CN101944566A - 具有透明增光键合层的四元发光二极管及其制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种具有透明增光键合层的四元发光二极管及其制作工艺，包括在发光二极管芯片的制程中，通过引入键合工艺，对透明增光键合层掺入颗粒状透明物质后，使得LED芯片内发出的光线射向透明增光键合层中颗粒状透明物质后发生了光路径的改变，从而增加光取出的概率，提高发光效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光二极管及其制作工艺，特别是一种四元发光二极管及其制作工艺。
背景技术
发光二极管（英文为Light Emitting Diode，简称LED）是一种半导体发光器件，被广泛用于指示灯、显示屏等。白光LED是继白炽灯和日光灯之后的第三代电光源，已成为世界各地光源和灯具研究机构竞相开发、努力获取的目标，是未来照明领域的明星行业。
半导体红光发光二极管是最早采用液相外延生长技术做成的LED。自从金属有机化学外延生长技术成功开发后，铝镓铟磷（AlGaInP）系材料发展迅速被用来制作高功率高亮度红光及黄光LED。虽然现在用AlGaInP系材料制造的红光LED已经商业化生产，由于砷化镓（GaAs）基板对红光的吸收，半导体材料的折射率造成的出射角过小，使AlGaInP红光LED的出光效率很低，所以在商业化生产的同时，有关提高AlGaInP红光LED发光效率的研究工作一直在进行。
目前，改善红光LED发光效率的主要技术有加厚磷化镓（GaP）窗口层、在吸收红光的GaAs基板前生长分布布拉格反射层（英文为Distributed Bragg Reflector，简称DBR），用对红光透明的GaP材料代替对红光吸收的GaAs基板，以及加金属反射镜的倒装结构等。
发明内容
为提高四元发光二极管的发光效率，本发明提出了一种具有透明增光键合层四元发光二极管及其制作工艺。一种具有透明增光键合层四元发光二极管，其含有第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层及磷化镓窗口层；一掺有颗粒状透明物质的键合层，形成于磷化镓窗口层上；一永久基板与所述键合层连接；一金属反射层形成于第一型磊晶层下；第一电极设置于金属反射层表面；第二电极设置于裸露的磷化镓窗口层表面。
制作上述具有透明增光键合层四元发光二极管的工艺，其步骤如下：
1）在临时基板上形成由第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层及窗口层构成的晶片；
2）采用键合技术，通过掺有颗粒状透明物质的键合层将晶片与永久基板键合；
3）去除临时基板，并将晶片倒置；
4）采用湿法或干法蚀刻法，蚀刻部分第一型磊晶层区域至窗口层；
5）在第一型磊晶层上形成金属反射层；
6）制作P、N电极并将晶片切割。
上述临时基板选自Si片、砷化镓或磷化镓基板。
上述永久基板选自蓝宝石、磷化镓或玻璃透明基板。
上述键合层选自有机黏合胶、环氧树脂或BCB透明键合材料。
上述透明颗粒材料选自SiO2、TiO2、Al2O3或聚苯乙烯材料或前述的任意组合之一，透明颗粒的粒径大小为0.02~2um。
上述金属反射层材料选自Au、Ag、Al、Pt或Zn。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在发光二极管芯片的制程中，通过引入键合工艺，对透明增光键合层掺入颗粒状透明物质后，使得LED芯片内发出的光线射向透明增光键合层中颗粒状透明物质后发生了光路径的改变，从而增加光取出的几率，提高LED光输出效率。
附图说明
图1到图5是本发明实施例制作具有透明增光键合层的四元发光二极管流程示意剖面图。
符号说明
1 临时基板
2 第一型磊晶层
3 发光层
4 第二型磊晶层
5 磷化镓窗口层
6 键合层
7 永久基板
8 金属反射层
9 第一电极
10 第二电极。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的描述。
具有透明增光键合层的四元发光二极管的制备工艺，其步骤如下：
如图1所示，先在砷化镓临时基板1上依次外延第一型磊晶层2、发光层3、第二型磊晶层4及磷化镓窗口层5；如图2所示，在磷化镓窗口层5上形成掺有SiO2颗粒状透明物质的环氧树脂增光键合层6，其中SiO2的粒径为1um；采用键合技术，通过环氧树脂增光键合层6将晶片与蓝宝石永久基板7键合；如图3所示，去除砷化镓临时基板1，并将晶片倒置；利用干法蚀刻法，蚀刻部分第一型磊晶层2区域至磷化镓窗口层5并暴露裸露出部分磷化镓窗口层5；如图4所示，在第一型磊晶层2上形成Ag金属反射层8；如图5所示，最后在Ag金属反射层8上制作第一电极9，在暴露的磷化镓窗口层5上制作第二电极10，并将晶片切割、倒置即得所需四元LED。
依上述工艺制备的具有透明增光键合层的四元发光二极管，如图5所示，包括：第一型磊晶层2、发光层3、第二型磊晶层4及磷化镓窗口层5；掺有SiO2颗粒状透明物质的环氧树脂增光键合层6，形成于磷化镓窗口层5上；蓝宝石永久基板7与键合层6连接；Ag金属反射层8，形成于第一型磊晶层2下；第一电极9，设置于Ag金属反射层8下；第二电极10，设置于裸露的磷化镓窗口层5下。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.具有透明增光键合层的四元发光二极管，其含有第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层及磷化镓窗口层；其特征在于：一掺有颗粒状透明物质的键合层，形成于磷化镓窗口层上；一永久基板与所述键合层连接；一金属反射层形成于第一型磊晶层表面；第一电极设置于金属反射层表面；第二电极设置于裸露的磷化镓窗口层表面。
2.根据权利1所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管，其特征在于：所述透明颗粒的粒径大小为0.02um~2um。
3.具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其步骤如下：
1）在临时基板上形成由第一型磊晶层、发光层、第二型磊晶层及窗口层构成的晶片；
2）采用键合技术，通过掺有颗粒状透明物质的键合层将晶片与永久基板键合；
3）去除临时基板，并将晶片倒置；
4）采用湿法或干法蚀刻法，蚀刻部分第一型磊晶层区域至窗口层；
5）在第一型磊晶层上形成金属反射层；
6）制作P、N电极并将晶片切割。
4.根据权利3所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其特征在于：所述临时基板选自Si片、砷化镓或磷化镓基板。
5.根据权利3所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其特征在于：所述永久基板选用蓝宝石、磷化镓或玻璃透明基板。
6.根据权利3所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其特征在于：键合层选自有机黏合胶、环氧树脂、BCB透明键合材料。
7.根据权利3所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其特征在于：透明颗粒选自SiO2、TiO2、Al2O3或聚苯乙烯材料。
8.根据权利3所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其特征在于：所述透明颗粒的粒径大小为0.02um~2um。
9.根据权利3所述的具有透明增光键合层的四元发光二极管的制作工艺，其特征在于：金属反射层材料选自Au、Ag、Al、Pt或Zn。
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