CN205790050U - 一种高亮度反极性的AlGaInP基发光二极管晶圆 - Google Patents

一种高亮度反极性的AlGaInP基发光二极管晶圆 Download PDF

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杨凯
何胜
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张永
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一种高亮度反极性的AlGaInP基发光二极管晶圆，属于光电子技术领域，特别涉及AlGaInP四元系发光二极管的制造技术领域。本实用新型特点是：金属键合层和镜面层分别以各晶粒为单位呈分布式排列，各晶粒的金属键合层对应地包裹在相应的晶粒的ITO薄膜层下方的镜面层外；在各晶粒的主电极和N‑AlGaInP电流扩展层周围的发光区上设置介质膜导电孔层。本实用新型在电极下方P面和N面均形成了肖特基结，从而减小了电流的无效注入，提升了发光效率，可使后结工艺的切割道上没有金属粘结层，降低亮度损失，提升产品良率，减少后端工艺流程，降低切割成本，同时也避免了客户端在进行灌胶作业时，漏电、爬胶等问题。

Description

一种高亮度反极性的AlGaInP基发光二极管晶圆
技术领域
本实用新型属于光电子技术领域，特别涉及AlGaInP四元系发光二极管的制造技术领域。
背景技术
四元系AlGaInP是一种具有直接宽带隙的半导体材料，已广泛应用于多种光电子器件的制备。由于材料发光波段可以覆盖可见光的390～780nm波段，使用这种材料制成的可见光高亮度发光二极管得到越来越多关注。发光二极管，尤其是AlGaInP（四元系）红光高亮度发光二极管已大量用于户外显示、监控照明、汽车灯等许多方面。
相对于普通结构的AlGaInP LED芯片，高亮度AlGaInP芯片通过键合技术实现衬底置换，使用具有良好导热性能的硅衬底（硅的热导率约为1.5W/K.cm）代替砷化镓衬底（砷化镓的热导率约为0.8W/K.cm），芯片具有更低热阻值，散热性能更好，有效提高器件的可靠性。为了克服光在芯片与封装材料界面处的全反射而降低取光效率，还在芯片制作一些表面纹理结构。另外，在P-GaP上镀反射层，比普通红光外延层中生长DBR反射镜出光效率更高。反射层由低折射率的介质膜和高反射率金属层构成，介质膜通过负胶剥离制作出导电孔，镜面层通过导电孔同P-GaP形成电学接触。
传统生产晶圆的工艺中，为了使ITO薄膜层与p-GaP窗口层形成良好的电学接触，需要在ITO薄膜层与p-GaP窗口层之间制作呈均匀分布的介质膜导电孔层，有部分导电孔难免会出现在切割道上，在进行后段切割后，由于孔的颜色发黑会导致目检机进行芯粒识别时较为困难，也会在进行异常挑除时造成误判，降低产品良率。到客户端在进行固晶作业时，也会造成识别困难的问题，会带来客诉，甚至影响产品信誉。
此外，传统工艺中切割道上的金属键合层在后端需要进行激光切割，切割碎屑难免会溅射到有源区造成器件漏电等可靠性问题，同时激光切割烧灼产生的黑色生成物一定程度上吸光，造成激光半切后器件的亮度下降。到客户端封装灌胶时，可能会引起爬胶等问题，会影响良率，降低产品竞争力。
实用新型内容
本实用新型目的在于提出一种可以改善均匀分布的导电孔带来的电流无效注入影响出光效率和激光对切割道金属进行切割引起漏电和爬胶问题的高亮度反极性的AlGaInP基发光二极管。
本实用新型技术方案是：在衬底下方设置背电极，在衬底上方依次设置金属键合层、镜面反射层、外延层和扩展电极，在扩展电极上设置主电极；
所述镜面反射层由介质膜导电孔层、ITO薄膜层和镜面层组成；所述镜面层设置在金属键合层上方，ITO薄膜层设置在镜面层上方，介质膜导电孔层设置在ITO薄膜层上方；
所述外延层包括依次设置在介质膜导电孔层上方的P-GaP窗口层、缓冲层、P-AlGaInP限制层、MQW多量子阱有源层、N-AlGaInP限制层、N-AlGaInP电流扩展层、粗化层和N-GaAs欧姆接触层；
本实用新型特点是：所述金属键合层和镜面层分别以各晶粒为单位呈分布式排列，各晶粒的金属键合层对应地包裹在相应的晶粒的ITO薄膜层下方的镜面层外；在各晶粒的主电极和N-AlGaInP电流扩展层周围的发光区上设置介质膜导电孔层。
本实用新型由于导电孔均匀分布在主电极和N-AlGaInP电流扩展层周围的发光区上，在电极下方P面和N面均形成了肖特基结，从而减小了电流的无效注入，提升了发光效率。
本实用新型由于金属键合层和镜面层分别以各晶粒为单位呈分布式排列，避免采用激光设备将一整个晶圆分割成独立晶粒的工艺中识别困难的问题，切割道上没有金属粘结层，降低亮度损失，提升产品良率，减少后端工艺流程，降低切割成本，同时也避免了客户端在进行灌胶作业时，漏电、爬胶等问题，提高产品竞争力。
附图说明
图1为本实用新型的一种结构示意图。
图2为图1的俯向视图。
具体实施方式
如图1、2所示，在衬底101上设置有分布式金属键合层103、215（一粒晶粒的下方为一个完整的金属键合层），以及镜面反射层、外延层、扩展电极303和主电极302。外延层通过分布式金属键合层103、215与镜面反射层相连接，镜面反射层上为外延层。
镜面反射层包括：分布式MgF2介质膜导电孔层212、ITO薄膜层213和分布式镜面层214。
外延层包括：P-GaP窗口层211，缓冲层210， P-AlGaInP限制层209，MQW多量子阱有源层208， N-AlGaInP限制层207，N-AlGaInP电流扩展层206，粗化层205，N-GaAs欧姆接触层204。
分布式MgF2介质膜导电孔层212为理论增透膜最佳厚度的MgF2薄膜，导电孔均匀分布在主电极302和N-AlGaInP电流扩展层206周围的发光区上，在后续一整个晶圆分割成独立晶粒的工艺切割道上无导电孔和金属粘结层。
在衬底101背面设置Ti/Au背电极102。
综上所述，本实用新型提出的具有分布式导电孔结构的AlGaInP发光二极管，由于导电孔均匀分布在主电极302和N-AlGaInP电流扩展层206周围的发光区上，在电极下方P面和N面均形成了肖特基结，从而减小了电流的无效注入，提升了发光效率。

Claims (1)

1.一种高亮度反极性的AlGaInP基发光二极管晶圆，包括衬底，在衬底下方设置背电极，在衬底上方依次设置金属键合层、镜面反射层、外延层和扩展电极，在扩展电极上设置主电极；
所述镜面反射层由介质膜导电孔层、ITO薄膜层和镜面层组成；所述镜面层设置在金属键合层上方，ITO薄膜层设置在镜面层上方，介质膜导电孔层设置在ITO薄膜层上方；
所述外延层包括依次设置在介质膜导电孔层上方的P-GaP窗口层、缓冲层、P-AlGaInP限制层、MQW多量子阱有源层、N-AlGaInP限制层、N-AlGaInP电流扩展层、粗化层和N-GaAs欧姆接触层；
其特征在于：所述金属键合层和镜面层分别以各晶粒为单位呈分布式排列，各晶粒的金属键合层对应地包裹在相应的晶粒的ITO薄膜层下方的镜面层外；在各晶粒的主电极和N-AlGaInP电流扩展层周围的发光区上设置介质膜导电孔层。
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