[发明专利]一种倒装结构AlGaInP红光Micro-LED及其制备方法

说明书

本发明属于LED生产制造技术领域，涉及一种倒装结构AlGaInP红光Micro‑LED及其制备方法，由n‑GaAs欧姆接触层101、n‑AlGaInP扩展层102、DBR层103、n‑AlInP限制层104、发光层105、p‑AlInP限制层106、p‑AlGaInP扩展层107、p‑GaP电流扩展层108、p‑GaP欧姆接触层109、p‑GaP粗化键合层110、ITO层200、固化层300、衬底400、电极层501、第一金属层502、保护层600、ODR层601和第二金属层700构成，结构新颖，工作原理清晰，本发明可以提升出光效率，用在氧化铟锡(ITO)与紫外固化光学胶作为连接蓝宝石间的键合层，可以提升键合良率，发明工艺技术路线可靠、工艺基础成熟，原材料容易取得，利于批量化生产。

技术领域

本发明属于LED生产制造技术领域，涉及一种倒装结构AlGaInP红光 Micro-LED及其制备方法。

背景技术

发光二极管(LED)是广泛应用的固态发光器件，LED固有物理特性使其能够在低电压/电流下工作，具有效率高、可靠好、寿命长等特点。LED还能在极高或极低的温度条件下工作。因此，被广泛应用于室内外照明，汽车前大灯，交通信号灯和与显示屏。其中小尺寸的微发光二极管LED(Micro-LED)已成为近两年来具有相当发展前景的技术，在汽车，可穿戴设备，军事应用，生物传感器，光学生物芯片，微型集成全色系列显示器(集成红、绿、蓝色三种颜色波段)领域极具潜在应用价值。

随着多年的技术研究开发，AlGaInP红光LED的外延、芯片技术非常成熟。外延技术是通过金属有机化学气相沉积(MOCVD)，在GaAs衬底上生长(AlxGa1-x)0.5In0.5P发光材料，外延生长的P型层、发光层、N型层、DBR层晶格可以精准与GaAs衬底匹配，位错少，其内部量子效率超过95%。但是GaAs能隙比较小，对于AlGaInP 发出光具有吸收作用，因此限制了红色LED的光提取性能。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足，提出一种倒装结构AlGaInP红光Micro-LED及其制备方法，工艺技术路线可靠、工艺基础成熟，使用MOCVD外延生长DBR层、GaP粗化层、ODR层可以提升出光效率，用在氧化铟锡(ITO)与紫外固化光学胶作为连接蓝宝石间的键合层，可以提升键合良率，利于批量化生产。

本发明的技术方案是：一种倒装结构AlGaInP红光Micro-LED，包括n型GaAs衬底，其特征在于：所述n型GaAs衬底背面上依次设有n-GaAs欧姆接触层、n-AlGaInP扩展层、DBR层、n-AlInP限制层、发光层、p-AlInP限制层、p-AlGaInP扩展层、p-GaP电流扩展层、p-GaP欧姆接触层和p-GaP粗化键合层，所述p-GaP粗化键合层上设有ITO层，所述ITO层上设有固化层，所述固化层上设有衬底；所述p-GaP欧姆接触层正面上设有电极层，所述n型GaAs衬底正面上设有第一金属层，所述电极层和第一金属层正面设有保护层和ODR层，所述ODR层的正面设有第二金属层，所述第二金属层与电极层接触连接。

所述倒装结构采用倒装水平同侧电极结构AlGaInP基微发光二极管，发光面积尺寸为3～5mil，芯片厚度为60～100μm。

所述ITO层的厚度为100～1000nm。

所述抛光的蓝宝石衬底使用酸、碱处理后与芯片进行键合，酸处理中的酸由H₂SO₄、双氧水构成的混合溶液，碱处理中的碱由氨水、双氧水构成的混合溶液。

所述n-GaAs欧姆接触层掺杂浓度6×10¹⁸cm^-3以上，p-GaP欧姆接触层掺杂浓度7×10¹⁹cm^-3以上。

所述紫外固化光学胶在波长400nm以上，透过率达到99%，涂覆厚度约为2～30μm，将膜用UV固化5～500min，UV处理后的固化层的平均厚度为1～28μm。