CN108417677B - 一种led芯片及其窗口层的粗化方法 - Google Patents
一种led芯片及其窗口层的粗化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108417677B CN108417677B CN201810194286.XA CN201810194286A CN108417677B CN 108417677 B CN108417677 B CN 108417677B CN 201810194286 A CN201810194286 A CN 201810194286A CN 108417677 B CN108417677 B CN 108417677B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- window layer
- window
- led chip
- metal layer
- 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.)
- Active
Links
- 238000007788 roughening Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 69
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 69
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 241
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 22
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229910002059 quaternary alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000007771 core particle Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N indium;tin;hydrate Chemical compound O.[In].[Sn] MRNHPUHPBOKKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 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
- H01L33/02—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
- H01L33/04—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- 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
-
- 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
- H01L33/20—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 particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
本发明提供了一种LED芯片及其窗口层的粗化方法，包括：在半导体衬底的一侧依次形成DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，并对所述窗口层进行第一次掺杂；在所述窗口层表面形成金属层，并进行高温热处理，以使所述金属层中的金属原子向所述窗口层移动，对所述窗口层进行第二次掺杂；去除所述窗口层表面的金属层，得到粗化的窗口层表面。本发明不仅可以通过对金属层的刻蚀实现对窗口层表面的粗化处理，避免窗口层表面的过粗化，而且，还可以通过高温热处理可以使金属层中的金属原子向窗口层移动，对窗口层进行二次掺杂，从而可以进一步减小窗口层与ITO电流扩展层的接触电阻，提升LED芯片的性能。
Description
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，更具体地说，涉及一种LED芯片及其窗口层的粗化方法。
背景技术
现有的一种LED芯片包括：从下往上依次设置的背电极、GaAs衬底、DBR(Distributed Bragg Reflector，分布式布拉格反射器)反射层、n型限制层、MQW(MultiQuantum Well，多量子阱)有源层、p型限制层、GaP窗口层和主电极。
由于GaP窗口层的折射率为3.3，与空气的折射率相差较大，因此，光从GaP窗口层表面出射到空气中时，会在界面处发生强烈的全反射。由于反射回LED芯片内部的光会被GaAs衬底吸收，因此，会导致LED芯片的发光效率大幅下降。
虽然可以通过在GaP窗口层表面沉积ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)透明导电层作为P面电流扩展层，同时也作为折射率过渡层，来减小全反射现象，但是，由于ITO的折射率为1.9，与空气的折射率仍有一定的差异，因此，仍有很大一部分光被反射回GaAs衬底而被吸收。
此外，虽然还可以通过对GaP窗口层的表面进行粗化处理，来破坏GaP窗口层的表面平整度，减少界面全反射，但是，无论采用干法刻蚀还是采用湿法刻蚀对GaP窗口层的表面进行粗化处理，都无法避免会使GaP窗口层的表面过粗化，即粗化过深、过大。
一旦GaP窗口层表面过粗化，就会导致GaP窗口层的表面重掺杂层受到严重破坏，进而导致ITO透明导电层和GaP窗口层的接触电阻过大，使得LED芯片的性能较差。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种LED芯片及其窗口层的粗化方法，以解决现有技术中LED芯片的窗口层表面过粗化的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种LED芯片窗口层的粗化方法，包括：
在半导体衬底的一侧依次形成DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，并对所述窗口层进行第一次掺杂；
在所述窗口层表面形成金属层，并进行高温热处理，以使所述金属层中的金属原子向所述窗口层移动，对所述窗口层进行第二次掺杂；
去除所述窗口层表面的金属层，得到粗化的窗口层表面。
优选地，在所述窗口层表面形成金属层之前，还包括：
对所述窗口层的部分区域进行刻蚀形成凹槽。
优选地，去除所述窗口层表面的金属层之后，还包括：
在所述窗口层的粗化表面形成电流扩展层；
在所述电流扩展层表面形成第一电极；
在所述半导体衬底的另一侧形成第二电极。
优选地，去除所述窗口层表面的金属层，包括：
采用化学溶液去除所述窗口层表面的金属层；
其中，得到的所述窗口层的粗化表面的粗化深度为5nm～100nm。
优选地，所述金属层的厚度为50nm～550nm；
所述金属层的材料为Au、AuBe、AuZn、Ni、Al、Gr、Ti、Pt中的一种或者几种的组合。
优选地，所述高温热处理的温度范围为400℃～600℃，所述高温热处理的时间范围为10min～60min。
一种LED芯片，包括半导体衬底，位于所述半导体衬底一侧的DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，所述窗口层背离所述半导体衬底一侧的表面为粗化的表面，所述窗口层为经过了两次掺杂的窗口层。
优选地，所述LED芯片还包括位于所述窗口层表面的ITO电流扩展层、位于所述电流扩展层表面的第一电极，以及，位于所述半导体衬底另一侧的第二电极。
优选地，所述粗化的表面的粗化深度为5nm～100nm。
优选地，所述窗口层具有凹槽，所述第一电极与所述凹槽对应设置。
与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：
本发明所提供的LED芯片及其窗口层的粗化方法，不仅可以通过对金属层的刻蚀实现对窗口层表面的粗化处理，避免窗口层表面的过粗化，进而避免窗口层与后续形成的电流扩展层的接触电阻过大，而且，还可以通过高温热处理可以使金属层中的金属原子向窗口层移动，对窗口层进行二次掺杂，从而可以进一步减小窗口层与电流扩展层的接触电阻，提升LED芯片的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种LED芯片窗口层粗化方法的流程图；
图2～图4为本发明实施例提供的一种LED芯片窗口层粗化过程的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种LED芯片窗口层的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种LED芯片的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种LED芯片的结构示意图。
具体实施方式
正如背景技术所述，ITO电流扩展层为重掺杂N型半导体，其要求GaP窗口层也必须具有较高的掺杂浓度，否则，ITO电流扩展层在与GaP窗口层接触时，易在界面处形成反向PN结，导致ITO电流扩展层与GaP窗口层的接触电阻过大，接触电压过高。
但是，受MOCVD(Metal-organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化合物化学气相沉淀)等外延薄膜生长技术的限制，GaP窗口层的厚度通常不会太厚，一般只有20nm～60nm，因此，一旦GaP窗口层表面过粗化，就会导致GaP窗口层表面的重掺杂层受到严重破坏，进而导致ITO电流扩展层和GaP窗口层的接触电阻过大，使得LED芯片的性能较差。
基于此，本发明提供了一种LED芯片窗口层的粗化方法，以克服现有技术存在的上述问题，包括：
在半导体衬底的一侧依次形成DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，所述窗口层的表面具有重掺杂层；
在所述窗口层表面形成金属层，并进行高温热处理，以使所述金属层中的金属原子向所述窗口层移动，对所述窗口层进行二次掺杂；
去除所述窗口层表面的金属层，得到粗化的窗口层表面。
本发明所提供的LED芯片及其窗口层的粗化方法，不仅可以通过对金属层的刻蚀实现对窗口层表面的粗化处理，避免窗口层表面的过粗化，进而避免窗口层与后续形成的电流扩展层的接触电阻过大，而且，还可以通过高温热处理可以使金属层中的金属原子向窗口层移动，对窗口层进行二次掺杂，从而可以进一步减小窗口层与电流扩展层的接触电阻，提升LED芯片的性能。
以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种LED芯片窗口层的粗化方法，如图1所示，包括：
S101：在半导体衬底的一侧依次形成DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，所述窗口层的表面具有重掺杂层。
本实施例中仅以四元系正极性LED芯片为例进行说明，但是，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，LED芯片还可以是其他材料体系的LED芯片，如二元系、三元系LED芯片，同样，在其他实施例中，LED芯片不仅限于正极性LED芯片，还可以是水平电极结构的LED芯片，如蓝宝石衬底的GaN基蓝绿光LED芯片和透明衬底的倒装LED芯片等。需要说明的是，本发明实施例提供的粗化方法主要应用于具有GaP窗口层的LED芯片，当然，本发明并不仅限于此。
本实施例中，采用MOCVD技术在半导体衬底(GaAs)上生长四元系正极性外延结构，如图2所示，该外延结构主要包括：在半导体衬底10上依次设置的DBR反射层(AlGaAs)11、n型限制层(n型AlGaInP)12、MQW量子阱有源层13、p型限制层(p型AlGaInP)14和窗口层(p型GaP)15。当然，本发明实施例中还可以采用其他外延技术生长薄膜，在此不再赘述。
其中，窗口层15的总厚度约为5um，该窗口层15的表面具有重掺杂层，该重掺杂层的厚度约为30nm～60nm，也就是说，在形成窗口层15后，对窗口层15进行了第一次掺杂。在本发明的一个实施例中，该重掺杂层的掺杂元素为Mg，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中也可以采用其他元素对窗口层15进行第一次掺杂。进一步地，为了保证窗口层15与后续形成的电流扩展层具有良好的欧姆接触，该重掺杂层的掺杂浓度在2×1018cm-3以上。
S102：在所述窗口层表面形成金属层，并进行高温热处理，以使所述金属层中的金属原子向所述窗口层移动，对所述窗口层表面的重掺杂层进行二次掺杂；
在半导体衬底10上生长外延结构之后，采用丙酮、异丙醇、去离子水等方式清洗窗口层15表面，然后采用电子束蒸镀方式，在窗口层15表面沉积一层金属层16，如图3所示，然后将LED芯片放入管式炉中进行高温热处理，即进行高温退火，以使金属层16中的金属原子向窗口层15移动，并对窗口层15进行第二次掺杂。
本实施例中，金属层16的材料为Au、AuBe、AuZn、Ni、Al、Gr、Ti、Pt中的一种或者几种的组合。也就是说，金属层16可以是Au金属层，也可以是AuBe金属层，也可以是Au和AuBe组合成的双层金属层即Au/AuBe金属层，还可以是Au、AuBe和Au组合成的三层金属层即Au/AuBe/Au金属层等。
本实施例中仅以金属层16为AuBe金属层为例进行说明。本实施例中，金属层16的厚度约为50nm～550nm。可选地，当金属层16为Au/AuBe/Au金属层时，Au/AuBe/Au的厚度分别是50nm、80nm和400nm。本实施例中，高温热处理的温度范围为400℃～600℃，时间范围为10min～60min，也就是说，将具有金属层16的LED芯片放入管式炉中在400℃～600℃的温度下退火10min～60min。在此过程中，窗口层15和金属层16会相互扩散形成合金，也就是说，金属层16中的Au和Be会向窗口层15移动，并对窗口层15进行第二次掺杂。
S103：去除所述窗口层表面的金属层，得到粗化的窗口层表面。
本实施例中，采用化学溶液去除窗口层15表面的金属层16，得到微粗化后的窗口层15表面，如图4所示。由于化学溶液需先刻蚀掉金属层16再刻蚀窗口层15的表面，因此，与直接刻蚀窗口层15的表面相比，刻蚀深度容易控制，不容易出现窗口层15表面过刻蚀即过粗化的问题。需要说明的是，金属层16需要全部去除，以免金属层16影响LED芯片的出光率。
其中，化学溶液可以为I2：KI：H2O，当然，本发明并不仅限于此。本实施例中是采用湿法刻蚀工艺对金属层进行刻蚀，得到的窗口层15的粗化表面的粗化深度为5nm～100nm，当然，本发明并不仅限于此，在其他实施例中，还可以采用干法刻蚀工艺对窗口层15进行刻蚀。
本发明实施例提供的粗化方法，不仅可以通过对金属层16的刻蚀实现对窗口层15表面的粗化处理，避免窗口层15表面的过粗化，进而避免窗口层15与后续形成的ITO电流扩展层的接触电阻过大，而且，还可以通过高温热处理可以使金属层16中的金属原子向窗口层15移动，对窗口层15进行二次掺杂，从而可以进一步减小窗口层15与后续形成的ITO电流扩展层的接触电阻，提升LED芯片的性能。
在本发明的另一实施例中，如图5所示，在窗口层15表面形成金属层16之前，还包括：对窗口层15的部分区域进行刻蚀形成凹槽151。
上述部分区域是预设第一电极即P型电极的区域。采用丙酮、异丙醇、去离子水等方式清洗窗口层15表面后，采用光刻工艺在窗口层15的部分区域开槽，该凹槽151的直径L约为120um、深度D约为130nm。在窗口层15刻蚀凹槽151的目的是去除第一电极即P型电极下面的重掺杂层，使P面载流子尽可能往LED芯片边缘传导开来。这是因为若P面载流子直接从P型电极向下传导，在MQW量子阱有源层13复合发出的光线从P面出射时会被P型电极挡住，而通过形成凹槽151可以使P面载流子往边沿传导，这样不但可以充分利用MQW量子阱有源层13的发光区域，而且可以在出光时尽可能避开P型电极的遮挡，有效提升LED芯片的发光效率。
进一步地，在上述任一实施例的基础上，去除窗口层15表面的金属层16后，还包括：
在窗口层15的粗化表面形成电流扩展层17，可选地，该电流扩展层为ITO透明导电层；
在电流扩展层17表面形成第一电极18；
在半导体衬底10的另一侧形成第二电极19。
本实施例中，仍采用电子束蒸镀的方式，在窗口层15的粗化表面形成一定厚度的电流扩展层17，可选地，该电流扩展层17为ITO透明导电层，该ITO电流扩展层17的厚度为280nm，并且，该ITO电流扩展层17覆盖窗口层15的整个表面。
之后，在ITO电流扩展层17旋涂光刻胶曝光显影形成光刻胶掩膜后，再蒸镀第一电极18，然后再采用光刻胶剥离技术去除ITO电流扩展层17表面的光刻胶，形成如图6所示的第一电极18。
在本发明的另一实施例中，第一电极18与凹槽151对应设置，如图7所示。需要说明的是，生长ITO电流扩展层17后，窗口层15上的凹槽151并未被填满。
之后，对半导体衬底10的另一侧进行研磨减薄，蒸镀第二电极19，并进行快速退火处理，以使第二电极19与半导体衬底10形成欧姆接触。本实施例中，第一电极18为Cr/Ti/Pt/Au金属层，第二电极19为Au/AuGe/Au金属层。
最后，采用芯片切割机划片后即可获得芯粒成品，即获得一粒一粒的LED芯片成品。
采用本发明实施例提供的粗化方法制作的LED芯片，与现有技术相比，发光效率提升了6％，并且，在20mA的工作电流下，工作电压下降了0.05V，LED芯片的性能有了明显提升。
本发明实施例还提供了一种LED芯片，如图6或图7所示，包括半导体衬底10，位于所述半导体衬底10一侧的DBR反射层11、n型限制层12、MQW量子阱有源层13、p型限制层14和窗口层15，其中，所述窗口层15背离所述半导体衬底10一侧的表面为粗化的表面，所述粗化的表面具有经过两次掺杂形成的重掺杂层。
并且，该LED芯片还包括位于窗口层15表面的ITO电流扩展层17、位于所述ITO电流扩展层17表面的第一电极18，以及，位于所述半导体衬底10另一侧的第二电极19。
具体地，在P型限制层14上生长窗口层15后，对窗口层15进行了第一掺杂，掺杂元素为Mg，掺杂浓度在2×1018cm-3以上。在对窗口层15进行表面粗化的过程中，在窗口层15表面形成了金属层，并对金属层进行了高温热处理，以通过金属层中的金属原子对窗口层15表面进行了第二次掺杂。基于此，在去除窗口层15表面的金属层后，窗口层15的表面形成了粗化的表面，并且，该粗化的表面具有经过两次掺杂形成的重掺杂层。
可选地，窗口层15的粗化表面的粗化深度为5nm～100nm。
本发明的另一实施例中，窗口层15具有凹槽151，并且，第一电极18与凹槽151对应设置，即第一电极18设置在凹槽151中。
本实施例中，半导体衬底10为GaAs衬底、DBR反射层11为AlGaAs、n型限制层12为n型AlGaInP、p型限制层14为p型AlGaInP、窗口层15为p型GaP、第一电极18为Cr/Ti/Pt/Au金属层，第二电极19为Au/AuGe/Au金属层，当然，本发明并不仅限于此，在此不再赘述。
本发明实施例提供的LED芯片，避免了窗口层15表面的过粗化，进而避免了窗口层15与后续形成的ITO电流扩展层的接触电阻过大，而且，窗口层15具有经过两次掺杂的重掺杂层，从而可以进一步减小窗口层15与后续形成的ITO电流扩展层的接触电阻，提升LED芯片的性能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种LED芯片窗口层的粗化方法，其特征在于，包括：
在半导体衬底的一侧依次形成DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，并对所述窗口层进行第一次掺杂；
在所述窗口层表面形成金属层，并进行高温热处理，以使所述金属层中的金属原子向所述窗口层移动，对所述窗口层进行第二次掺杂；
去除所述窗口层表面的金属层，得到粗化的窗口层表面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述窗口层表面形成金属层之前，还包括：
对所述窗口层的部分区域进行刻蚀形成凹槽。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，去除所述窗口层表面的金属层之后，还包括：
在所述窗口层的粗化表面形成电流扩展层；
在所述电流扩展层表面形成第一电极；
在所述半导体衬底的另一侧形成第二电极。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，去除所述窗口层表面的金属层，包括：
采用化学溶液去除所述窗口层表面的金属层；
其中，得到的所述窗口层的粗化表面的粗化深度为5nm～100nm。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述金属层的厚度为50nm～550nm；
所述金属层的材料为Au、AuBe、AuZn、Ni、Al、Gr、Ti、Pt中的一种或者几种的组合。
6.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述高温热处理的温度范围为400℃～600℃，所述高温热处理的时间范围为10min～60min。
7.一种LED芯片，包括半导体衬底，位于所述半导体衬底一侧的DBR反射层、n型限制层、MQW量子阱有源层、p型限制层和窗口层，其特征在于，所述窗口层背离所述半导体衬底一侧的表面为粗化的表面，所述窗口层为经过了两次掺杂的窗口层。
8.根据权利要求7所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片还包括位于所述窗口层表面的电流扩展层、位于所述电流扩展层表面的第一电极，以及，位于所述半导体衬底另一侧的第二电极。
9.根据权利要求7或8所述的LED芯片，其特征在于，所述粗化的表面的粗化深度为5nm～100nm。
10.根据权利要求7或8所述的LED芯片，其特征在于，所述窗口层具有凹槽，所述第一电极与所述凹槽对应设置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810194286.XA CN108417677B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种led芯片及其窗口层的粗化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810194286.XA CN108417677B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种led芯片及其窗口层的粗化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108417677A CN108417677A (zh) | 2018-08-17 |
| CN108417677B true CN108417677B (zh) | 2019-07-09 |
Family
ID=63130827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810194286.XA Active CN108417677B (zh) | 2018-03-09 | 2018-03-09 | 一种led芯片及其窗口层的粗化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108417677B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109244205B (zh) * | 2018-09-12 | 2020-08-07 | 肖和平 | 一种倒装结构AlGaInP红光Micro-LED及其制备方法 |
| CN109216521A (zh) * | 2018-10-30 | 2019-01-15 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种led芯片的制备方法及led芯片 |
| CN109755368A (zh) * | 2019-03-12 | 2019-05-14 | 扬州乾照光电有限公司 | 一种发光二极管芯片及其制备方法 |
| EP3951894A4 (en) * | 2019-03-25 | 2022-11-02 | Quanzhou Sanan Semiconductor Technology Co., Ltd. | SEMICONDUCTOR ELECTROLUMINESCENT ELEMENT |
| CN112002787B (zh) * | 2020-10-30 | 2021-03-02 | 南昌凯捷半导体科技有限公司 | 一种具有粗糙表面的红外led外延片制备方法 |
| CN117134194B (zh) * | 2023-10-25 | 2024-01-02 | 吉光半导体科技有限公司 | 垂直腔面发射激光器及其制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2593370Y (zh) * | 2002-12-26 | 2003-12-17 | 炬鑫科技股份有限公司 | 氮化镓基ⅲ－ⅴ族化合物半导体发光装置 |
| CN101515615A (zh) * | 2009-03-31 | 2009-08-26 | 西安电子科技大学 | 基于SiC衬底的AlGaN基多量子阱uv-LED器件及制作方法 |
-
2018
- 2018-03-09 CN CN201810194286.XA patent/CN108417677B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2593370Y (zh) * | 2002-12-26 | 2003-12-17 | 炬鑫科技股份有限公司 | 氮化镓基ⅲ－ⅴ族化合物半导体发光装置 |
| CN101515615A (zh) * | 2009-03-31 | 2009-08-26 | 西安电子科技大学 | 基于SiC衬底的AlGaN基多量子阱uv-LED器件及制作方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108417677A (zh) | 2018-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108417677B (zh) | 一种led芯片及其窗口层的粗化方法 | |
| US7675077B2 (en) | Light-emitting diode and method for manufacturing the same | |
| JP2021513210A (ja) | 発光ダイオード及びその製造方法 | |
| WO2008082097A1 (en) | Light emitting device and fabrication method thereof | |
| EP1536481A2 (en) | GaN-based III-V group compound semiconductor device and p-type electrode for the same | |
| KR101813935B1 (ko) | 발광소자 | |
| US20140197374A1 (en) | Method for manufacturing a nitride semiconductor light emitting device and nitride semiconductor light emitting device manufactured thereby | |
| WO2022135344A1 (zh) | 一种提高紫外AlInGaN发光二极管TM模出光效率的方法 | |
| WO2019024329A1 (zh) | 一种紫外led外延芯片倒装结构及其制作方法 | |
| CN109411582A (zh) | 一种表面粗化的led芯片及其制作方法 | |
| CN110098295B (zh) | 一种具有导电DBR的GaN基LED的制备方法 | |
| WO2020026573A1 (ja) | 面発光半導体レーザ | |
| CN108336197B (zh) | 一种两步法制备Ag反射镜的垂直结构LED芯片及其制备方法 | |
| KR101008268B1 (ko) | 외부양자효율 개선을 위한 수직구조 발광다이오드 및 그 제조방법 | |
| WO2024113477A1 (zh) | 一种发光元件及其制备方法 | |
| KR101018280B1 (ko) | 수직구조 발광다이오드 및 그 제조방법 | |
| KR20110139909A (ko) | 질화물 반도체 발광소자의 제조방법 및 이에 의해 제조된 질화물 반도체 발광소자 | |
| CN216624315U (zh) | 一种led外延结构 | |
| KR100751632B1 (ko) | 발광 소자 | |
| JP5630276B2 (ja) | 半導体発光素子、半導体発光装置 | |
| KR20110043823A (ko) | 반도체 발광소자 | |
| CN111180561B (zh) | AlGaInP基发光二极管芯片及其制作方法 | |
| CN210040877U (zh) | 一种水平空气柱电流注入孔径结构的垂直腔面发射激光器 | |
| JP2006295057A (ja) | 半導体発光素子およびその製法 | |
| JP4108439B2 (ja) | 発光素子の製造方法及び発光素子 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |