[发明专利]一种反极性LED芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及一种LED芯片，尤其涉及一种反极性LED芯片及其制作方法。一种反极性LED芯片，自下而上依次是P面电极、硅衬底、键合层、P‑高反射膜层、P‑GaP层、P‑AlInP层、MQW有源层、N‑AlInP层、N‑AlGaInP层、N‑GaAs层和N面电极，反极性LED芯片具有第一键合区和第二键合区，通过双键合区共键合技术实现衬底转移，不需要在SiO2介质膜上制作精度要求如此之高的孔洞，极大的简化了制作流程，降低了制作难度，保证了产品的稳定性。双键合区共键合技术在进行衬底转移时不需要用到贵金属‑金，降低了LED芯片的制作成本。

技术领域

本发明涉及一种LED芯片，尤其涉及一种反极性LED芯片及其制作方法。

背景技术

LED具有高光效、低能耗、长寿命、高环保等优势，早已成为日常生活中不可或缺的光电元器件，目前已广泛应用于高效固态照明领域中，如数码管、显示屏、背光源、汽车用灯、交通信号灯、景观照明等。为了进一步提高AlGaInP LED芯片的亮度，一种反极性结构的AlGaInP LED芯片被提出。反极性芯片即将外延层生长过程中的原吸光较大的GaAs衬底腐蚀掉，将外延层与Si衬底或者蓝宝石键合，完成衬底置换。现阶段反极性LED进行衬底置换时，常常先在外延层表面沉积一层不导电的SiO₂介质膜，然后在SiO₂介质膜上通过光刻和湿法蚀刻制作若干孔洞，接着在SiO₂介质膜表面蒸镀厚的金属Au层，将表面同样蒸镀厚的金属Au层的Si衬底或者蓝宝石与外延层通过Au-Au层进行键合。SiO₂介质膜上的孔洞不仅是电流的传输通道，直接决定LED芯片的电压大小；同时还影响着SiO₂介质膜上的Au层对有源区发出的光的反射效果，进而对LED芯片的亮度产生影响。在SiO₂介质膜上制作孔洞是非常关键的一步，每个LED芯片上的所有孔洞大小和分布位置必须一致，这样才能保证LED芯片光电性能的稳定性。SiO₂介质膜上的孔洞直径仅有几个微米，且要求均匀分布在芯片四周，现阶段在SiO₂介质膜上制作孔洞的水平难以达到如此高的精度要求。此外，在通过Au-Au层进行键合时，会使用大量的贵金属-金，增大了LED芯片的制作成本。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点，本发明提供一种反极性LED芯片结构，该反极性LED芯片具有第一键合区和第二键合区，通过双键合区共键合技术实现衬底转移，不需要在SiO₂介质膜上制作精度要求如此之高的孔洞，极大的简化了制作流程，降低了制作难度，保证了产品的稳定性。双键合区共键合技术在进行衬底转移时不需要用到贵金属-金，降低了LED芯片的制作成本。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种反极性LED芯片，该芯片自下而上依次包括P面电极、硅衬底、P-高反射膜层、P-GaP层、P-AlInP层、MQW有源层、N-AlInP层、N-AlGaInP层、N-GaAs层和N面电极，所述硅衬底与所述P-高反射膜层之间还包括有键合层。

作为上述技术方案的进一步改进，所述键合层由第一键合区和第二键合区组成，所述第一键合区由圆形SiO₂组成，所述第一键合区的直径大于所述N面电极，所述第二键合区由ITO组成，所述键合层的总厚度为0.5-2μm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述P面电极材质为Cr、Ti、Pt、Au、Al金属中的一种或几种，所述N面电极材质为Cr、Ti、Pt、Au、Al金属中的一种或几种。

作为上述技术方案的进一步改进，所述硅衬底厚度为110-190μm。

作为上述技术方案的进一步改进，所述P-高反射膜层由AlAs/Al_0.3GaAs周期性组成，每个周期层的厚度为85nm，周期数为15-50对。

作为上述技术方案的进一步改进，所述N-AlGaInP层经过了粗化处理，厚度为3-3.5μm。