一种出光增强型反极性AlGaInP发光二极管及其制备方法与流程
本发明涉及一种出光增强型反极性algainp发光二极管及其制备方法，属于光电子。
背景技术：
1、作为最受重视的光源技术之一，led一方面具有体积小的特征；另一方面具备低电流、低电压驱动的省电特性；同时它还具有结构牢固、抗冲击和抗震能力强，超长寿命等众多优点。四元aigalnp是一种具有直接宽带隙的半导体材料，己广泛应用于多种光电子器件的制备。由于aigalnp材料的发光波段可以覆盖可见光的红光到黄绿波段，由此制成的可见光发光二极管受到广泛关注。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。
2、目前，对于四元algainp反极性发光二极管，一般采用algainp粗化配合gap粗化、分段刻蚀等工艺来提高其亮度，随着对亮度需求越来越高，需要同时采用三种工艺来实现。采用的工艺越多，带来的良率损失以及成本增加就越多。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法。该制备方法通过对光刻胶的厚度及坚膜温度及icp刻蚀条件进行优化调整，在刻蚀过程中实现发光区外扩，通过后续algainp粗化实现亮度提升，该方法只需要algainp粗化和分段刻蚀即可实现三种工艺的效果，大幅减少工艺流程，提升生产效率，降低成本。
2、本发明的技术方案如下：
3、一种出光增强型反极性algainp发光二极管，由下自上依次包括永久衬底欧姆接触电极、永久衬底、反射镜、介质膜、p型欧姆接触层、p-gap欧姆接触层、p-algainp电流扩展层、p-alinp限制层、mqw多量子阱层、n-aiinp限制层、n-algainp电流扩展层、n-algainp粗化层、n-gaas欧姆接触层和n面电极。
4、一种上述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，包括如下步骤：
5、(1)采用mocvd方法，在n-gaas临时衬底上依次生长n-gaas缓冲层、n-galnp阻挡层、n-gaas欧姆接触层、n-algainp粗化层、n-algainp电流扩展层、n-alinp限制层、mqw多量子阱层、p-alinp限制层、p-algainp电流扩展层和p-gap欧姆接触层；
6、(2)在步骤(1)外延片的p-gap欧姆接触层上沉积介质层，然后经过光刻、蒸镀、腐蚀、剥离处理后，形成p型欧姆接触层；
7、(3)在步骤(2)所得晶圆的表面蒸镀反射镜；
8、(4)将步骤(3)所得晶圆与永久衬底进行键合；
9、(5)去除键合后晶圆的n-gaas临时衬底和n-gainp阻挡层；
10、(6)腐蚀掉电极以外区域的n-gaas欧姆接触层；
11、(7)在步骤(6)保留的n-gaas欧姆接触层上蒸镀n面电极，并通过合金工艺形成欧姆接触；
12、(8)将步骤(7)所得晶圆进行光刻切割道图形，坚膜后使用icp刻蚀形成切割道，刻蚀过程中实现发光区外扩；
13、(9)将步骤(8)所得晶圆进行algainp粗化；
14、(10)将永久衬底减薄，然后蒸镀欧姆接触金属并合金，形成永久衬底欧姆接触电极；
15、(11)采用激光划片或金刚刀切割方式得到发光二极管。
16、优选的，步骤(2)中，所述介质层为sio2介质膜。
17、优选的，步骤(3)中，所述反射镜为金镜或银镜。
18、优选的，步骤(4)中，键合方法为au-au键合或者au-in键合，键合温度为200～350℃，压力为200～500kg，时间为30～50min。
19、优选的，步骤(5)中，采用氨水、双氧水、水的混合溶液去除键合后晶圆的n-gaas临时衬底；所述混合溶液中，氨水、双氧水、水的体积比为1:4:5。
20、优选的，步骤(5)中，采用盐酸、水的混合溶液去除所述n-gainp阻挡层；所述混合溶液中，盐酸：水的体积比为3:2。
21、优选的，步骤(7)中，n面电极为augeniptau电极，并在380℃下合金10min形成欧姆接触。
22、优选的，步骤(8)中，光刻胶的厚度为3.5-4.5um，坚膜温度为80-100℃，坚膜时间10-20min。
23、进一步优选的，步骤(8)中，形成切割道并实现发光区外扩的具体方法如下：
24、首先执行第一段刻蚀：调节第一段icp刻蚀参数为rf功率350～450w、icp功率650～750w、压力5.5～6.5mt、温度25-30℃、氯气55～65sccm、三氯化硼18～22sccm，刻蚀8～10min；
25、然后执行第二段刻蚀：第二段的刻蚀温度为18-22℃，时间4-6min；
26、在第一段刻蚀中，由于温度高，功率大，晶圆温度超过光刻胶的玻璃化温度，光刻胶流动外扩，通过调整第一段刻蚀的功率、温度，控制外扩大小。
27、上述技术方案中未做详细说明和限定的，均参照发光二极管制作的现有技术进行。
28、本发明的有益效果为：
29、本发明通过对光刻胶的厚度及坚膜温度及icp刻蚀条件进行优化调整，在刻蚀过程中实现发光区外扩，通过后续algainp粗化实现亮度提升，该方法只需要algainp粗化和分段刻蚀即可实现三种工艺的效果，大幅减少工艺流程，提升生产效率，降低成本。
技术特征：
1.一种出光增强型反极性algainp发光二极管，其特征在于，由下自上依次包括永久衬底欧姆接触电极、永久衬底、反射镜、介质膜、p型欧姆接触层、p-gap欧姆接触层、p-algainp电流扩展层、p-alinp限制层、mqw多量子阱层、n-aiinp限制层、n-algainp电流扩展层、n-algainp粗化层、n-gaas欧姆接触层和n面电极。
2.一种基于权利要求1所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述介质层为sio2介质膜。
4.根据权利要求2所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述反射镜为金镜或银镜。
5.根据权利要求2所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，键合方法为au-au键合或者au-in键合，键合温度为200～350℃，压力为200～500kg，时间为30～50min。
6.根据权利要求2所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，采用氨水、双氧水、水的混合溶液去除键合后晶圆的n-gaas临时衬底；所述混合溶液中，氨水、双氧水、水的体积比为1:4:5。
7.根据权利要求6所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，采用盐酸、水的混合溶液去除所述n-gainp阻挡层；所述混合溶液中，盐酸：水的体积比为3:2。
8.根据权利要求2所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(7)中，n面电极为augeniptau电极，并在380℃下合金10min形成欧姆接触。
9.根据权利要求2所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(8)中，光刻胶的厚度为3.5-4.5um，坚膜温度为80-100℃，坚膜时间10-20min。
10.根据权利要求9所述的出光增强型反极性algainp发光二极管的制备方法，其特征在于，步骤(8)中，形成切割道并实现发光区外扩的具体方法如下：
技术总结
本发明涉及一种出光增强型反极性AlGaInP发光二极管及其制备方法，属于光电子技术领域，本发明通过对光刻胶的厚度及坚膜温度及ICP刻蚀条件进行优化调整，在刻蚀过程中实现发光区外扩，通过后续AlGaInP粗化实现亮度提升，该方法只需要AlGaInP粗化和分段刻蚀即可实现三种工艺的效果，大幅减少工艺流程，提升生产效率，降低成本。
技术研发人员：吴向龙,闫宝华,王成新
受保护的技术使用者：山东浪潮华光光电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23