖在第二半导体层上，并直接对欧姆接触层的整面进行粗化处理，粗化处理后的欧姆接触层的表面能破坏欧姆接触层处的全反射，粗化深度超过了欧姆接触层的厚度，相当于对第二半导体层的整面进行粗化处理，有效提升了光提取的效果。在欧姆接触层上覆盖透明导电层，通过透明导电层填充各欧姆接触层之间的孔隙，以连接各个欧姆接触层，以保证欧姆接触层让具有欧姆接触的作用。这样不仅满足了欧姆接触层与电极的电性连接，还能最大程度减小制作欧姆接触层时采用的材料，以降低芯片的制作成本。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是本公开实施例提供的一种反极性红光发光二极管芯片的结构示意图；
[0021]图2是本公开实施例提供的反极性红光发光二极管芯片的俯视图；
[0022]图3是本公开实施例提供的一种反极性红光发光二极管芯片的制备方法的流程图；
[0023]图4是本公开实施例提供的一种反极性红光发光二极管芯片的制备状态图；
[0024]图5是本公开实施例提供的一种反极性红光发光二极管芯片的制备状态图。
[0025]图中个标记说明如下：
[0026]11、衬底；12、GaAs衬底
[0027]21、第一半导体层；211、p型GaP欧姆接触层；212、p型GaP电流扩展层；213、p型AlInP限制层；22、发光层；23、第二半导体层；231、n型AlGaInP电流扩展层；232、n型AlGaInP粗化层；233、n型AlInP限制层；24、凹槽；25、第一AlGaInP波导层；26、第二AlGaInP波导层；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种反极性红光发光二极管芯片，其特征在于，所述反极性红光发光二极管芯片包括依次层叠的衬底(11)、第一半导体层(21)、发光层(22)、第二半导体层(23)、欧姆接触层(32)和透明导电层(31)，所述欧姆接触层(32)和透明导电层(31)之间形成欧姆接触，所述欧姆接触层(32)远离所述第二半导体层(23)的表面经过粗化处理，所述透明导电层(31)的厚度不小于所述欧姆接触层(32)的粗化深度。2.根据权利要求1所述的反极性红光发光二极管芯片，其特征在于，所述欧姆接触层(32)为n型AlGaInP层，所述透明导电层(31)为氧化铟锡膜层；所述欧姆接触层(32)中，Al组分的含量为10％至30％，Si掺杂浓度不小于8E18/cm3。3.根据权利要求2所述的反极性红光发光二极管芯片，其特征在于，所述欧姆接触层(32)的厚度为0.1μm至0.2μm，粗化深度为0.2μm至1μm；所述透明导电层(31)的厚度为200nm至300nm。4.根据权利要求1至3任一项所述的反极性红光发光二极管芯片，其特征在于，所述第二半导体层(23)包括依次层叠在所述发光层(22)上的n型AlGaInP电流扩展层(231)和n型AlGaInP粗化层(232)；所述n型AlGaInP电流扩展层(231)中，Al组分的含量为20％至40％，Si掺杂浓度不小于5E18/cm3；所述n型AlGaInP粗化层(232)中，Al组分的含量为50％至65％，Si掺杂浓度不小于5E18/cm3。5.根据权利要求1至3任一项所述的反极性红光发光二极管芯片，其特征在于，所述衬底(11)和所述第一半导体层(21)之间还设有全方位反射镜层，所述全方位反射镜层包括AZO层(41)和多个MgF2块(42)，所述多个MgF2块(42)阵列排布在所述第一半导体层(21)远离所述第二半导体层(23)的表面，所述AZO层(41)...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖和平，朱迪，王瑞瑞，吕子如，胡根水，
申请(专利权)人：华灿光电浙江有限公司，
类型：发明
国别省市：