[实用新型]一种具有多粗化层的红外发光二极管

说明书

技术领域

本实用新型涉及红外发光二极管技术领域，尤其是指一种具有多粗化层的红外发光二极管。

背景技术

红外发光二极管由于功耗低、尺寸小和可靠性高等优点，广泛应用于通信、遥感装置等领域。

现有技术中，采用金属有机化合物气相外延生长具有量子阱的外延结构能取得较高的内量子效率。但是，由于存在外延材料与空气的折射率差较大，容易导致有源层在出光界面上出现全反射，因此，通常对出光界面表面进行粗化，表面粗化技术改善了发光二极管的光萃取率，明显地提升红外发光二极管的外量子效率。

公开号为CN101409321A公开一种具界面粗化的发光二极管及其制作方法,提供一种在发光结构上还通过曝光、显影及湿法蚀刻的方式,蚀刻出发光区,具有粗化界面。所述粗化界面可以增加出光面积，提高发光效率。然而，所述粗化界面的缺陷在于：粗化界面基于单层、简单的粗化外延层，外延层粗化后表面呈简单的粗化形貌，其粗化效果不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有多粗化层的红外发光二极管，以增加二极管表面出光面积，提高红外发光二极管的外量子效率。

为达成上述目的，本实用新型的解决方案为：

一种具有多粗化层的红外发光二极管，在基板上形成发光结构，在发光结构上形成N层粗化层，N≧3，在不同粗化层的表面及侧面形成粗化界面。

进一步，在粗化层与发光结构之间还形成粗化截止层。

进一步，粗化截止层的材料包括AlGaInP三五族化合物。

进一步，所述N层粗化层由不同外延材料构成，包括Al_xGa_1-xAs材料，0.85≥x≥0.15。

进一步，N层不同材料的粗化层的Al组分含量呈阶梯式递增，且邻近发光结构的Al组分含量最高。

进一步，N层粗化层的厚度d为1.5≤d≤4μm。

进一步，所述N层粗化层的厚度呈阶梯式递增，且邻近发光结构的厚度最大。

进一步，每一层粗化层的单层厚度d_s≥300nm。

进一步，在粗化层上形成第一电极，在基板的另一面上形成第二电极。

一种具有多粗化层的红外发光二极管的粗化方法，包括以下步骤：

步骤一，在基板上形成发光结构，在发光结构上形成N层粗化层，N≧3；

步骤二，采用具有元素监测的干法蚀刻ICP在最外层粗化层表面形成粗化界面，蚀刻深度至与其相邻的第二粗化层接触表面；

步骤三，采用粗化液蚀刻最外层粗化层及其相邻的第二粗化层露出的部分表面及侧面，形成粗化界面；

步骤四，接着ICP刻蚀的掩膜，采用ICP在露出的第二粗化层的表面形成面积较最外层粗化层小的粗化界面，蚀刻深度至与第二粗化层相邻的第三粗化层接触表面；

步骤五，采用粗化液蚀刻第二粗化层及与第二粗化层相邻的第三粗化层露出的部分表面及侧面，形成粗化界面；

步骤六，重复操作步骤四及步骤五，直至露出N层粗化层表面，并形成粗化界面。

进一步，步骤一中，在外延衬底上面自下而上依次形成腐蚀截止层、粗化层、粗化截止层、第一型导电层、有源层、第二型导电层；

在第二型导电层上蒸镀金属反射镜；

将金属反射镜的表面键合在具有导电性的基板上；去除外延衬底，湿法腐蚀去除腐蚀截止层，露出粗化层中的最外层粗化层；

在最外层粗化层表面形成第一电极，且在第一电极上形成保护层；

在基板背面蒸镀第二电极，去除第一电极的保护层，裂片后即得到具有多层粗化层的红外发光二极管。

进一步，不同粗化层表面的粗化界面为在平面内规则排列的方形结构或圆形结构。

进一步，步骤六中，所述N层粗化层表面及侧面形成粗化界面，且最终在不同的粗化层呈台阶下降式展露出粗化表面及侧面。

进一步，步骤一中，在粗化层上形成第一电极，在基板的另一面上形成第二电极。

采用上述方案后，本实用新型在基板上形成发光结构，在发光结构上形成N层粗化层，N≧3，不同粗化层的表面及侧面形成粗化界面，减少有源层在出光界面上出现全反射，增加发光二极管表面出光面积，提高红外发光二极管的外量子效率。

同时，不同粗化层的外延材料不断改变，且不同材料层厚度不同，通过干法蚀刻形成规则图形，再通过湿法蚀刻对不同材料层的表面形成粗化界面，不同粗化层侧面形成粗化界面，进一步明显增加红外发光二极管的表面出光面积，提高红外发光二极管的外量子效率。