[发明专利]一种反射镜和P电极相互独立的AlGaInP LED芯片及制备方法

说明书

本发明公开了一种反射镜和P电极相互独立的AlGaInP LED芯片及制备方法，所述芯片从下至上依次包括：基板、键合金属层、P电极金属层、反射金属层、低折射率介质层、P型掺杂层、发光层、具有粗化表面的粗化层、N型掺杂层、N电极，所述反射金属层与所述低折射率介质层构成全方位反射镜，反射金属层与低折射率介质层上设有若干P电极孔，P电极金属层通过P电极孔与P型掺杂层接触；N电极由焊盘和若干扩展电极线组成，P电极孔位于相邻的扩展电极线之间。本发明提出的反射镜和P电极相互独立的AlGaInP LED芯片，可以同时兼顾高光反射率和低欧姆接触，最终可以提高AlGaInP LED芯片的电光转换效率。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其是涉及一种反射镜和P电极相互独立的AlGaInPLED芯片及制备方法。

背景技术

常规结构的AlGaInP四元系红光LED芯片的光提取效率很低，只有10%左右，主要的原因是：（1）GaAs衬底对可见光的吸收作用，使得有源层射向衬底的光线和上表面反射下来的光线完全被GaAs衬底吸收；（2）由于GaP折射率较高(n_GaP=3.2)，导致LED的发光区域发出的光线在经芯片表面出射到空气中时受制于界面全反射现象，只有极少部分的光可以出射到器件外部（约为2.4％）。图1为AlGaInP LED外延结构的示意图。

为了提高芯片的光提取效率，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，通常需要将LED薄膜的原生GaAs衬底剥离，并将LED薄膜转移到新的支撑基板上制成垂直结构的AlGaInP薄膜LED芯片，并配以高反射率的反射镜以及粗化表面。

目前，业界常见的反射结构是低折射率介质层和高反射率金属联合作为新型全方位反射（ODR）AlGaInP薄膜LED芯片中的反射镜，提供全方位反射(不受限于近法线入射的光)。ODR结构一般是在SiO₂介质层上制作周期导电小孔，然后在此基础上蒸镀例如Ag，AuBe或AuZn合金的高光反射金属层来实现的。

Ag/SiO₂构成的ODR结构可以达到高反射率，但是无法实现低欧姆接触，而AuBe（或AuZn）/SiO₂构成的ODR结构可以实现低欧姆接触，但是无法保证高反射率。因此，目前由低折射率介质层和高反射率金属层联合构成的ODR结构无法同时保证高反射率和低欧姆接触。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种反射镜和P电极相互独立的AlGaInP LED芯片，目的在于兼顾高光反射率和低欧姆接触，提高LED芯片的光电转换效率。

本发明的第二个目的在于提供一种反射镜和P电极相互独立的AlGaInP LED芯片的制备方法。

本发明的第一个目的是这样实现的：

一种反射镜和P电极相互独立的AlGaInP LED芯片，所述芯片从下至上依次包括：基板、键合金属层、P电极金属层、反射金属层、低折射率介质层、P型掺杂层、发光层、具有粗化表面的粗化层、N型掺杂层、N电极，特征是：所述反射金属层与低折射率介质层构成全方位反射镜，在反射金属层与低折射率介质层中开有若干个P电极孔，P电极金属层通过P电极孔与P型掺杂层接触；在600 nm-700 nm波段范围内，反射金属层的反射率高于P电极金属层的反射率；P电极金属层与P型掺杂层的接触电阻低于反射金属层与P型掺杂层的接触电阻；N电极由焊盘和若干根扩展电极线组成，在相邻的扩展电极线之间排列有若干个P电极孔。

所述低折射率介质层为SiO₂、SiN_x、SiON或MgF₂任意一种或多种，厚度为10 nm-1000 nm。

所述反射金属层为Ag或Au，厚度为10 nm-200 nm。