[发明专利]一种包覆式扩展电极发光二极管的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光器件的制造方法，特别是一种包覆式扩展电极发光 二极管的制作方法。

背景技术

发光二极管是一种半导体固态发光器件，通过注入电流，使得PN结区电子 与空穴产生复合，并以光子的形式释放出能量；发光二极管具有体积小、寿命 长、驱动电压低等优势，广泛应用于指示灯、背光、景观灯、汽车尾灯、照明 等众多领域。四元系铝稼铟磷基发光二极管可发出红、橙、黄及黄绿光，其与 GaAs衬底具有良好的晶格匹配；但由于GaAs是吸光材料，同时铝稼铟磷材料的 折射率较高，使得四元系发光二极管的外量子效率很低，仅为4.5％左右。

为了提高光的提取效率，将向下发射的光和从上表面反射回半导体内部的 光尽可能多的提取出来，所采用的一种方法是在衬底和有源区之间加入DBR结 构，以减少GaAs衬底的光吸收，但DBR的反射率角带宽有限，仅对接近法向入 射的光有较高的反射率，因此效果不大。

图1所示是习知的发光二极管，其以金属代替DBR作为反射镜，扩大了反 射光的入射角度，因此具有更高的光提取效率；其结构包括一永久基板201，在 其下表面形成一p电极205，在其上表面依次形成一接合层202、一金属反射层 108、一p型导电窗口层107、一p型铝镓铟磷限制层106、一有源层105、一n 型铝镓铟磷限制层104、一n型砷化镓欧姆接触层103、一扩展电极203形成于 n型砷化镓欧姆接触层103上、一焊盘204形成于n型铝镓铟磷限制层104上。 由于n型砷化镓欧姆接触层通常是以扩展电极为掩模版进行湿法蚀刻的，其必 然存在过蚀刻的现象，从而使得扩展电极的边缘处于悬空状态。其导致的结果 是：一方面，悬空部分的扩展电极在后续如粗化、切割等的工艺过程中容易破 损，造成电极边缘的参差不齐(如图1a)，严重影响芯片的外观；另一方面，由 于n型砷化镓欧姆接触层与金属的粘附性不佳，电极边缘的破损也极易引起接 触层正上方处扩展电极的脱落(如图1b)，影响到两者之间的欧姆接触和电流扩 展，进而造成正向工作电压的升高和亮度的降低。上述这些结果严重影响了产 品的质量，降低了产品的良率，而且极不利于产品的批量生产。

发明内容

为解决上述扩展电极易破损和脱落的问题，提高产品的质量和良率，本发 明旨在提供一种包覆式扩展电极发光二极管的制作方法。

本发明是这样子实现的，一种包覆式扩展电极发光二极管的制作方法，其 步骤如下：

1)提供一暂时基板，在暂时基板上依次外延生长由缓冲层、截止层、n型砷 化镓欧姆接触层、n型铝镓铟磷限制层、有源层、p型铝镓铟磷限制层和 p型导电窗口层构成的发光层；

2)在外延发光层上制作一反射镜；

3)提供一永久基板，在永久基板背面制作p电极，将完成前述步骤的暂时 基板与永久基板通过一接合层形成键合，接合面为反射镜和永久基板上 表面，并去除暂时基板、缓冲层和截止层；

4)在外延层上制作包覆式扩展电极：

采用湿法蚀刻图案化n型砷化镓欧姆接触层，暴露出其下的n型铝 镓铟磷限制层；

粗化暴露在上表面的部分n型铝镓铟磷限制层；

在n型砷化镓欧姆接触层上制作扩展电极，并且使得扩展电极完全 覆盖n型砷化镓欧姆接触层、并由上向下沿n型砷化镓欧姆接触层和n 型铝镓铟磷限制层侧壁延伸至n型铝镓铟磷限制层上表面粗化的局部区 域；扩展电极在氮气氛围下熔合，形成良好的欧姆接触，并增强扩展电 极的粘附性；

5)在n型铝镓铟磷限制层上制作焊盘，并且焊盘与扩展电极保持电学连接。

本发明图案化n型砷化镓欧姆接触层的蚀刻液选自H₃PO₄、NH₄OH、H₂O₂或前 述的任意组合之一；粗化n型铝镓铟磷限制层的溶液选自HCl、HBr、HI、Br₂、 I₂或前述的任意组合之一；扩展电极材料选自由Au、AuGe、Ni和Ti所组成的物 质组中的一种；永久基板材料选自于Si、SiC、Cu和Al所组成的物质组中的一 种；接合层材料选自In、Sn、AuSn和AuGe所组成的物质组中的一种。