一种亮度自适应发光二极管及其制备方法技术

技术编号:39811853 阅读:10 留言:0更新日期:2023-12-22 19:29
本发明专利技术涉及一种亮度自适应发光二极管及其制备方法,二极管包括衬底,衬底下侧设置有背金电极,衬底上一侧设置有绝缘层

【技术实现步骤摘要】
一种亮度自适应发光二极管及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种亮度自适应发光二极管及其制备方法,属于光电子



技术介绍

[0002]LED
作为最受重视的光源技术之一,其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,因此在数码显示

瞄准等领域有着广泛的应用

在实际使用中,这些光源有的亮度不能调节,有的需要设计复杂的电路进行手动调节,对使用者带来不便

[0003]光敏二极管是将光信号变成电信号的半导体器件

当光线照射
PN
结时,可以使
PN
结中产生电子

空穴对,使少数载流子的密度增加,这些载流子在反向电压下漂移,使反向电流增加,因此可以利用光照强弱来改变电路中的电流

为此,提出本专利技术,集成
LED
和光敏二极管,实现二极管亮度的自动调节


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亮度自适应发光二极管,将
LED
芯片和光敏二极管在制备过程中集成到一起,能够根据周围的环境亮度变化,自动调节发光二极管的亮度

[0005]本专利技术还提供上述亮度自适应发光二极管的制备方法

[0006]本专利技术的技术方案如下:
[0007]一种亮度自适应发光二极管,包括衬底,衬底下侧设置有背金电极,衬底上一侧依次设置有绝缘层

键合层,键合层一侧依次设置有电流扩展层
、P
型欧姆接触层

多量子阱层和
N
型欧姆接触层,
N
型欧姆接触层上设置有
N
型欧姆接触金属,键合层另一侧设置有
P
型欧姆接触金属,绝缘层

键合层

电流扩展层
、P
型欧姆接触层

多量子阱层
、N
型欧姆接触层
、N
型欧姆接触金属和
P
型欧姆接触金属组成
LDE
芯片;
[0008]衬底另一侧内置有
P
+
区,
P
+
区两侧分别设置有
N
+
区,衬底上对应设置有光敏二极管正极和光敏二极管负极,
P
+

、N
+


光敏二极管正极和光敏二极管负极组成光敏二极管,光敏二极管和
LDE
芯片上均设置有
DBR
层,光敏二极管正极
、N
型欧姆接触金属和
P
型欧姆接触金属上侧的
DBR
层开设有电极窗口,光敏二极管正极和
N
型欧姆接触金属通过焊线电极连接,
P
型欧姆接触金属通过电极窗口连接有焊线电极

[0009]根据本专利技术优选的,衬底为
N
型单晶硅衬底,厚度为
7000
埃,电阻率为
150

450
Ω
·
cm

[0010]N
+
区注入深度为
3000

5000
埃,电阻为
10

20
Ω

P
+
区注入深度为
3500

5500
埃,电阻为
40

60
Ω

[0011]光敏二极管正极和光敏二极管正极负极的电极材料为
Al
,焊线电极的电极材料为
Al
,背金电极材料为
TiAu。
[0012]根据本专利技术优选的,绝缘层材质为
SiO2,厚度为
1um
,电流扩展层为
ITO、ZnO

GZO
等,键合层采用
SiO2或高分子聚合物等绝缘材料

[0013]上述亮度自适应发光二极管的制备方法,步骤如下:
[0014](1)
在衬底表面热生长氧化层,然后通过光刻

刻蚀形成
N
+
隔离窗口;
[0015](2)
通过扩散注入
P
源形成
N
+
区,然后去除氧化层;
[0016](3)
在衬底表面继续热生长
5000
埃的氧化层,然后通过光刻

刻蚀形成
P
+
隔离窗口;
[0017](4)
通过扩散注入
B
源形成
P
+
区,然后去除氧化层;
[0018](5)
通过
PECVD
在衬底表面蒸镀绝缘层;
[0019](6)

LED
外延片上蒸镀电流扩展层,然后通过键合工艺,将
LED
外延片与绝缘层进行键合,然后去除
LED
外延片自带的
n

GaAs
衬底;
[0020](7)
通过光刻
、ICP
工艺,将
LED
芯片以外的区域刻蚀至绝缘层表面;
[0021](8)
再次通过光刻
、ICP
工艺,将
LED
芯片刻蚀至
P
型欧姆接触层;
[0022](9)
通过光刻

蒸镀

剥离,分别形成
LED
芯片的
P
型欧姆接触金属和
N
型欧姆接触金属

[0023](10)
通过光刻

蒸镀

剥离工艺,去除光敏二极管区域的绝缘层,制作光敏二极管正极和光敏二极管正极负极,光敏二极管正极和光敏二极管正极负极共同构成光敏二极管电极;
[0024](11)
在步骤
(10)
所得晶圆表面通过光学镀膜设备生长一层
DBR
层,该
DBR
层在
580

680nm
波段具有高反射率,防止芯片自身发光对光敏二极管造成影响;
[0025](12)
通过光刻

刻蚀工艺形成电极窗口;
[0026](13)
再次通过本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种亮度自适应发光二极管,其特征在于,包括衬底,衬底下侧设置有背金电极,衬底上一侧依次设置有绝缘层

键合层,键合层一侧依次设置有电流扩展层
、P
型欧姆接触层

多量子阱层和
N
型欧姆接触层,
N
型欧姆接触层上设置有
N
型欧姆接触金属,键合层另一侧设置有
P
型欧姆接触金属,绝缘层

键合层

电流扩展层
、P
型欧姆接触层

多量子阱层
、N
型欧姆接触层
、N
型欧姆接触金属和
P
型欧姆接触金属组成
LDE
芯片;衬底另一侧内置有
P
+
区,
P
+
区两侧分别设置有
N
+
区,衬底上对应设置有光敏二极管正极和光敏二极管负极,
P
+

、N
+


光敏二极管正极和光敏二极管负极组成光敏二极管,光敏二极管和
LDE
芯片上均设置有
DBR
层,光敏二极管正极
、N
型欧姆接触金属和
P
型欧姆接触金属上侧的
DBR
层开设有电极窗口,光敏二极管正极和
N
型欧姆接触金属通过焊线电极连接,
P
型欧姆接触金属通过电极窗口连接有焊线电极
。2.
如权利要求1所述的亮度自适应发光二极管,其特征在于,衬底为
N
型单晶硅衬底,厚度为
7000
埃,电阻率为
150

450
Ω
·
cm

N
+
区注入深度为
3000

5000
埃,电阻为
10

20
Ω

P
+
区注入深度为
3500

5500
埃,电阻为
40

60
Ω
;光敏二极管正极和光敏二极管正极负极的电极材料为
Al
,焊线电极的电极材料为
Al
,背金电极材料为
TiAu。3.
如权利要求2所述的亮度自适应发光二极管,其特征在于,绝缘层材质为
SiO2,厚度为
1um
,电流扩展层为
ITO、ZnO

GZO
,键合层采用
SiO2或高分子聚合物
。4.
如权利要求1‑3任一项所述的亮度自适应发光二极管的制备方法,其特征在于,步骤如下:
(1)
在衬底表面热生长氧化层,然后通过光刻

刻蚀形成
N
+
隔离窗口;
(2)
通过扩散注入
P
源形成
N
+
区,然后去除氧化层;
(3)
在衬底表面继续热生长
5000
埃的氧化层,然后通过光刻

刻蚀形成
P
+
隔离窗口;
(4)
通过扩散注入
B
源形成
P
+
区...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴向龙闫宝华王成新
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:

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