【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及发光二极管，尤其涉及一种倒装结构光电器件及其制备方法。
技术介绍
1、led显屏市场扩展迅速，并抢占传统dlp/lcp拼接市场；经过近几年发展，各封装厂已明确自己关于微小尺寸显屏封装技术路线，不同公司根据自己发展方向选择了不同的封装路线，主要以cob，smt（mip）两种方式，巨幕墙和手表穿戴市场潜力具大，元宇宙和vr
给led显屏带来更大动力；目前各显屏大厂均已寻找芯片厂强强联合，为微小间距led直显趋势布局；mini结构的led显示效果色彩饱和度好，亮度更亮；近期在光电耦合miniled器件方面市场需求突显。为提升led的亮度，现有led芯片的制作工艺中，一般采用在芯片中外沉积dbr层的技术方案实现对芯片发光的发射，但沉积dbr层对光反射效率较低，亮度提升效果较差，且增加了芯片的制作工艺繁琐程度。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种倒装结构光电器件及其制备方法，用以解决现有发光器件光效难以满足现有市场需求的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：
3、一种倒装结构光电器件，包括从下至上依次叠加设置的透明衬底、粘结层、p型半导体层、多量子阱层、n型半导体层和dbr反射层；所述p型半导体层和dbr反射层分别连接有p电极和n电极；所述dbr反射层包括叠加的多对第一反射层和第二反射层的组合，所述第一反射层的材质化学式为alxga1-xas，所述第二反射层的材质化学式为alyga1-yas，其中，0.6＜x＜0.9，
4、上述技术方案的设计思路在于，相较于传统led芯片中所采用的通过在芯片外沉积dbr层提升光反射率和亮度的技术方案，本方案在芯片n型半导体层外即生长设置dbr反射层，提高了dbr反射层对光的反射效率，提升了芯片的发光亮度，同时还通过将dbr反射层中不同反射层的材质选择，利用同种alxga1-xas材料并调整al组分含量构建了高低折射率的第一反射层和第二反射层，采用若干对第一反射层和第二反射层的组合形成了完整的dbr反射层，组分对应其折射率连续梯形渐变可调控，精度高，得到的dbr层反射光谱强，反射率高，进一步提升了dbr反射层对特定波长光的反射效率，提升了器件的发光亮度，使得本专利技术的发光器件可满足市场对mini led器件发光亮度的需求。
5、作为上述技术方案的进一步优选，所述第一反射层的厚度为5~100nm，第二反射层的厚度为10~100nm。
6、作为上述技术方案的进一步优选，所述p型半导体层包括从下至上p-扩展层、p-限制层和p-波导层，所述p-扩展层、p-限制层和p-波导层的材质化学式依次为alaga1-aas、albga1-bas和alcga1-cas，其中，0.14＜a＜0.19，0.25＜b＜0.35，0.08＜c＜0.15；所述p-扩展层、p-限制层和p-波导层的厚度依次为8~9微米、0.6~0.9微米和0.6~0.6微米。
7、作为上述技术方案的进一步优选，所述n型半导体层包括从下至上n-波导层和n-限制层，所述n-波导层和n-限制层的材质化学式依次为aldga1-das和alega1-eas，其中，0.08＜d＜0.15，0.26＜e＜0.36；所述上n-波导层和n-限制层的厚度依次为0.3~0.6微米和0.6~0.9微米。
8、作为上述技术方案的进一步优选，所述p电极包括设置在p型半导体层表面的p欧姆接触以及设置在欧姆接触顶端的p焊盘电极层；所述p欧姆接触从p型半导体层表面至p焊盘电极层方向依次包括au、ni、aube和au层，对应的各层厚度分别为30、40、1000和2000å。通过特定厚度的合金层可在低温下实现焊盘电极层与p型半导体层之间的欧姆接触，降低了不同膨胀系数的各材料层因退火引起的热应力与膨胀效应，可有效减少wafer翘曲，降低加工过程良率损失，从而提高最终获得的发光器件的可靠性和成品率。
9、作为上述技术方案的进一步优选，所述n电极包括设置在dbr反射层表面的欧姆接触层、设置在欧姆接触层上的n欧姆接触和设置在n欧姆接触顶端的n焊盘电极层；所述n欧姆接触从欧姆接触层至n焊盘电极层方向依次包括au、augeni、au、pt、au、ti、pt和ti层，对应的各层厚度分别为200、1000、1000、800、2000、200、2000和50。
10、作为上述技术方案的进一步优选，所述p型半导体层、多量子阱层、n型半导体层和dbr反射层结构外依次包覆有al2o3层和sio2层；所述al2o3层的厚度为100~300nm；所述sio2层的厚度为400nm。
11、基于同一技术构思，本专利技术还提供一种倒装结构光电器件的制备方法，包括以下步骤：
12、（1）在gaas基板上依次沉积gaas缓冲层、gainp腐蚀停止层、欧姆接触层、dbr反射层、n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层；
13、（2）在p型半导体层表面沉积粘结层，使用o2plasma工艺对所述粘结层与透明衬底的表面进行处理，使粘结层与透明衬底的表面形成gan-o-，al2o3-o-键；将粘结层和透明衬底进行键合，得到中间产品；
14、（3）依次去除所述中间产品的gaas基板、gaas缓冲层和gainp腐蚀停止层，并在欧姆接触层表面沉积sio2保护层；使用光刻工艺定义出发光区域，并使用icp法刻蚀至p型半导体层；
15、（4）使用光刻工艺定义出p欧姆接触的尺寸及形状，并依次蒸镀au、ni、aube和au层，清洗后进行退火形成p欧姆接触；使用光刻工艺定义出n欧姆接触的尺寸及形状，腐蚀欧姆接触层表面的sio2保护层，并依次蒸镀au、augeni、au、pt、au、ti、pt和ti层，清洗后进行退火形成n欧姆接触；
16、（5）于所述p型半导体层、多量子阱层和n型半导体层结构外依次形成al2o3层和sio2层，形成包覆层，并使用光刻工艺于所述包覆层中定义出p焊盘电极层、n焊盘电极层的形状、尺寸及位置，并依次蒸镀au、augeni、au、pt、au、ti、pt、和ti层，清洗后进行退火形成n焊盘电极层和p焊盘电极层，经后处理即得所述倒装结构光电器件。
17、作为上述技术方案的进一步优选，步骤（1）中，采用金属有机物气相沉积法沉积所述gaas缓冲层、gainp腐蚀停止层、欧姆接触层、dbr反射层、n型半导体层、多量子阱层和p型半导体层。
18、作为上述技术方案的进一步优选，步骤（2）中，采用物理气相沉积法沉积所述粘结层，沉积温度为550~650℃。
19、作为上述技术方案的进一步优选，步骤（2）中，将所述粘结层和透明衬底进行键合时，键合温度为450~550℃，键合压力为8000~12000kg/cm2。
20、作为上述技术方案的进一步优选，步骤（4）中，形成所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种倒装结构光电器件，其特征在于，包括从下至上依次叠加设置的透明衬底（800）、粘结层（201）、p型半导体层、多量子阱层（105）、n型半导体层和DBR反射层（102）；所述p型半导体层和DBR反射层（102）分别连接有p电极和n电极；所述DBR反射层（102）包括叠加的多对第一反射层和第二反射层的组合，所述第一反射层的材质化学式为AlxGaAs，所述第二反射层的材质化学式为AlyGaAs，其中，0.6＜x＜0.9，0.06＜y＜0.16；所述DBR反射层（102）的厚度为1.3~1.6微米，第一反射层和第二反射层的组合对数为10~15对。
2.根据权利要求1所述的倒装结构光电器件，其特征在于，所述p型半导体层包括从下至上p-扩展层（108）、p-限制层（107）和p-波导层（106），所述p-扩展层（108）、p-限制层（107）和p-波导层（106）的材质化学式依次为AlaGa1-aAs、AlbGa1-bAs和AlcGa1-cAs，其中，0.14＜a＜0.19，0.25＜b＜0.35，0.08＜c＜0.15；所述p-扩展层（108）、p-限制层（107）和p
3.根据权利要求1所述的倒装结构光电器件，其特征在于，所述n型半导体层包括从下至上n-波导层（104）和n-限制层（103），所述n-波导层（104）和n-限制层（103）的材质化学式依次为AldGa1-dAs和AleGa1-eAs，其中，0.08＜d＜0.15，0.26＜e＜0.36；所述n-波导层（104）和n-限制层（103）的厚度依次为0.3~0.6微米和0.6~0.9微米。
4.根据权利要求1-3任一项所述的倒装结构光电器件，其特征在于，所述p电极包括设置在p型半导体层表面的p欧姆接触（300）以及设置在p欧姆接触（300）顶端的p焊盘电极层（305）；所述p欧姆接触（300）从p型半导体层表面至p焊盘电极层（305）方向依次包括Au、Ni、AuBe和Au层，对应的各层厚度分别为30、40、1000和2000Å。
5.根据权利要求1-3任一项所述的倒装结构光电器件，其特征在于，所述p型半导体层、多量子阱层（105）、n型半导体层和DBR反射层（102）结构外依次包覆有Al2O3层（302）和SiO2层（303）；所述Al2O3层（302）的厚度为100~300nm；所述SiO2层（303）的厚度为400nm。
6.一种倒装结构光电器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的倒装结构光电器件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，采用金属有机物气相沉积法沉积所述GaAs缓冲层、GaInP腐蚀停止层、欧姆接触层（101）、DBR反射层（102）、n型半导体层、多量子阱层（105）和p型半导体层。
8.根据权利要求6所述的倒装结构光电器件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，采用物理气相沉积法沉积所述粘结层（201），沉积温度为550~650℃。
9.根据权利要求8所述的倒装结构光电器件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，将所述粘结层（201）和透明衬底（800）进行键合时，键合温度为450~550℃，键合压力为8000~12000kg/cm2。
...【技术特征摘要】
1.一种倒装结构光电器件，其特征在于，包括从下至上依次叠加设置的透明衬底（800）、粘结层（201）、p型半导体层、多量子阱层（105）、n型半导体层和dbr反射层（102）；所述p型半导体层和dbr反射层（102）分别连接有p电极和n电极；所述dbr反射层（102）包括叠加的多对第一反射层和第二反射层的组合，所述第一反射层的材质化学式为alxgaas，所述第二反射层的材质化学式为alygaas，其中，0.6＜x＜0.9，0.06＜y＜0.16；所述dbr反射层（102）的厚度为1.3~1.6微米，第一反射层和第二反射层的组合对数为10~15对。
2.根据权利要求1所述的倒装结构光电器件，其特征在于，所述p型半导体层包括从下至上p-扩展层（108）、p-限制层（107）和p-波导层（106），所述p-扩展层（108）、p-限制层（107）和p-波导层（106）的材质化学式依次为alaga1-aas、albga1-bas和alcga1-cas，其中，0.14＜a＜0.19，0.25＜b＜0.35，0.08＜c＜0.15；所述p-扩展层（108）、p-限制层（107）和p-波导层（106）的厚度依次为8~9微米、0.6~0.9微米和0.6~0.6微米。
3.根据权利要求1所述的倒装结构光电器件，其特征在于，所述n型半导体层包括从下至上n-波导层（104）和n-限制层（103），所述n-波导层（104）和n-限制层（103）的材质化学式依次为aldga1-das和alega1-eas，其中，0.08＜d＜0.15，0.26＜e＜0.36；所述n-波导层（104）和n-限制层（103）的厚度依...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱迪，李文军，袁乐，张瑶，
申请(专利权)人：聚灿光电科技宿迁有限公司，
类型：发明
国别省市：
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