[发明专利]倒装发光二极管及其制作方法

说明书

本发明公开一种倒装发光二极管及其制作方法，其结构自上而下包含：透明衬底、透明键合层、外延结构、第一和第二金属电极，所述外延结构包含一p型半导体层、有源层、n型半导体层，其中n型半导体层及有源层的一部分被蚀刻，露出p型半导体层的一部分，所述第一和第二金属电极分别设置于所述n型半导体层及p型半导体层之上，所述p型半导体层与透明键合层接触的面经图形化粗化处理，其中芯片边缘未粗化，形成保护框。本发明增强了键合强度，避免粗化面与透明键合层之间的空洞吸入溶剂或水汽，提高芯片的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种具有图形化粗化面的倒装发光二极管及其制作方法，属于半导体光电子器件与技术领域。

背景技术

倒装发光二极管，如AlGaInP发光二极管采用透明键合技术将外延层转移至透明衬底，为提高发光效率，通常需要将透明键合层一侧的外延表面进行粗化处理，由于AlGaInP发光二极管通常为随机粗化，其粗化形状、尺寸不规则，因此在透明键合层沉积时，会在粗化面与键合层之间产生空洞，如附图1所示，芯片在切割分离后该界面空洞直接裸露，在芯片制程中或老化实验中，溶剂或水汽可能经空洞侵入键合层内部，导致键合层附着力下降甚至脱落，影响芯片可靠性。

发明内容

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一方面，提出一种具有图形化粗化面的倒装发光二极管，其结构自上而下包含：透明衬底、透明键合层、外延结构、第一和第二金属电极，所述外延结构包含一p型半导体层、有源层、n型半导体层，其中n型半导体层及有源层的一部分被蚀刻，露出p型半导体层的一部分，所述第一和第二金属电极分别设置于所述n型半导体层及p型半导体层之上，所述p型半导体层与透明键合层接触的面经图形化粗化处理，其中芯片边缘未粗化。

根据本发明的第二方面，还提供一种具有图形化粗化面的倒装发光二极管的制作方法，其步骤包括：提供一倒装发光二极管外延结构，在所述倒装发光二极管外延结构表面进行图形化粗化处理，其含有部分未粗化区域，在所述粗化处理后的外延结构表面沉积透明键合层，对所述透明键合层进行抛光处理，将上述处理过后的倒装AlGaInP外延结构键合转移至透明衬底，对应所述粗化处理的图形依次形成第一和第二金属电极，经切割形成独立的倒装发光二极管芯片，芯片边缘未粗化，形成保护框。

所述透明衬底为蓝宝石、玻璃等透明材料。

所述第一和第二金属电极分别于n型半导体层与p型半导体层形成欧姆接触，同时作为封装焊接电极。

所述p型半导体层与透明键合层接触的面经粗化处理，粗化前采用光刻工艺形成保护图形，芯片边缘一圈被保护，将不被粗化，未粗化部分自芯片边缘向内缩，宽度为10-50微米。

所述透明键合层采用电子束蒸镀、磁控溅射等方法沉积于所述的p型半导体层粗化面，经抛光处理后形成平坦面。

位于所述第二金属电极上方的p型半导体层未进行粗化。

所述的粗化为随机粗化。

所述未粗化区域依据发光二极管芯片尺寸及形状形成位于芯片边缘的边框。

与现有技术相比，本发明的优点包括且不限于，通过形成图形化粗化面，芯片边缘一圈未粗化，为平坦面，形成保护框，避免溶剂或水汽侵入，有效提高芯片的可靠性，同时，键合层脱落通常由芯片外围向内扩展，保护框为平坦面，增强了键合强度。

附图说明

图1示意了常规倒装AlGaInP发光二极管。

图2至图8示意了本发明提供的具有图形化粗化面的倒装AlGaInP发光二极管的制作过程，其中：

图2为倒装AlGaInP发光二极管外延结构；

图3和4为采用光刻、粗化腐蚀等制程在p型半导体层表面形成图形化粗化，芯片边缘一圈未粗化，其中图3为截面图，图4为俯视图；