[发明专利]一种倒梯形微结构高亮度发光二极管及其制作方法

权利要求书

1.一种倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征在于：在GaAs衬底上生长发光二极管外延片(300)，其由第一导电型欧姆接触电极(505)、第一导电型欧姆接触层(304)、第一导电型电流扩展层(305)、第一导电型下限制层(306)、非掺杂的有源区(307)、第二导电型上限制层(308)、第二导电型电流扩展层(309)、第二导电型欧姆接触层(310)堆叠而成；外延片(300)中设有反光镜，反光镜依次由介质层(501)，金属层(502)和阻挡层(503)层层积淀形成；永久性衬底(400)是由基板衬底(401)上是生长粘贴层(402)、金属焊料层(403)积淀在粘贴层(402)上；金属电极(504)淀积在永久性衬底(400)底部；外延片(300)以倒装方式叠置于基板衬底(401)上，并在真空下键合。

2.根据权利要求1所述的一种倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征在于：第一导电型下限制层、非掺杂的有源区、第二导电型上限制层、第二导电型电流扩展层和第二导电型欧姆接触层形成一种倒梯形结构；

3.根据权利要求1或2所述的一种倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征在于：介质层(501)为二氧化硅、氮化硅、氧化铝的任一种组成；金属层(502)为Au、AuBe、Ag、Al、Pt、Zn、Ti、Pb、Ni、AuZn的任一种组成；阻挡层(503)为Ti/Pt、Cr/Pt、Ni/Pt、Ti/TiN、Ta/TaN的任一种组成；

4.根据权利要求1所述的一种倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征在于：金属电极(504)为Ti/Au、Cr/Au、AuGe/Ni/Au的任一种组成；欧姆接触电极(505)为AuGe、Au、AuGe/Ni/Au的任一种组成。

5.根据权利要求1所述的一种倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征在于：所述的金属焊料层(403)为In、Sn、AuSn、AuSi、PbSn、PbIn的任一种组成；粘贴层(402)为Ti、Cr、Ni的任一种组成；基板衬底(401)为Si、GaP、钼、钼铜、钨、钨铜、铬、铬铜的任一种组成。

6.一种倒梯形微结构高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于：包括发光二极管外延片及永久性衬底的制作方法，制作步骤如下：

(1)用MOCVD外延生长技术在GaAs衬底上生长发光二极管外延片(300)，依次包含第一导电型衬底(301)、第一导电型缓冲层(302)、第一导电型蚀刻截止层(303)、第一导电型欧姆接触层(304)、第一导电型电流扩展层(305)、第一导电型下限制层(306)、非掺杂的有源区(307)、第二导电型上限制层(308)、第二导电型电流扩展层(309)和第二导电型欧姆接触层(310)；

(2)在发光二极管外延片(300)第二导电型欧姆接触层(310)上做光罩形成位，即采用干法蚀刻第二导电型欧姆接触层(310)和第二导电型电流扩展层(309)；然后湿法蚀刻第二导电型上限制层(308)、非掺杂的有源区(307)和第一导电型下限制层(306)；最后去除残余的光阻；

(3)在前述外延片上淀积介质层(501)，然后通过光罩形成图形，采用湿法蚀刻掉第二导电型欧姆接触层中央的介质层；最后去除残余的光阻；

(4)在前述有图案的介质层上淀积金属层(502)，金属层和介质层联合作为反光镜；

(5)在前述金属层上淀积阻挡层(503)，用于阻挡金属焊料与金属层之间的互扩散；

(6)制作永久性衬底(400)，先在基板衬底(401)上生长一层粘贴层(402)；

(7)再在粘贴层(402)上淀积金属焊料层(403)；

(8)前述的制作好带有反光镜的外延片(300)以倒装方式叠置于基板上，在真空下键合；

(9)在永久性衬底(400)底部淀积金属电极(504)；

(10)去掉发光二极管外延片(300)第一导电型衬底(301)、第一导电型缓冲层(302)和第一导电型蚀刻截止层(303)；

(11)在发光二极管外延片(300)第一导电型欧姆接触层(304)上淀积图形电极505；

(12)以上述图形电极(505)为掩膜湿法蚀刻第一导电型欧姆接触层(304)；

(13)蚀刻台面；

(14)切割形成管芯。

7.根据权利要求6所述的一种倒梯形微结构高亮度发光二极管的制作方法，其特征在于：外延片(300)以倒装方式叠置于在永久性衬底(400)上，其键合温度在200℃～500℃，键合压力在10～8000牛顿。