[实用新型]一种粗化倒装GaAs基LED外延片

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种粗化倒装GaAs基LED外延片，属于光电子技术领域。

背景技术

在芯片领域，为了避免正装芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率，倒装芯片技术特别是在大功率、外照明、城市亮化工程的应用市场上逐渐使用。

在现有技术中，GaAs基LED都是在GaAs衬底上外延生长制备的。正装结构由于p、n电极在LED同一侧，容易出现电流拥挤现象，而且热阻较高，降低内量子效率。未来灯具成本的降低除了材料成本，功率做大减少LED颗数显得尤为重要，倒装结构能够很好的满足这样的需求。这也导致倒装结构通常用于大功率LED应用领域，而正装技术一般应用于中小功率LED。

为提高GaAs基LED的高温工作特性和输出效率，把正装芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去，芯片材料是透明的)，在这种结构中，光从GaAs衬底取出，不必从电流扩散层取出。由于不从电流扩散层出光，这样不透光的电流扩散层可以加厚，增加Flipchip的电流密度。同时这种结构还可以将pn结的热量直接通过金属凸点导给热导系数高的硅衬底(为145W/mK)，散热效果更优；而且在pn结与p电极之间增加了一个反光层，又消除了电极和引线的挡光，因此这种结构具有电、光、热等方面较优的特性。

该方法可以使LED的效率得到很大提升，并可以制备大功率器件。但腐蚀过程产生大量含As的化学废液需要进一步处理，对环境保护不利。

中国专利文献CN101908587A公开了一种退火剥离倒装SiC衬底GaN基LED的制作方法，在原始SiC衬底表面刻蚀出纵横交错的沟道，制作原始SiC图案衬底。按常规方法生长常规结构的外延片，将反光金属层键合在一个新的Si衬底上；将键合后的外延片放入到高温退火炉中，通过退火使外延片上的原始衬底脱落。本实用新型利用SiC衬底与GaN的热膨胀系数不同，使用高温退火将原衬底剥离的方法，成功的实现了SiC衬底的倒装和剥离。在硅衬底上倒装制备GaN基LED，是在硅衬底生长GaN基蓝光或绿光LED。

中国专利文献CN101540361A公开了一种硅衬底上生长的铝镓铟磷LED外延片及其制备方法，本实用新型公开了一种硅衬底上生长的铝镓铟磷LED外延片及其制备方法，该LED外延片采用硅衬底，其制备方法是直接用MOCVD按顺序逐层常规生产外延结构。本实用新型解决了硅衬底和铝镓铟磷发光层之间的热膨胀系数失配问题，在硅衬底上直接外延生长外延材料。该方法着重介绍了在硅衬底上生长铝镓铟磷LED外延片及其制备方法，而没有采用倒装，更没有介绍SiC图案衬底生长LED。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种粗化倒装GaAs基LED外延片；

本实用新型的技术方案为：

一种粗化倒装GaAs基LED外延片，自上而下依次包括腐蚀阻挡层、AlInP下限制层、多量子阱发光区、AlInP上限制层、电流扩展层、SiC衬底或Si衬底，所述腐蚀阻挡层上设有凸起结构体及凹陷结构体。

根据本实用新型优选的，所述腐蚀阻挡层上周期性设有若干个所述凸起结构体及若干个所述凹陷结构体，所述凸起结构体之间的间隔为100-1000nm，所述凹陷结构体之间的间隔为100-1000nm，所述凹陷结构体凹下去的深度为3-5um，所述凸起结构体凸起的高度为100-10000nm。

进一步优选的，所述凸起结构体之间的间隔为500nm，所述凹陷结构体之间的间隔为500nm，所述凹陷结构体凹下去的深度为3um。

凸起结构体或凹陷结构体的设置，采用间隔均匀且深度固定的凹凸式结构，依据光学特性，增加了表面的粗糙度，形成光学漫反射，提高了倒装GaAs基LED外延片的出光效率，使实际出光率达到90％以上，解决了出光效率低的问题。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型散热效果优；在缓冲层中取出后，由于在生长前，这里已经刻好图案，有周期性规则排布的凸起或凹陷结构体，增加了表面的粗糙度，提高了SiC衬底倒装芯片的出光效率，使实际出光率达到90％以上，解决了出光效率低的问题。

附图说明

图1为本实用新型所述粗化倒装GaAs基LED外延片结构的示意图。

1、腐蚀阻挡层，2、AlInP下限制层，3、多量子阱发光区，4、AlInP上限制层，5、电流扩展层，6、N型GaAs缓冲层。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型作进一步限定，但不限于此。