CN104112805A - 一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法 - Google Patents
一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104112805A CN104112805A CN201410338035.6A CN201410338035A CN104112805A CN 104112805 A CN104112805 A CN 104112805A CN 201410338035 A CN201410338035 A CN 201410338035A CN 104112805 A CN104112805 A CN 104112805A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- expansion layer
- expansion
- light
- current extending
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 65
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 259
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 47
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 29
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 29
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 26
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 10
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 6
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 claims description 6
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 10
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N Butyl carbitol 6-propylpiperonyl ether Chemical compound C1=C(CCC)C(COCCOCCOCCCC)=CC2=C1OCO2 FIPWRIJSWJWJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 229910001195 gallium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000011514 reflex Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/005—Processes
- H01L33/0062—Processes for devices with an active region comprising only III-V compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明公开一种具有防扩层的发光二极管的制造方法，采用前期增加外延生长防扩层，后期二极管制作工艺中在防扩层之上形成金属反射镜，并在防扩层嵌入金属导电通道，通过采用氧化工艺将防扩层变成氧化物介质层，且与金属反射镜、导电通道构成复合的全方位反射效果，通过叠加布拉格反射层而组成的两部分复合结构，获得较高的发光亮度。采用此方法解决了传统倒置芯片制作过程中，在外延层蒸镀氧化膜工艺，外延层与氧化膜、金属反射镜存在材料界面容易剥离的问题，提高发光二极管的稳定性及生产制造过程的成品率。本发明还公开所述方法制造的具有防扩层的发光二极管，使外量子效率较高，且内部层结构连接较为稳定。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管技术领域，尤其是指一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法。
背景技术
现有技术中，高亮发光二极管一般都采用多重量子阱（multiple quantum well）结构作为有源层，电子和空穴在量子阱里复合并以光的形式释放出能量，其内量子效率达到较高水平。然而，从量子阱中发出的光有一部分会被衬底直接吸收，一部分在发光二极管与空气或封装材料所形成的全反射界面处被反射，无法传导出来直至在内部被吸收，所以外量子效率仍然较低。因此，设计成倒置结构的发光二极管，通过增加金属反射镜可以较好地反射光，并采用表面粗化形貌进一步改善界面出光，较大地提高发光二极管的外量子效率。
公开号为CN102779913A公开一种超高亮度发光二极管及其制备方法，发光二极管采用倒置工艺，在发光二极管的P型GaP窗口层蒸镀金属反射层，且通过在P型GaP窗口层掺杂高浓度的C来起到阻止金属反射镜的金属扩散的作用。但由于掺C带来反应室的C污染，会对后续的生长有较大的影响，并不适合LED的批量生产。
公告号为CN1198339C提供一种发光二极管的结构及其制造方法，该发光结构属于倒置结构，该发光二极管具有镜面反射层，其镜面反射层由透明导电型氧化层和一高反射金属层所构成的复合反射层，透明导电型氧化层允许绝大多数的光通过然后再被反射金属层反射回来。然而，由于氧化层是后续蒸镀在外延层上，高反射金属层是蒸镀在氧化层之上，三层相互之间的连接较差，在后续芯片工艺过程中容易出现外延层、氧化层、金属反射层脱落问题。
公开号为CN1734798A公开一种具有透明导电层的全方位反射器发光二极管，该发光二极管在透明导电层和金属反射层之间形成附着层，以增加透明导电层和金属反射层之间的附着力。但氧化层是后续在外延层上蒸镀的，与外延层的连接较差，存在容易出现外延层、氧化层脱落问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法，以使外量子效率较高，且内部层结构连接较为稳定。
为达成上述目的，本发明的解决方案为：
一种具有防扩层的发光二极管制造方法，包括以下步骤：
步骤一，在衬底的上表面依次形成第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层、第二型电流扩展层、防扩层及保护层；
步骤二，腐蚀去除保护层；
步骤三，在防扩层上光刻复数个通孔，通孔腐蚀至第二型电流扩展层，在防扩层上蒸镀金属，金属填满通孔形成导电通道，与第二型电流扩展层形成欧姆接触，而在非导电通道的区域形成金属反射镜；
步骤四，将金属反射镜键合在具有导电性的硅基板上，腐蚀去除衬底；并在硅基板的另一面形成第二电极；在第一型电流扩展层上形成第一电极；
步骤五，在第一电极和第二电极上形成保护膜，采用粗化工艺在第一型电流扩展层的表面形成粗化形貌；
步骤六，由第一型电流扩展层向硅基板方向进行第一次切割，切割深度至硅基板表面或表面往下小于10微米；
步骤七，所述防扩层至少包括第二防扩层，采用氧化工艺将第二防扩层的外延材料转变成氧化物介质层；
步骤八，除去第一电极和第二电极上的保护膜，第二次切割分裂得到发光二极管。
进一步，步骤七中，所述防扩层还包括第一防扩层，采用氧化工艺，将第一防扩层的材料氧化形成布拉格反射层。
一种具有防扩层的发光二极管，在有源层一侧依次为第一型限制层、第一型电流扩展层及第一电极，在有源层另一侧依次形成第二型限制层、第二型电流扩展层、硅基板及第二电极；在第二型电流扩展层与硅基板之间形成防扩层，所述防扩层至少包括第二防扩层，第二防扩层被氧化为氧化物介质膜，防扩层为无导电型掺杂的绝缘层，在防扩层中形成导电通道，且在防扩层上形成金属反射镜，金属反射镜位于防扩层与衬底之间。
进一步，所述第二防扩层由单层膜外延结构组成，所述单层膜外延结构为砷化物材料。
进一步，所述单层膜外延结构的组成材料为AlxGa1-xAs（0.95≤x≤1）。
进一步，所述单层膜外延结构由单层的AlAs材料构成，且AlAs材料的厚度为280nm。
进一步，所述防扩层还包括第一防扩层，第一防扩层与第二型电流扩展层连接，第一防扩层为多层膜外延结构，第二防扩层为单层膜外延结构。
进一步，第一防扩层由n组AlxGa1-xAs和AlyGa1-yAs交替构成，1≤n≤15，0.95≤x≤1，0≤y≤0.7；且第二防扩层的组成材料为AlxGa1-xAs，0.95≤x≤1。
进一步，第一防扩层形成布拉格反射层，低折射率材料层的膜厚度D1=（2k+1）λ/（4n1），其中k≥0且为整数；高折射率材料层的膜厚度D2=（2k+1）λ/（4n2）；其中k≥0且为整数；λ为需要反射光的波长，单位nm；n1、n2为光的折射率，且n1<n2。
进一步，所述第二防扩层的厚度d满足范围80nm≤ d ≤350nm；且d满足（2k+1）λ/（4n2），其中k≥0且为整数，λ为需要反射光的波长，单位nm，n2为光的折射率。
进一步，构成第一型电流扩展层、第一型限制层、第二型限制层、第二型电流扩展层的材料包括AlxGa1-xAs、(AlyGa1-y)0.5In0.5P、GaP，且0≤x≤1，0≤y≤1；构成有源层的量子阱与量子垒的材料包括AlxGa1-xAs、(AlyGa1-y)0.5In0.5P、(AlxGa1-x)zIn1-zAs，且0≤x≤1，0≤y≤1，0.4≤z≤1，有源层由n组量子阱和量子垒交替构成，且2≤n≤80。
采用上述方案后，本发明在第二型电流扩展层与硅基板之间形成防扩层，防扩层为无导电型掺杂的绝缘层，在防扩层中形成导电通道，且在防扩层形成金属反射镜，金属反射镜位于防扩层与硅基板之间，所述结构使得内部层结构连接较为稳定，解决外延层脱落的技术问题；同时，防扩层至少包括第二防扩层，将第二防扩层的材料氧化成为氧化膜介质层，与金属导电通道形成全方位反射结构，能有效提高发光二极管的外量子发光效率。
同时，所述防扩层还包括第一防扩层，采用氧化工艺，将第一防扩层的材料氧化形成布拉格反射层，与金属导电通道形成全方位反射ODR结构，进一步有效提高发光二极管的外量子发光效率。
防扩层由第一防扩层和第二防扩层两部分组成，第一防扩层和第二防扩层均为无任何导电型掺杂的绝缘层，以减少金属反射镜的扩散。构成第一防扩层材料的禁带宽度相对于有源层发的光为透明窗口，避免第一防扩层吸光而降低发光二极管的亮度。
由于防扩层为砷化物材料构成，当第二型电流扩展层为磷化物材料构成时，无需插入能起到腐蚀阻挡及欧姆接触的阻挡层；当第二型电流扩展层为砷化物材料构成时，需插入阻挡层，且阻挡层为磷化物材料构成。通过不同材料体系的设计，后续的导电通孔的制作才能采用成本较低的湿法腐蚀工艺。
构成保护层的材料为(AlyGa1-y)0.5In0.5P，且0≤y≤0.5，保护层厚度d1满足以下范围：150nm≤ d1 ≤1000nm。采用较低Al组分的保护层以防止从反应室取出时温度较高会氧化保护层，且保护层采用合适厚度能更好地保护第二防扩层。保护层采用不同材料体系方便湿法腐蚀去除保护层，降低制造成本。
本发明采用在发光结构上外延生长不导电的防扩层复合结构，通过芯片倒置工艺在防扩层上形成金属反射镜，并在防扩层嵌入金属导电通道，通过采用氧化工艺对防扩层进行氧化以形成氧化物介质层及布拉格反射层的复合层，解决了常规倒置芯片制作工艺中蒸镀氧化层，导致氧化层与外延层的连接较差问题。避免芯片制作过程容易出现外延层脱落。防扩层经过氧化工艺形成氧化物介质层与金属反射镜、导电通道形成复合的全方位反射ODR结构，且叠加了布拉格反射层的两部分复合结构，能有效提高了发光二极管的外量子发光效率，获得大功率发光二极管的高可靠性器件。
附图说明
图1为本发明第一实施例的外延结构示意图；
图2为本发明第一实施例的发光二极管结构示意图；
图3为本发明第二实施例的外延结构示意图；
图4为本发明第二实施例的发光二极管结构示意图。
标号说明
GaAs衬底11 第一型电流扩展层12
第一电极121 第一型限制层13
有源层14 第二型限制层15
第二型电流扩展层16 防扩层17
第一防扩层17a 第二防扩层17b
导电通道171 金属反射镜172
保护层18 硅基板19
第二电极191
GaAs衬底21 第一型电流扩展层22
第一电极221 第一型限制层23
有源层24 第二型限制层25
第二型电流扩展层26 防扩层27
导电通道271 金属反射镜272
保护层28 硅基板29
第二电极291。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。
实施例一
图1所示，本发明揭示的一种倒置结构的发光二极管外延结构，包括GaAs衬底11，沿GaAs衬底11的上表面依次生长有第一型电流扩展层12、第一型限制层13、有源层14、第二型限制层15、第二型电流扩展层16、防扩层17及保护层18，其中防扩层17由第一防扩层17a和第二防扩层17b两部分外延结构组成。
构成第一型电流扩展层12（N型电流扩展层）、第一型限制层13（N型限制层）、有源层14、第二型限制层15（P型限制层）、第二型电流扩展层16 （P型电流扩展层）的材料为AlGaInP等三五族化合物。具体为第一型电流扩展层12由厚度为12μm的（Al0.3Ga0.7）0.5In0.5P材料组成，第一型限制层13由厚度为0.6μm的（Al0.7Ga0.3）0.5In0.5P材料组成，第二型限制层15由厚度为0.8μm的（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5P材料组成，第二型电流扩展层16由厚度为6μm的GaP材料组成。有源层14由厚度为10nm的（Al0.7Ga0.3）0.5In0.5P和厚度为10nm的（Al0.1Ga0.9）0.5In0.5P交替构成，有源层14一共具有26对组成。
第二型电流扩展层16的材料由磷化物材料构成，防扩层17由砷化物材料组成。具体为第一防扩层17a由AlAs材料层和Al0.5Ga0.5As材料层交替构成，且AlAs材料层的厚度为70nm，Al0.5Ga0.5As材料层的厚度为90nm。组成第一防扩层17a的AlAs材料层和Al0.5Ga0.5As材料层共6对。第二防扩层17b由AlAs材料组成，第二防扩层17b的厚度为320nm。第一防扩层8、第二防扩层9为无任何导电型掺杂的绝缘层，与保护层18相邻的为第二防扩层17b。
第二防扩层17b的材料由砷化物构成，相应地保护层18由磷化物材料组成。具体为保护层18由厚度为400nm的（Al0.2Ga0.8）0.5In0.5P材料组成，保护层18为无导电型掺杂材料。
图2所示，本实施例揭示的一种发光二极管，在有源层14一侧依次形成第一型限制层13、第一型电流扩展层12及第一电极121，在有源层14另一侧依次形成第二型限制层15、第二型电流扩展层16、硅基板19及第二电极191；在第二型电流扩展层16与硅基板19之间形成防扩层17，防扩层17为无导电型掺杂的绝缘层，在防扩层17中形成导电通道171，且在防扩层上17形成金属反射镜172，金属反射镜172位于防扩层17与硅基板19之间。
本实施例还揭示所述发光二极管的制造方法，包括以下步骤：
步骤一，在GaAs衬底11的上表面依次生长有第一型电流扩展层12、第一型限制层13、有源层14、第二型限制层15、第二型电流扩展层16、防扩层17及保护层18，其中防扩层17由第一防扩层17a和第二防扩层17b两部分外延结构组成，如图1所示。
步骤二，采用湿法腐蚀工艺去除保护层18。
步骤三，在防扩层17的上表面光刻形成均匀分布的250个直径为2微米的圆形通孔，由于防扩层17与第二型电流扩展层16的材料不同，利用具有选择性的腐蚀溶液腐蚀至第二型电流扩展层16上表面，制作出导电通道171；在第二防扩层17b上蒸镀金属，让金属填充满导电通道171，且使得第二型电流扩展层16上表面与导电通道171的金属形成欧姆接触；在第二防扩层17b表面无通孔的区域形成金属反射镜172。
步骤四，将金属反射镜172与具有导电型掺杂的硅基板19键合成一体，剥离去除GaAs衬底11；在硅基板19另一面形成第二电极191，在第一型电流扩展层12上经过光刻、蚀刻、蒸镀等电极工艺后形成第一电极121。
步骤五，在第一电极121和第二电极191上形成保护膜，以保护第一电极121和第二电极191，采用湿法腐蚀或干法腐蚀的方法粗化第一型电流扩展层12的表面。
步骤六，按切割道第一次切割外延结构的上表面，切割方向由第一型电流扩展层12向硅基板19方向，切割深度至硅基板19的表面再往下8微米。
步骤七，采用在氧化工艺横向氧化第二防扩层17b成为氧化膜介质层，使其变为氧化铝及其化合物；与此同时第一防扩层17a中的AlAs材料也被氧化成氧化铝及其化合物, 形成布拉格反射层,氧化的深度至其N型中心电极部分。
步骤八，除去第一电极121和第二电极191上的保护膜，第二次切割分裂得到发光二极管。
实施例二
图3所示，本发明揭示的一种倒置结构的发光二极管的外延结构，包括GaAs衬底21，沿GaAs衬底21的上表面依次生长有第一型电流扩展层22、第二型限制层23、有源层24、第二型限制层25、第二型电流扩展层26、防扩层27及保护层28。
构成第一型电流扩展层22（N型电流扩展层）、第一型限制层23（N型限制层）、有源层24、第二型限制层25（P型限制层）、第二型电流扩展层26（P型电流扩展层）的材料为AlGaInP等三五族化合物。具体为第一型电流扩展层22由厚度为10μm的（Al0.35Ga0.65）0.5In0.5P材料组成，第一型限制层23由厚度为0.5μm的（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5P材料组成，第二型限制层25由厚度为0.6μm的（Al0.85Ga0.15）0.5In0.5P材料组成，第二型电流扩展层26由厚度为5μm的（Al0.35Ga0.65）0.5In0.5P材料组成。有源层24由厚度为9nm的（Al0.8Ga0.2）0.5In0.5P和厚度为9nm的（Al0.08Ga0.92）0.5In0.5P交替构成。有源层24一共具有20对组成。
第二型电流扩展层26的材料由磷化物材料构成，相防扩层27由砷化物材料组成。具体为防扩层27由单层的Al0.99Ga0.01As材料构成，且Al0.99Ga0.01As材料的厚度为320nm。Al0.99Ga0.01As材料为无任何导电型掺杂。
防扩层27的材料由砷化物构成，保护层28由磷化物材料组成。具体为保护层28由厚度为200nm的Ga0.5In0.5P材料组成，且保护层28为无导电型掺杂。
图4所示，本实施例揭示的一种发光二极管，在有源层24一侧依次形成第一型限制层23、第一型电流扩展层22及第一电极221，在有源层24另一侧依次形成第二型限制层25、第二型电流扩展层26、硅基板29及第二电极291；在第二型电流扩展层26与硅基板29之间形成防扩层27，防扩层27为无导电型掺杂的绝缘层，在防扩层27中形成导电通道271，且在防扩层上27形成金属反射镜272，金属反射镜272位于防扩层27与硅基板29之间。本实施例中，所述防扩层27由单层膜外延结构组成，所述单层膜外延结构为砷化物材料。
本实施例还揭示所述发光二极管的制造方法，包括以下步骤：
步骤一，在GaAs衬底21的上表面依次生长有第一型电流扩展层22、第二型限制层23、有源层24、第二型限制层25、第二型电流扩展层26、防扩层27及保护层28。
步骤二，采用湿法腐蚀工艺去除保护层28。
步骤三，在防扩层27上表面光刻形成均匀分布的300个直径为1.5微米的圆形通孔形状，由于防扩层27与第二型电流扩展层26的材料不同，利用腐蚀溶液具有选择性腐蚀至第二型电流扩展层26上表面，制作出空洞的导电通道271；在防扩层27表面蒸镀金属，让金属填充满导电通道271，且让第二型电流扩展层26上表面与金属形成欧姆接触，在第二型电流扩展层26上表面无通孔的区域形成金属反射镜272。
步骤四，将金属反射镜272与具有导电型掺杂的硅基板29键合在一起，剥离去除GaAs衬底21；在硅基板29的另一面形成第二电极291，在第一型电流扩展层22上经过光刻、蚀刻、蒸镀等电极工艺后形成第一电极221。
步骤五，在第一电极221和第二电极291上形成保护膜，以保护第一电极221和第二电极291，采用湿法腐蚀或干法腐蚀的方法粗化第一型电流扩展层22的表面。
步骤六，按切割道第一次切割外延结构的上表面，切割方向由第一型电流扩展层12向硅基板29方向，切割深度至硅基板29的表面再往下2微米的深度。
步骤七，采用氧化工艺横向氧化防扩层27的Al0.99Ga0.01As外延层，使其变为氧化铝及微量氧化镓的混合物，氧化的深度至其N型中心电极部分。
步骤八，除去第一电极221和第二电极291上的保护膜，第二次切割分裂得到发光二极管。
Claims (10)
1.一种具有防扩层的发光二极管制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一，在衬底的上表面依次形成第一型电流扩展层、第一型限制层、有源层、第二型限制层、第二型电流扩展层、防扩层及保护层；
步骤二，腐蚀去除保护层；
步骤三，在防扩层上光刻复数个通孔，通孔腐蚀至第二型电流扩展层，在防扩层上蒸镀金属，金属填满通孔形成导电通道，与第二型电流扩展层形成欧姆接触，而在非导电通道的区域形成金属反射镜；
步骤四，将金属反射镜键合在具有导电性的硅基板上，去除衬底；并在硅基板的另一面形成第二电极；在第一型电流扩展层上形成第一电极；
步骤五，在第一电极和第二电极上形成保护膜，采用粗化工艺在第一型电流扩展层的表面形成粗化形貌；
步骤六，由第一型电流扩展层向硅基板方向进行第一次切割，切割深度至硅基板表面或表面往下小于10微米；
步骤七，所述防扩层至少包括第二防扩层，采用氧化工艺将第二防扩层的外延材料转变成氧化物介质层；
步骤八，除去第一电极和第二电极上的保护膜，第二次切割分裂得到发光二极管。
2.如权利要求1所述的一种具有防扩层的发光二极管制造方法，其特征在于：步骤七中，所述防扩层还包括第一防扩层，采用氧化工艺，将第一防扩层的部分外延材料氧化形成布拉格反射层。
3.如权利要求1或2所述方法制造的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：有源层一侧依次为第一型限制层、第一型电流扩展层及第一电极，在有源层另一侧依次形成第二型限制层、第二型电流扩展层、硅基板及第二电极；在第二型电流扩展层与衬底之间形成防扩层，所述防扩层至少包括第二防扩层，第二防扩层被氧化为氧化物介质膜，防扩层为无导电型掺杂的绝缘层，在防扩层中形成导电通道，且在防扩层上形成金属反射镜，金属反射镜位于防扩层与衬底之间。
4.如权利要求3所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：所述第二防扩层由单层膜外延结构组成，所述单层膜外延结构为砷化物材料。
5.如权利要求4所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：所述单层膜外延结构的组成材料为AlxGa1-xAs（0.95≤x≤1）。
6.如权利要求5所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：所述单层膜外延结构由单层的AlAs材料构成，且AlAs材料的厚度为280nm。
7.如权利要求3所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：所述防扩层还包括第一防扩层，第一防扩层与第二型电流扩展层连接，第一防扩层为多层膜外延结构，第二防扩层为单层膜外延结构。
8.如权利要求7所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：第一防扩层由n组AlxGa1-xAs和AlyGa1-yAs交替构成，1≤n≤15，0.95≤x≤1，0≤y≤0.7；且第二防扩层的组成材料为AlxGa1-xAs，0.95≤x≤1。
9.如权利要求7所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：第一防扩层形成布拉格反射层，低折射率材料层的膜厚度D1=（2k+1）λ/（4n1），其中k≥0且为整数；高折射率材料层的膜厚度D2=（2k+1）λ/（4n2）；其中k≥0且为整数；λ为需要反射光的波长，单位nm；n1、n2为光的折射率，且n1<n2。
10.如权利要求4或7所述的一种具有防扩层的发光二极管，其特征在于：所述第二防扩层的厚度d满足范围80nm≤ d ≤350nm；且d满足（2k+1）λ/（4n2），其中k≥0且为整数，λ为需要反射光的波长，单位nm，n2为光的折射率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410338035.6A CN104112805B (zh) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | 一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410338035.6A CN104112805B (zh) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | 一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104112805A true CN104112805A (zh) | 2014-10-22 |
| CN104112805B CN104112805B (zh) | 2017-09-26 |
Family
ID=51709525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410338035.6A Active CN104112805B (zh) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | 一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104112805B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110571319A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-13 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多堆栈odr的倒装led结构及制作方法 |
| CN112563378A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-26 | 西安立芯光电科技有限公司 | 一种氧化增光二极管制作方法 |
| CN113178533A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-27 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及显示装置 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1355569A (zh) * | 2000-11-27 | 2002-06-26 | 国联光电科技股份有限公司 | 发光二极体结构及其制造方法 |
| CN1449060A (zh) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | 国联光电科技股份有限公司 | 发光二极管的结构及其制造方法 |
| CN1998116A (zh) * | 2004-02-25 | 2007-07-11 | 安捷伦科技有限公司 | 半导体器件中减少氧化引入缺陷的应变补偿结构 |
| JP4253207B2 (ja) * | 2002-06-11 | 2009-04-08 | 株式会社リコー | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子および面発光型半導体レーザ素子の製造方法および面発光型半導体レーザ素子および面発光型半導体レーザアレイおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム |
| CN101937960A (zh) * | 2010-08-20 | 2011-01-05 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种垂直结构AlGaInP发光二极管及其制造方法 |
| TW201145561A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-16 | Huga Optotech Inc | Light emitting device |
| CN102315345A (zh) * | 2010-07-05 | 2012-01-11 | 广镓光电股份有限公司 | 发光元件 |
| CN103117349A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-22 | 大连美明外延片科技有限公司 | 一种高亮度AlGaInP发光二极管及其制造方法 |
| US20130175563A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Siliconware Precision Industries Co., Ltd. | Led chip structure, packaging substrate, package structure and fabrication method thereof |
| CN204144308U (zh) * | 2014-07-16 | 2015-02-04 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种具有防扩层的外延结构和发光二极管 |
-
2014
- 2014-07-16 CN CN201410338035.6A patent/CN104112805B/zh active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1355569A (zh) * | 2000-11-27 | 2002-06-26 | 国联光电科技股份有限公司 | 发光二极体结构及其制造方法 |
| CN1449060A (zh) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | 国联光电科技股份有限公司 | 发光二极管的结构及其制造方法 |
| JP4253207B2 (ja) * | 2002-06-11 | 2009-04-08 | 株式会社リコー | 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子および面発光型半導体レーザ素子の製造方法および面発光型半導体レーザ素子および面発光型半導体レーザアレイおよび光送信モジュールおよび光送受信モジュールおよび光通信システム |
| CN1998116A (zh) * | 2004-02-25 | 2007-07-11 | 安捷伦科技有限公司 | 半导体器件中减少氧化引入缺陷的应变补偿结构 |
| TW201145561A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-16 | Huga Optotech Inc | Light emitting device |
| CN102315345A (zh) * | 2010-07-05 | 2012-01-11 | 广镓光电股份有限公司 | 发光元件 |
| CN101937960A (zh) * | 2010-08-20 | 2011-01-05 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种垂直结构AlGaInP发光二极管及其制造方法 |
| CN103117349A (zh) * | 2011-11-17 | 2013-05-22 | 大连美明外延片科技有限公司 | 一种高亮度AlGaInP发光二极管及其制造方法 |
| US20130175563A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | Siliconware Precision Industries Co., Ltd. | Led chip structure, packaging substrate, package structure and fabrication method thereof |
| CN204144308U (zh) * | 2014-07-16 | 2015-02-04 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种具有防扩层的外延结构和发光二极管 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110571319A (zh) * | 2019-10-17 | 2019-12-13 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种多堆栈odr的倒装led结构及制作方法 |
| CN112563378A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-03-26 | 西安立芯光电科技有限公司 | 一种氧化增光二极管制作方法 |
| CN112563378B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-02-25 | 西安立芯光电科技有限公司 | 一种氧化增光二极管制作方法 |
| CN113178533A (zh) * | 2021-04-14 | 2021-07-27 | 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 | 显示面板及显示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104112805B (zh) | 2017-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10050181B2 (en) | Light emitting diode and fabrication method thereof | |
| TWI324401B (en) | Fabrication method of high-brightness light emitting diode having reflective layer | |
| JP3724620B2 (ja) | 発光ダイオードの製造方法 | |
| CN102130260B (zh) | 发光装置及其制造方法 | |
| JP5045418B2 (ja) | ＧａＮ系ＬＥＤ素子、ＧａＮ系ＬＥＤ素子の製造方法およびＧａＮ系ＬＥＤ素子製造用テンプレート | |
| CN104576857A (zh) | 一种高反射层倒装led芯片结构及其制作方法 | |
| CN104201268A (zh) | 一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管制作方法 | |
| CN103887384A (zh) | 一种具有反射和电流阻挡特性的发光元件及其制造方法 | |
| CN102800764B (zh) | 半导体发光装置及其制造方法 | |
| CN104112805A (zh) | 一种具有防扩层的发光二极管及其制造方法 | |
| CN104733487A (zh) | 一种具有立体发光结构的高压发光二极管 | |
| CN102522400B (zh) | 一种防静电损伤的垂直发光器件及其制造方法 | |
| CN204144308U (zh) | 一种具有防扩层的外延结构和发光二极管 | |
| CN104993031B (zh) | 高压倒装led芯片及其制造方法 | |
| CN206003793U (zh) | 一种铜基板高亮度AlGaInP发光二极管 | |
| CN104377291B (zh) | Led芯片及其制备方法 | |
| CN106449933B (zh) | 一种发光二极管芯片及其制备方法 | |
| CN112864293A (zh) | 一种垂直结构深紫外led芯片及其制造方法 | |
| CN104752452B (zh) | 一种具有立体发光结构的高压发光二极管制作方法 | |
| CN101783377B (zh) | 发光二极管晶粒等级封装 | |
| CN104183679A (zh) | 一种具有嵌入式扩展电极的红外发光二极管 | |
| CN204720452U (zh) | 一种具有立体发光结构的高压发光二极管 | |
| CN102130249B (zh) | 超亮度发光二极管及其制作方法 | |
| CN201594549U (zh) | 三维垂直结构的半导体外延薄膜贴片式封装 | |
| CN104393138B (zh) | 一种具有电极出光的发光二极管 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190326 Address after: 361101 Xiangtian Road 267, Xiamen Torch High-tech Zone (Xiangan) Industrial Zone, Xiamen City, Fujian Province Patentee after: Xiamen Qian Zhao Semiconductor Technology Co., Ltd. Address before: 361100 Xiangyue Road, Xiangyuan Industrial Park, Xiamen City, Fujian Province Patentee before: Xiamen Changelight Co., Ltd. |