[发明专利]一种双反射镜结构的发光二极管及其制造方法

摘要

一种双反射镜结构的发光二极管及其制造方法，属于光电子技术领域，通过将键合层外延片和永久基板键合在一起后，去除临时基板、过渡层和截止层，制作出图形化的N‑GaAs欧姆接触层、扩展电极；特点是在外延层的P‑GaP电流扩展层一侧制出具有若干通孔的SiO2导电孔层，然后蒸镀镜面层；在N‑AlGaInP粗化层上依次制作SiO2介质膜、镜面层和由阻挡层和焊线层组成的主电极。本发明产品经过多次反射、折射从发光区逸出，同时在主电极下方由于介质膜的制作，形成了肖特基结，从而减小了电流的无效注入，有效提升发光二极管的光取出效率。

主权项

双反射镜结构的发光二极管的制造方法，所述双反射镜结构的发光二极管包括在背电极上依次设置的永久基板、金属键合层、P面反射层、外延层、N面反射层和主电极；所述外延层包括P‑GaP电流扩展层、缓冲层、P‑AlGaInP限制层、MQW多量子阱有源层、N‑AlGaInP限制层、N‑AlGaInP电流扩展层、N‑AlGaInP粗化层和图形化的N‑GaAs欧姆接触层；在N‑GaAs欧姆接触层上电连接有扩展电极层；所述P面反射层包括设置在外延层的P‑GaP电流扩展层一侧的具有若干通孔的SiO2导电孔层，在所述通孔内及SiO2导电孔层与金属键合层之间蒸镀有镜面层；所述N面反射层包括设置在外延层的N‑AlGaInP粗化层上的SiO2介质膜，在SiO2介质膜上方设置有镜面层，镜面层与扩展电极形成电连接；所述主电极由阻挡层和焊线层组成，阻挡层设置在镜面层上方，焊线层设置在阻挡层上方；所述双反射镜结构的发光二极管的制造方法包括以下步骤：1）在一临时基板上依次外延生长过渡层、截止层、N‑GaAs欧姆接触层、N‑AlGaInP粗化层、N‑AlGaInP电流扩展层、N‑AlGaInP限制层、MQW多量子阱有源层、P‑AlGaInP限制层、缓冲层、P‑GaP电流扩展层，形成外延片；2）在外延片的P‑GaP电流扩展层上依次制作P面反射层和键合层；3）在永久基板上制作另一键合层；4）将外延片上的键合层和永久基板上的键合层相对，并键合在一起；5）去除临时基板、过渡层和截止层，露出N‑GaAs欧姆接触层；6）制作出图形化的N‑GaAs欧姆接触层；7）在图形化的N‑GaAs欧姆接触层上制作扩展电极；8）在扩展电极上制作与扩展电极相连接的主电极；9）在永久基板的背面制作背电极；其特征在于：在所述步骤2）中，在外延层的P‑GaP电流扩展层一侧制出具有若干通孔的SiO2导电孔层，在SiO2导电孔层的通孔内及SiO2导电孔层上蒸镀镜面层，然后再在镜面层上制作键合层；在所述步骤5）中，利用机械研磨方式先将键合后的半制品的临时基板去除至剩余20μm厚，再用体积比为1：7的NH4OH: H2O2溶液反应10min，化学腐蚀停止在截止层上；在所述步骤6）中，采用体积比为1：1：7的H3PO4：H2SO4：CH3COOH混合溶液湿法在图形化的N‑GaAs欧姆接触层外周制出N‑AlGaInP粗化层；在所述步骤7）中，在图形化的N‑GaAs欧姆接触层上采用热蒸镀的方式蒸镀厚度为200nm的AuGe合金材料，再经过上胶，光刻，显影工艺后采用金蚀刻液蚀刻出扩展电极；通过360℃氮气氛围退火炉进行退火20min处理，使扩展电极与N‑GaAs欧姆接触层形成良好的电学接触；在所述步骤8）中，将半制品浸入丙酮溶液超声清洗10min，然后通过等离子体增强化学气相沉积法，于N‑AlGaInP粗化层上沉积出100nm的SiO2薄膜，通过光刻流程制作介质膜图形，再利用体积比为10：1的NH4F：H2O混合溶液将发光区区域的SiO2蚀刻掉，将光刻胶去除，以此形成SiO2介质膜；利用光刻流程，旋涂负性光刻胶、光刻、显影、旋干，然后进行等离子打胶，采用电子束冷蒸的方式，在SiO2介质膜表面形成厚度为200nm的Al镜面层，再在Al镜面层上制作出80nm的Ti或Pt阻挡层以及3μm的Au焊线层；并将Al镜面层同扩展电极形成电连接；以上的SiO2介质膜层同Al镜面层形成反射层，阻挡层同焊线层形成主电极。