【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及led，具体涉及一种反极性850nm红外发光led芯片及其制作方法。
技术介绍
1、850nm led是一种红外线发射二极管，以波长为850nm的红外线作为发光材料，具有寿命长、热稳定性好、快速响应、均匀发光等特点。在多个领域中都有广泛的应用，包括红外监控、红外照明、遥控器等。850nm的波长处于可见光与红外光之间，它的照明效果较好，可以被人眼感知到微弱的红光，常用于红外监控摄像机、红外夜视装置等设备的照明，以提供红外光源，帮助获取更清晰的图像。因为距离、场景的需求，对于led的发光强度提出了更高要求。此外，传统 850nm led为了获得较好的电流扩展，会牺牲掉一部分外延结构的平整度，外延结构可靠性降低并存在外延结构制作工艺复杂的问题，本专利技术旨在通过结构优化，提升发光强度的同时具有良好的电流扩展和可靠性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种反极性850nm红外发光led芯片及其制作方法，所得芯片发光强度提升的同时具有良好的电流扩展和可靠性能。
2、为了解决上述问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、本专利技术提供一种反极性850nm红外发光led芯片，所述芯片包括从下至上依次设置的背面电极、硅衬底、第一键合层、第二键合层、镜面层、介质膜层、银纳米线电流扩展层、保护层、dbr反射层、功能层和环状接触电极，所述环状接触电极的环内设置出光孔，所述出光孔设置于所述芯片上表面的左侧；
4、所述介质膜层上设置有导电通孔，所述导
5、所述镜面层靠近所述介质膜层一侧的表面具有一凸台，所述凸台形状与所述导电通孔形状相套合，且所述凸台完全嵌入至所述导电通孔中；所述凸台上表面采用平面结构，所述凸台上表面与所述介质膜层上表面齐平，且所述凸台上表面与所述银纳米线电流扩展层下表面直接接触。
6、进一步地，所述功能层包括从下至上依次设置的algaas发光层、algaas粗化层和n型gaas欧姆接触层；
7、其中，所述n型gaas欧姆接触层仅设置于所述环状接触电极覆盖区域。
8、进一步地，所述芯片四周侧壁具有切割道，所述切割道从所述芯片上表面蚀刻至所述第二键合层上表面；
9、所述芯片还包括正面外电极和钝化层；
10、所述正面外电极覆盖所述切割道、以及芯片上表面除出光孔以外的全部区域；
11、所述正面外电极由电流连接部、焊线部和防护部组成；所述电流连接部设置于所述环状接触电极的正上方，所述电流连接部下表面与所述环状接触电极上表面直接接触形成电连接；所述焊线部设置于所述芯片上表面的右侧中部，所述焊线部的下表面与所述algaas粗化层直接接触；所述正面外电极排除电流连接部和焊线部以外的区域作为防护部，所述防护部与外延结构之间设置钝化层。
12、进一步地，所述钝化层的材料为sin，所述钝化层的厚度为1μm～2μm。
13、进一步地，所述正面外电极的制备材料为依次设置的ti、pt和au，所述正面外电极的厚度为4μm～5μm。
14、进一步地，所述银纳米线电流扩展层为采用银纳米线液作为旋涂液在保护层的表面进行旋涂和退火固化得到；
15、所述银纳米线液中采用的银线直径为20nm～40nm；银线线长为10μm～20μm；
16、所述银纳米线液中银线浓度为10mg/ml～30mg/ml；
17、所述银纳米线液中溶剂为异丙醇。
18、进一步地，所述保护层的材料为gap，所述保护层的厚度为20nm～50nm。
19、进一步地，所述镜面层的制作材料选自au和ag中至少一种；
20、所述镜面层的厚度为6000埃～10000埃。
21、进一步地，所述dbr反射层采用交替生长的al0.9gaas层和al0.1gaas层，共15对。
22、本专利技术还提供上述反极性850nm红外发光led芯片的制作方法，所述制作方法包括：
23、s1、提供一gaas衬底作为外延结构生长衬底，在gaas衬底上，利用mocvd依次生长牺牲层、功能层、dbr反射层和保护层；
24、s2、利用旋涂法，在保护层的表面制作银纳米线电流扩展层；
25、s3、利用负胶光刻工艺，制作对位介质膜图形，通过光学镀膜机蒸镀介质膜材料，并通过负胶剥离工艺，制作出图案化的介质膜层；
26、s4、利用金属蒸镀机蒸镀镜面金属材料制作出镜面层，在制作好的镜面层上制作第二键合层；
27、s5、在硅衬底表面，以电子束蒸镀方式制作第一键合层；
28、s6、将第一键合层和第二键合层贴合，放在固定石墨治具中进行键合；
29、s7、利用化学腐蚀方式，去除gaas衬底，腐蚀掉牺牲层；
30、s8、利用负性光刻胶制作环状接触电极的掩膜图形，通过lift-off工艺剥离，得到环状接触电极；
31、s9、使用正性光刻胶制作切割道掩膜图形，通过干法icp蚀刻结合金属蚀刻液蚀刻方式，制作得到切割道；
32、s10、通过pecvd沉积钝化材料，使用正性光刻胶制作掩膜图形，通过干法蚀刻掉环状接触电极上方的钝化材料、出光孔上方的钝化材料及焊线部上方的钝化材料，得到钝化层；
33、s11、利用负性光刻胶制作正面外电极的掩膜图形，通过sputter或电子束蒸镀正面金属材料，通过lift-off工艺剥离，得到正面外电极；
34、s12、对出光孔区域表面的功能层材料进行腐蚀，形成粗糙的出光表面；
35、s13、将硅衬底厚度减薄，蒸镀背面金属形成背面电极；
36、s14、利用激光切割正面、刀片切割背面和劈裂，将晶圆切成单个芯片。
37、本专利技术与现有技术相比，具有的有益效果是：
38、1. 本申请提供的反极性850nm红外发光led芯片，通过在外延结构保护层下方引入具有良好电流扩展效果的银纳米线电流扩展层并优化了p面电流通道，银纳米线电流扩展层上表面无需引入欧姆接触材料即可实现良好的电流扩展效果，各外延材料层平整度高，有利于镜面层的制作。银纳米线由于纳米级别的尺寸效应，作为透明导电材料，减少对于外延层材料设置需求，简化外延材料生长过程。
39、2. 介质膜层图形形成的电流通道位于出光区域的正下方，可增加光出射机率。外延结构p面加入dbr反射层，可以将功能层的光尤其是出光孔下方的光有效反射。本申请通过在钝化层表面采用正面外电极全覆盖，一方面，可有效避免水汽侵蚀，正面外电极为金属材料，材料强度高可提升芯片结构稳定性和可靠性能；另一方面，正面外电极可与钝化层配合，全方位减少非出光区域光泄露。
40、3. 本申请实施例提供的反极性850nm红外发光led芯片的制作方法，制备过程易于操作，制作成本低。
41、附图说明
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述芯片包括从下至上依次设置的背面电极、硅衬底、第一键合层、第二键合层、镜面层、介质膜层、银纳米线电流扩展层、保护层、DBR反射层、功能层和环状接触电极，所述环状接触电极的环内设置出光孔，所述出光孔设置于所述芯片上表面的左侧；
2.根据权利要求1所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述功能层包括从下至上依次设置的AlGaAs发光层、AlGaAs粗化层和N型GaAs欧姆接触层；
3.根据权利要求2所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述芯片四周侧壁具有切割道，所述切割道从所述芯片上表面蚀刻至所述第二键合层上表面；
4.根据权利要求3所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述钝化层的材料为SiN，所述钝化层的厚度为1μm～2μm。
5.根据权利要求3所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述正面外电极的制备材料为依次设置的Ti、Pt和Au，所述正面外电极的厚度为4μm～5μm。
6.根据
7.根据权利要求1所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述保护层的材料为GaP，所述保护层的厚度为20nm～50nm。
8.根据权利要求1所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述镜面层的制作材料选自Au和Ag中至少一种；
9.根据权利要求1所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片，其特征在于，所述DBR反射层采用交替生长的Al0.9GaAs层和Al0.1GaAs层，共15对。
10.一种如权利要求1～9任一项所述的一种反极性850nm红外发光LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种反极性850nm红外发光led芯片，其特征在于，所述芯片包括从下至上依次设置的背面电极、硅衬底、第一键合层、第二键合层、镜面层、介质膜层、银纳米线电流扩展层、保护层、dbr反射层、功能层和环状接触电极，所述环状接触电极的环内设置出光孔，所述出光孔设置于所述芯片上表面的左侧；
2.根据权利要求1所述的一种反极性850nm红外发光led芯片，其特征在于，所述功能层包括从下至上依次设置的algaas发光层、algaas粗化层和n型gaas欧姆接触层；
3.根据权利要求2所述的一种反极性850nm红外发光led芯片，其特征在于，所述芯片四周侧壁具有切割道，所述切割道从所述芯片上表面蚀刻至所述第二键合层上表面；
4.根据权利要求3所述的一种反极性850nm红外发光led芯片，其特征在于，所述钝化层的材料为sin，所述钝化层的厚度为1μm～2μm。
5.根据权利要求3所述的一种反极性850nm红外发光led芯片，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝，戴文，李俊承，熊露，熊珊，
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：
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