一种共振腔结构红光制造技术

本发明专利技术涉及

【技术实现步骤摘要】
一种共振腔结构红光LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及
LED
芯片
，具体涉及一种共振腔结构红光
LED
芯片及其制作方法
。

技术介绍

[0002]共振腔结构
LED
光源体积小
、
质量轻
、
寿命长
、
无污染
、
发光效率高，工艺简单，根据需要可调节光源形状，已广泛应用于光通信
、
光测量
、
光电子学和生物医学等领域
。
共振腔结构
LED
与传统
LED
相比具有更窄的发光谱带宽，具有很好的单色性，因共振腔受温度等外界因素影响很小，使其具有很好的波长稳定性
。
但是，现有的共振腔结构
LED
容易存在漏光
、
通体发光亦或是发光亮度偏低的情况，使其无法得到很好的应用
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的第一目的是提供一种共振腔结构红光
LED
芯片，能够解决现有的共振腔红光
LED
存在漏光
、
通体发光以及发光亮度偏低的技术问题
。
[0004]本专利技术的第二目的是提供一种共振腔结构红光
LED
芯片的制作方法，该方法能够制备获得上述共振腔结构红光
LED
芯片，能够解决现有的共振腔红光
LED
存在漏光
、
通体发光以及发光亮度偏低的技术问题
。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供的技术方案是：本专利技术的第一方面是提供一种共振腔结构红光
LED
芯片，所述
LED
芯片包括
GaAs
衬底，以及堆叠设置在所述
GaAs
衬底上表面的外延结构；所述外延结构从下至上依次包括：
GaAs
缓冲层
、N
型
DBR
层
、N
型限制层
、N
型波导层
、MQW
发光层
、P
型波导层
、P
型限制层
、
氧化限制层
、P
型
DBR
层
、
过渡层
、P
型窗口层和二氧化硅介质膜层；其中，所述外延结构的上表面中部向下开设有前后贯通的蚀刻槽，所述蚀刻槽开口向上，所述蚀刻槽将所述外延结构分隔成左右设置的发光部和支撑部；所述蚀刻槽由依次相连的左纵向端面
、
平底面和右纵向端面组成；所述左纵向端面和所述右纵向端面均为台阶状；所述左纵向端面的上沿与所述右纵向端面的上沿的水平距离大于所述平底面宽度；所述发光部左端侧壁具有前后贯通的台阶状蚀刻切面；所述蚀刻槽和所述蚀刻切面的最大蚀刻深度位于所述
N
型限制层的下表面至所述
GaAs
衬底的上表面之间；所述外延结构的被蚀刻区域通过填充遮光
BCB
材料形成
BCB
填充层；所述
N
型
DBR
层的反射率高于所述
P
型
DBR
层的反射率
。
[0006]进一步地，所述
N
型
DBR
层由
30
对交替生长的
AlAs
膜和
AlGaAs
膜组成，其中，
AlAs
膜和
AlGaAs
膜的厚度均为
MQW
发光波长的四分之一，所述
N
型
DBR
层掺杂元素为
Si
，掺杂浓度由下至上从
1.00E+18
渐变至
5.00E+18
；
所述
P
型
DBR
层由8对交替生长的
AlAs
膜和
AlGaAs
膜组成，其中，
AlAs
膜和
AlGaAs
膜的厚度均为
MQW
发光波长的四分之一，所述
P
型
DBR
层掺杂元素为
C
，掺杂浓度由下至上从
1.00E+18
渐变至
5.00E+18。
[0007]进一步地，所述蚀刻切面从上至下依次包括第一外台阶面
、
第二外台阶面和第三外台阶面；所述第一外台阶面
、
所述第二外台阶面和所述第三外台阶面连续设置，且均向左凸出；其中，所述第一外台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型限制层的下表面至所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第5层之间；所述第二外台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第
10
层至第
20
层之间；所述第三外台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第
25
层至
GaAs
衬底的上表面
。
[0008]进一步地，所述左纵向端面和所述右纵向端面相互对称设置；所述左纵向端面包括向右凸出的第一内台阶面，所述第一内台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型限制层下表面至所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第5层之间；所述平底面在垂直方向上位于所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第
10
层至第
15
层之间
。
[0009]进一步地，所述
LED
还包括复合介质增透膜，所述复合介质增透膜设置于刻蚀并填充
BCB
材料的外延结构的上表面以及四周的侧壁；所述复合介质增透膜由交替生长的
SiO2膜和
SiN
膜组成，
SiO2膜和
SiN
膜的膜层总数为5层～7层；其中，
SiO2膜的厚度为
100
埃，
SiN
膜的厚度为
MQW
发光波长的
1/4
的整数倍
。
[0010]进一步地，所述氧化限制层的制备材料为
Al
0.98
GaAs
，所述氧化限制层中部具有供电流导通的氧化孔，所述氧化孔为通过将所述氧化限制层左右两端通过氧化进行绝缘化处理得到；所述氧化限制层的厚度为
20nm
～
30nm。
[0011]进一步地，所述
LED
还包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种共振腔结构红光
LED
芯片，其特征在于，所述
LED
芯片包括
GaAs
衬底，以及堆叠设置在所述
GaAs
衬底上表面的外延结构；所述外延结构从下至上依次包括：
GaAs
缓冲层
、N
型
DBR
层
、N
型限制层
、N
型波导层
、MQW
发光层
、P
型波导层
、P
型限制层
、
氧化限制层
、P
型
DBR
层
、
过渡层
、P
型窗口层和二氧化硅介质膜层；其中，所述外延结构的上表面中部具有前后贯通的蚀刻槽，所述蚀刻槽开口向上，所述蚀刻槽将所述外延结构分隔成左右设置的发光部和支撑部；所述蚀刻槽由依次相连的左纵向端面
、
平底面和右纵向端面组成；所述左纵向端面和所述右纵向端面均为台阶状；所述左纵向端面的上沿与所述右纵向端面的上沿的水平距离大于所述平底面宽度；所述发光部左端侧壁具有前后贯通的台阶状蚀刻切面；所述蚀刻槽和所述蚀刻切面的最大蚀刻深度位于所述
N
型限制层的下表面至所述
GaAs
衬底的上表面之间；所述外延结构的被蚀刻区域通过填充遮光
BCB
材料形成
BCB
填充层；所述
N
型
DBR
层的反射率高于所述
P
型
DBR
层的反射率
。2.
根据权利要求1所述一种共振腔结构红光
LED
芯片，其特征在于，所述
N
型
DBR
层由
30
对交替生长的
AlAs
膜和
AlGaAs
膜组成，其中，
AlAs
膜和
AlGaAs
膜的厚度均为
MQW
发光波长的四分之一，所述
N
型
DBR
层掺杂元素为
Si
，掺杂浓度由下至上从
1.00E+18
渐变至
5.00E+18
；所述
P
型
DBR
层由8对交替生长的
AlAs
膜和
AlGaAs
膜组成，其中，
AlAs
膜和
AlGaAs
膜的厚度均为
MQW
发光波长的四分之一，所述
P
型
DBR
层掺杂元素为
C
，掺杂浓度由下至上从
1.00E+18
渐变至
5.00E+18。3.
根据权利要求2所述一种共振腔结构红光
LED
芯片，其特征在于，所述蚀刻切面从上至下依次包括第一外台阶面
、
第二外台阶面和第三外台阶面；所述第一外台阶面
、
所述第二外台阶面和所述第三外台阶面连续设置，且均向左凸出；其中，所述第一外台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型限制层的下表面至所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第5层之间；所述第二外台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第
10
层至第
20
层之间；所述第三外台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第
25
层至
GaAs
衬底的上表面
。4.
根据权利要求1或3所述一种共振腔结构红光
LED
芯片，其特征在于，所述左纵向端面和所述右纵向端面相互对称设置；所述左纵向端面包括向右凸出的第一内台阶面，所述第一内台阶面的水平面在垂直方向上位于所述
N
型限制层下表面至所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第5层之间；所述平底面在垂直方向上位于所述
N
型
DBR
层沿反生长方向的第
10
层至第
15
层之间
。5.
根据权利要求1所述一种共振腔结构红光
LED
芯片，其特征在于，所述
LED
芯片还包括复合介质增透膜，所述复合介质增透膜设置于刻蚀并填充
BCB
材料的外延结构的上表面以及四周的侧壁；所述复合介质增透膜由交替生长的
SiO2膜和
SiN
膜组成，
SiO2膜和
SiN
膜的膜层总数为5层～7层；
其中，
SiO2膜的厚度为
100
埃，
SiN
膜的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝，戴文，林擎宇，王克来，李俊承，郑万乐，熊珊，熊露，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：