一种侧壁粗化高亮度发光二极管制造技术

本实用新型专利技术公开了一种侧壁粗化高亮度发光二极管，包括砷化镓永久衬底，在砷化镓永久衬底的上面依次设置有缓冲层、发光层、窗口层和第一电极，缓冲层为n型砷化镓，发光层包括AlAs/AlGaAs反射层、N‑AlGaInP下限制层、AlGaInP有源层、P‑AlGaInP上限制层、P‑GaInP缓冲层和P‑GaP粗化层，P‑GaP粗化层包含P‑GaP正面粗化层和P‑GaP侧壁粗化层两部分，在P‑GaP正面粗化层上设置第一电极，P‑GaP侧壁粗化层呈V型槽结构，窗口层为SiN光学薄膜，在砷化镓永久衬底的下面设有第二电极。粗糙化表面经过钝化膜SiN的包覆，不仅可以缩小发光层同封装材料间的折射率差，有助于光的取出，而且可以保护发光区减少漏电异常，提升产品可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及半导体发光二极管领域，尤其是涉及一种侧壁粗化高亮度发光二极管。
技术介绍
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AlGaInP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。传统的垂直结构AlGaInP发光二极管的表层为GaP窗口层，由于GaP同封装材料的折射率差较大，导致大部分的光在出射到GaP窗口层时发生全反射，导致光取出效率较低。有人采用表面粗化的技术来改变出光角度，但效果不佳，粗化造成P-GaP横向扩展能力变差，欧姆接触变差，由于电极下方附近区域的电流密度较高，离电极较远区域的电流密度较低，导致整体的电流注入效率偏低，从而降低了发光二极管的出光效率。高亮度反极性AlGaInP芯片采用键合工艺实现衬底置换，用热性能好的硅衬底（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），AlGaInP芯片具有更低热阻值、散热性能更好的优点，并且还可采用高反射率的全方位反射镜技术来提高反射效率。虽然采用表面粗化技术能改善AlGaInP芯片与封装材料界面处的全反射，亮度会更高，但是由于制作步骤繁多，工艺非常复杂，导致制作成本偏高，成品率低。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种不仅可以缩小发光层同封装材料间的折射率差、有助于光的取出、而且可以保护发光区减少漏电异常、提升产品可靠性的侧壁粗化高亮度发光二极管。本技术的目的是这样实现的：一种侧壁粗化高亮度发光二极管，包括砷化镓永久衬底，在砷化镓永久衬底的上面依次设置有缓冲层、发光层、窗口层和第一电极，缓冲层为n型砷化镓，发光层包括AlAs/AlGaAs反射层、N-AlGaInP下限制层、AlGaInP有源层、P-AlGaInP上限制层、P-GaInP缓冲层和P-GaP粗化层，窗口层为SiN光学薄膜，在砷化镓永久衬底的下面设有第二电极，特征是：P-GaP粗化层包含P-GaP正面粗化层和P-GaP侧壁粗化层两部分，在P-GaP正面粗化层上设有第一电极，P-GaP侧壁粗化层呈V型槽结构,P-GaP粗化层的总厚度在7000～10000nm。粗化层的粗化深度在300～500nm。窗口层的厚度在50～100nm，窗口层包覆了P-GaP正面粗化层的表面和P-GaP侧壁粗化层的表面。型槽的倾斜角度60～80°，深度为20～40µm。具有较高的掺杂深度，掺杂深度在800～1200nm，掺杂源为镁（Mg）；足够的掺杂深度一方面保证粗糙形貌，有利于光的取出，另一方面可以保证粗化后掺杂层不被破坏，有助于电流的横向扩展。V型槽的倾斜角度60～80°，深度为20～40µm，可以保证在粗化时达到一个最佳的粗糙化效果，有助于发光区内部的光从侧面取出。粗糙化表面经过窗口层(SiN光学薄膜)的包覆，不仅可以缩小发光层同封装材料间的折射率差，有助于光的取出，而且可以保护发光区减少漏电异常，提升产品可靠性。附图说明图1为本技术的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例并对照附图对本技术作进一步详细说明。一种侧壁粗化高亮度发光二极管，包括砷化镓永久衬底101，在砷化镓永久衬底101的上面依次设置有N-GaAs缓冲层102、AlAs/AlGaAs反射层103、N-AlGaInP下限制层104、AlGaInP有源层105、P-AlGaInP上限制层106、P-GaInP缓冲层107和P-GaP粗化层108，P-GaP粗化层108包含P-GaP正面粗化层112和P-GaP侧壁粗化层113两部分，在P-GaP正面粗化层112上设置第一电极110，P-GaP侧壁粗化层113呈V型槽结构，窗口层109为SiN光学薄膜，在砷化镓永久衬底101的下面设有第二电极层111。 P-GaP粗化层108的总厚度在7000～10000nm。粗化层108的粗化深度在300～500nm。窗口层109的厚度在50～100nm，窗口层109包覆了P-GaP正面粗化层112的表面和P-GaP侧壁粗化层113的表面。型槽114的倾斜角度60～80°，深度为20～40µm，可以保证在粗化时达到一个最佳的粗糙化效果，有助于发光层内部的光从侧面取出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种侧壁粗化高亮度发光二极管，包括砷化镓永久衬底，在砷化镓永久衬底的上面依次设置有缓冲层、发光层、窗口层和第一电极，缓冲层为n型砷化镓，发光层包括AlAs/AlGaAs反射层、N‑AlGaInP下限制层、AlGaInP有源层、P‑AlGaInP上限制层、P‑GaInP缓冲层和P‑GaP粗化层，窗口层为SiN光学薄膜，在砷化镓永久衬底的下面设有第二电极，其特征在于：P‑GaP粗化层包含P‑GaP正面粗化层和P‑GaP侧壁粗化层两部分，在P‑GaP正面粗化层上设有第一电极，P‑GaP侧壁粗化层呈V型槽结构,P‑GaP粗化层的总厚度在7000～10000nm。

【技术特征摘要】
1.一种侧壁粗化高亮度发光二极管，包括砷化镓永久衬底，在砷化镓永久衬底的上面依次设置有缓冲层、发光层、窗口层和第一电极，缓冲层为n型砷化镓，发光层包括AlAs/AlGaAs反射层、N-AlGaInP下限制层、AlGaInP有源层、P-AlGaInP上限制层、P-GaInP缓冲层和P-GaP粗化层，窗口层为SiN光学薄膜，在砷化镓永久衬底的下面设有第二电极，其特征在于：P-GaP粗化层包含P-GaP正面粗化层和P-GaP侧壁粗化层两部分，在P-GaP正面粗化层上设有第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张银桥，潘彬，
申请(专利权)人：南昌凯迅光电有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36