[发明专利]一种N面出光AlGaInPLED薄膜芯片及制备方法

说明书

本发明公开了N面出光AlGaInPLED薄膜芯片,所述芯片自下而上依次包括：基板、键合金属层、金属反射电极、介质层、P型欧姆接触层、发光层、N型电流扩展层、N型粗化层、N电极，所述N电极与N型粗化层直接形成欧姆接触。本发明还公开了LED薄膜芯片的制备方法。本发明直接在N型粗化层上制备欧姆接触，有效简化了N面出光AlGaInPLED薄膜芯片制备工艺，降低生产成本的同时解决了业界普遍采用n⁺‑GaAs作为欧姆接触层产生的吸光问题。

技术领域

本发明属于LED芯片技术领域，尤其是涉及一种N面出光AlGaInPLED薄膜芯片及制备方法。

背景技术

发光二极管作为新一代的绿色照明光源，具有寿命长、亮度高、功耗低等特点，正逐渐取代传统照明光源。四元合金AlGaInP材料与GaAs衬底晶格匹配，制备的LED发光波长可以覆盖红、黄、绿波段。经过多年的发展，AlGaInP材料已经成为制备红光到黄绿色LED最优良的材料。

各种半导体电子器件都需要通过金属电极与其他器件相连。在半导体上沉积金属，形成紧密接触，这种接触称为金属-半导体接触。在特定的条件下，有两种金属-半导体接触类型：欧姆接触和肖特基接触。金属与低掺杂半导体形成的接触通常表现为类似pn结二极管的整流特性，称之为肖特基接触，又名整流接触；金属与重掺杂半导体形成的接触，通常表现为低阻的短路特性，不会在接触界面引起附加压降，称为欧姆接触。

近年来，人们利用晶片键合及转移衬底的技术制备了N面出光的AlGaInPLED薄膜型芯片，极大地提高了LED芯片的光提取效率，其光效为传统正装结构芯片的3-4倍。目前业界常见的高光效AlGaInPLED薄膜芯片是在N型AlGaInP粗化层前外延生长一层n⁺-GaAs作为欧姆接触层。但n⁺-GaAs对可见光有吸收作用，在芯片工艺中，必须将N电极下方区域以外的n⁺-GaAs材料完全去除，并且确保N电极对应的n⁺-GaAs完整无缺损，不能出现因为侧向腐蚀导致的电极脱落或粘附性不稳定的现象。

现有的AlGaInPLED芯片中由于在粗化层上方的接触层中制备N电极金属，必然增加了光刻步骤，导致生产成本的上升。在去除接触层材料时，也有可能出现因为侧向钻蚀导致的电极脱落问题。

发明内容

在为解决在n⁺-GaAs接触层上制备N电极引起的诸多问题，本发明提出一种直接在N型粗化层上制备N电极的方法，同时提出一种直接在N型粗化层上制备N电极的N面出光AlGaInPLED薄膜芯片。本发明可消除n⁺-GaAs接触层引起的光吸收问题，并简化芯片制备工艺降低生产成本。

本发明提供了一种N面出光AlGaInPLED薄膜芯片，所述芯片自下而上依次包括：基板、键合金属层、金属反射电极、介质层、P型欧姆接触层、发光层、N型电流扩展层、N型粗化层、N电极，所述N电极与N型粗化层直接形成欧姆接触；

N型电流扩展层的材料(Al_x1Ga_1-x1)_0.5In_0.5P中Al组分介于0.30-0.60之间；

N型粗化层的材料(Al_x2Ga_1-x2)_0.5In_0.5P中Al组分介于0.25-0.35之间。

优选地、所述N型粗化层厚度为50-1500nm，掺杂浓度为0.7-5E18cm^-3。

优选地、所述N型电流扩展层厚度为1500-5000nm，掺杂浓度为0.5-1E18cm^-3。

优选地、所述N电极的电极材料依次包括第一Ni层、第一Au层、Ge层、第二Ni层、第二Au层，其第一Ni层为与N型粗化层最先接触。