[实用新型]具有新型扩展电极结构的发光二极管

说明书

技术领域

 本实用新型属于光电子技术领域，特别涉及AlGaInP四元系发光二极管的制造技术领域。

背景技术

四元系 AlGaInP 是一种具有直接宽带隙的半导体材料，已广泛应用于多种光电子器件的制备。由于材料发光波段可以覆盖可见光的红光到黄绿波段，由此制成的可见光高亮度发光二极管受到广泛关注。四元系 AlGaInP红光高亮度发光二极管已大量用于户外显示、交通灯、汽车灯等许多方面。相对于普通结构的AlGaInP LED芯片，高亮度AlGaInP芯片采用键合工艺实现衬底置换，用到热性能好的硅衬底（硅的热导率约为1.5W/K.cm）代替砷化镓衬底（砷化镓的热导率约为0.8W/K.cm），芯片具有更低热阻值，散热性能更好，有利于提高可靠性。另外，在P-GaP上镀反射层，比普通红光外延层中生长DBR反射镜出光效率更高。为了克服光在芯片与封装材料界面处的全反射而降低取光效率，还在芯片制作一些表面纹理结构。

由于经过衬底转置后，N型外延层反转向上，需要在N-AlGaInP电流扩展层上制作N型电极，但限于N-AlGaInP电子迁移率低，电流扩展能力差的缘故，往往设计不同形状的扩展电极均匀分布于N型表面，但这样就存在扩展电极遮光问题，造成亮度降低，发光效率不高。此外扩展电极本身线宽设计较窄，且暴露在N-AlGaInP电流扩展层上，在进行化学腐蚀N-GaAs欧姆层和进行N-AlGaInP粗化时会造成扩展电极侧蚀刻，易脱落，严重时造成电压升高，亮度降低，严重影响产品质量。

实用新型内容

为了改善带有转置结构的高亮度的红光AlGaInP发光二极管扩展电极遮光且易受破坏脱落问题，本实用新型提出一种具有新型扩展电极结构的发光二极管。

本实用新型在具有背电极的衬底上依次设置有金属键合层、镜面反射层、外延层、扩展电极和主电极，外延层通过镜面反射层连接在金属键合层上；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、粗化层和N-GaAs欧姆接触层；其特征在于所述N-GaAs欧姆接触层为图形化的N-GaAs欧姆接触层，扩展电极设置在图形化的N-GaAs欧姆接触层上并与图形化的N-GaAs欧姆接触层形成电学连接，在扩展电极上设置主电极，且扩展电极掩埋在主电极中，扩展电极尺寸小于主电极尺寸。

本实用新型由于主电极的尺寸大于扩展电极尺寸，从而既保证了扩展电极层与N-GaAs欧姆接触层的充分结合，形成良好的欧姆接触，同时又对于图案化N-GaAs欧姆接触层起到了充分的保护作用，提高了扩展电极与外延层的附着性和完整性，确保发光器件工作电压稳定。此外还减少了电极遮光的面积，提升了出光效率，同时还提升了电极的可靠性，极大地提升了产品的质量。

另外，本实用新型所述图形化的N-GaAs欧姆接触层的图形为圆环形，或多边形，或离散且均匀分布的点状。该几种形状均可保证形成良好的欧姆接触，均可达到良好的电流扩展效果。

所述图形化的N-GaAs欧姆接触层的正投影面积占主电极的正投影面积的20%～50%。该比例可保证良好欧姆接触前提下，不产生吸光，不降低光取出效率。

附图说明

图1为制作过程中的外延片的结构示意图。

图2为制作过程中的衬底的结构示意图。

图3为本实用新型成品的结构示意图。

图4为图3的俯向示意图。

具体实施方式

一、如图1和2所示是本实用新型较佳实例在制作过程中的结构示意图，制造步骤如下：

  1、如图1所示，利用MOCVD设备在一临时的GaAs基板101依次上生长各外延层，外延层包括过渡层102、N-GaInP截止层103、N-GaAs欧姆接触层104、N-AlGaInP粗化层105、N-AlGaInP电流扩展层106、N-AlGaInP限制层107、MQW多量子阱有源层108、P-AlGaInP限制层109、缓冲层110和P-GaP电流扩展层111。

其中N-GaAs欧姆接触层104优选厚度40nm，掺杂浓度在1×10¹⁹cm^-3以上, 掺入的杂质元素为 Si，以保证N面有良好的电流扩展能力；P-GaP电流扩展层111优选厚度2000nm，掺杂浓度在1×10¹⁸cm^-3以上，掺入的杂质元素为Mg，以保证P面有良好的电流扩展能力。