一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管的制备方法。通过晶圆表面蒸镀纳米掩膜，光刻切割道图形，然后使用ICP刻蚀形成切割道并粗化发光区，再去除掉纳米掩膜。利用ICP刻蚀形成切割道的过程中同时完成了粗化发光区，只需要进行一次刻蚀同时完成两步工艺，不需要光刻工艺进行粗化掩膜制作，简化了制备工艺，大幅减少工艺流程，相较于现有制备方法的生产周期，本发明专利技术的生产周期减少了10～12％，极大地提高了生产效率，同时由于不需要多次光刻和腐蚀，降低了生产成本。降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管的制备方法，属于光电子


技术介绍

[0002]作为最受重视的光源技术之一，LED一方面具有体积小的特征；另一方面具备低电流、低电压驱动的省电特性；同时它还具有结构牢固、抗冲击和抗震能力强，超长寿命等众多优点。四元AIGalnP是一种具有直接宽带隙的半导体材料，己广泛应用于多种光电子器件的制备。由于AIGalnP材料的发光波段可以覆盖可见光的红光到黄绿波段，由此制成的可见光发光二极管受到广泛关注。发光二极管，尤其是AlGaInP(四元系)红光高亮度发光二极管已大量用于户外显示、监控照明、汽车灯等许多方面。
[0003]目前，对于四元AlGaInP反极性发光二极管，一般对AlGaInP进行粗化来提高其亮度，为了进一步提高亮度，刻蚀后切割道内的GaP也需要进行粗化，为了实现上述粗化效果，需要在ICP刻蚀切割道后通过光刻工艺制作掩膜，分别对AlGaInP和GaP进行湿法工艺粗化，工艺复杂且存在侧蚀，影响性能、成本和效率。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管的制备方法。该制备方法通过PECVD或者蒸发台蒸镀纳米掩膜，在ICP刻蚀切割道的过程中，同时完成对AlGaInP和GaP的粗化。该方法不需要光刻工艺进行粗化掩膜制作，且可以同时完成刻蚀切割道与粗化工艺，大幅减少工艺流程，提升生产效率，降低成本。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管及其制备方法，所述高亮度反极性AlGaInP发光二极管由下自上依次包括永久衬底欧姆接触电极、永久衬底、反射镜、介质膜、P型欧姆接触层、P
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GaP欧姆接触层、P
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AlGaInP电流扩展层、P
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AlInP限制层、MQW多量子阱层、N
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AIInP限制层、N
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AlGaInP电流扩展层、N
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AlGaInP粗化层、N
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GaAs欧姆接触层和N面电极，包括步骤如下：
[0007](1)采用MOCVD方法，在n
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GaAs临时衬底上依次生长N
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GaAs缓冲层、N
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GalnP阻挡层、N
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GaAs欧姆接触层、N
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AlGaInP粗化层、N
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AlGaInP电流扩展层、N
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AlInP限制层、MQW多量子阱层、P
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AlInP限制层、P
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AlGaInP电流扩展层和P
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GaP欧姆接触层；
[0008](2)在步骤(1)的外延片上沉积介质层，然后经过光刻、蒸镀、腐蚀、剥离处理后，形成P型欧姆接触层；
[0009](3)在步骤(2)所得晶圆的表面蒸镀反射镜；
[0010](4)将步骤(3)所得晶圆与永久衬底进行键合；
[0011](5)去除键合后晶圆的n
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GaAs临时衬底和N
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GaInP阻挡层；
[0012](6)腐蚀掉电极以外区域的N
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GaAs欧姆接触层；
[0013](7)在步骤(6)保留的N
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GaAs欧姆接触层上蒸镀N面电极，并通过合金工艺形成欧姆接触；
[0014](8)在步骤(7)所得晶圆表面蒸镀纳米掩膜，光刻切割道图形，然后使用ICP刻蚀形成切割道并粗化发光区，再去除掉纳米掩膜；
[0015](9)将永久衬底减薄，然后蒸镀欧姆接触金属并合金，形成永久衬底欧姆接触电极；
[0016](10)采用激光划片或金刚刀切割方式得到发光二极管。
[0017]根据本专利技术优选的，步骤(3)中，所述反射镜为金镜或银镜。
[0018]根据本专利技术优选的，步骤(4)中，所述键合方法为Au
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Au键合或者Au
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In键合，键合温度为200～350℃，压力为200～500kg，时间为30～50min。
[0019]根据本专利技术优选的，步骤(5)中，采用氨水、双氧水、水的混合溶液去除键合后晶圆的n
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GaAs临时衬底；所述混合溶液中，氨水、双氧水、水的体积比为1:4:5。
[0020]根据本专利技术优选的，步骤(5)中，采用盐酸、水的混合溶液去除所述N
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GaInP阻挡层；所述混合溶液中，盐酸：水的体积比为3:2。
[0021]根据本专利技术优选的，步骤(8)中，所述纳米掩膜为SiO2或者ITO，起厚度为20埃～100埃。
[0022]根据本专利技术优选的，步骤(8)中，所述形成切割道并粗化发光区的具体方法如下：调节ICP刻蚀参数为RF功率350～450W、ICP功率650～750W、压力5.5～6.5mT、温度18～22℃、氯气55～65sccm、三氯化硼18～22sccm，调节光刻胶厚度为2.6～3.2μm，刻蚀6～9min，在光刻胶被完全刻蚀掉后继续刻蚀2～5min，完成粗化发光区。在晶圆表面有一层厚度很薄的掩膜，比较粗糙，在外延层被刻蚀之前会先刻蚀掩膜，由于掩膜刻蚀速率相比会很低，因此粗糙的掩膜形貌再刻蚀中会被转移到晶圆表面，达到粗化效果。
[0023]根据本专利技术优选的，步骤(8)中，所述去除掉纳米掩膜具体为：刻蚀结束后通过盐酸腐蚀掉纳米掩膜或粗化发光区后继续刻蚀1～3min。
[0024]上述技术方案中未做详细说明和限定的，均参照发光二极管制作的现有技术进行。
[0025]有益效果：
[0026]本专利技术利用ICP刻蚀形成切割道的过程中同时完成了粗化发光区，而现有工艺是在蒸镀电极之前通过制作粗化掩膜、湿法腐蚀的方式粗化发光区，本专利技术只需要进行一次刻蚀同时完成两步工艺，不需要光刻工艺进行粗化掩膜制作，简化了制备工艺，大幅减少工艺流程，相较于现有制备方法的生产周期，本专利技术的生产周期减少了10～12％，极大地提高了生产效率，同时由于不需要多次光刻和腐蚀，降低了生产成本。
附图说明
[0027]图1是本专利技术高亮度反极性AlGaInP发光二极管的结构示意图。
[0028]图2是本专利技术制备的纳米ITO掩膜的SEM图片。
[0029]图中，1、永久衬底欧姆接触电极，2、永久衬底，3、反射镜，4、介质膜，5、P型欧姆接触层，6、P
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GaP欧姆接触层，7、P
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AlGaInP电流扩展层，8、P
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AlInP限制层，9、MQW，多量子阱层，10、N
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AlInP限制层，11、N
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AlGaInP电流扩展层，12、N
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AlGaInP粗化层，13、N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高亮度反极性AlGaInP发光二极管及其制备方法，其特征在于，所述高亮度反极性AlGaInP发光二极管由下自上依次包括永久衬底欧姆接触电极、永久衬底、反射镜、介质膜、P型欧姆接触层、P
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GaP欧姆接触层、P
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AlGaInP电流扩展层、P
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AlInP限制层、MQW多量子阱层、N
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AIInP限制层、N
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AlGaInP电流扩展层、N
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AlGaInP粗化层、N
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GaAs欧姆接触层和N面电极，包括步骤如下：(1)采用MOCVD方法，在n
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GaAs临时衬底上依次生长N
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GaAs缓冲层、N
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GalnP阻挡层、N
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GaAs欧姆接触层、N
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AlGaInP粗化层、N
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AlGaInP电流扩展层、N
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AlInP限制层、MQW多量子阱层、P
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AlInP限制层、P
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AlGaInP电流扩展层和P
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GaP欧姆接触层；(2)在步骤(1)的外延片上沉积介质层，然后经过光刻、蒸镀、腐蚀、剥离处理后，形成P型欧姆接触层；(3)在步骤(2)所得晶圆的表面蒸镀反射镜；(4)将步骤(3)所得晶圆与永久衬底进行键合；(5)去除键合后晶圆的n
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GaAs临时衬底和N
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GaInP阻挡层；(6)腐蚀掉电极以外区域的N
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GaAs欧姆接触层；(7)在步骤(6)保留的N
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GaAs欧姆接触层上蒸镀N面电极...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴向龙，
申请(专利权)人：山东浪潮华光光电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：