[发明专利]AlGaInP基发光二极管芯片及其制造方法

说明书

本公开提供了一种AlGaInP基发光二极管芯片及其制造方法，涉及半导体技术领域。所述AlGaInP基发光二极管芯片还包括设置在所述蓝宝石衬底和所述外延层之间的粗化键合层、以及设置在所述蓝宝石衬底和所述粗化键合层之间的复合键合层，所述复合键合层为Al₂O₃/Si₃N₄/SiO₂复合层，所述粗化键合层为P型Gap层，所述粗化键合层的与所述复合键合层接触的一面上形成有粗化结构。该AlGaInP基发光二极管芯片可以提高蓝宝石衬底与外延层之间的键合良率。

技术领域

本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种AlGaInP基发光二极管芯片及其制造方法。

背景技术

四元系发光二极管(英文：Light Emiting Diode，简称：LED)芯片由于具有发光效率高、颜色范围广、耗电量少、寿命长、单色发光、反应速度快、耐冲击、体积小等优点而被广泛应用于各种指示、显示装置上。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，在GaAs衬底上生长(Al_xGa_1-x)_0.5In_0.5P发光层、P型层、发光层、N型层、反射层等，形成外延层。外延层可以与GaAs衬底精准匹配，位错少，内量子效率超过95％。但是GaAs能隙比较小，对于(Al_xGa_1-x)_0.5In_0.5P发光层发出的光线具有吸收作用，因此限制了LED的光提取性能。目前通常利用芯片键合技术将外延层直接与蓝宝石衬底进行键合,并且利用湿法腐蚀技术去掉原GaAs衬底，以提高LED的出光效率，制造高亮度的LED。这样的键合良率很低，蓝宝石衬底和外延片之间容易分离。

发明内容

本公开实施例提供了一种AlGaInP基发光二极管芯片及其制造方法，可以提高蓝宝石衬底与外延层之间的键合效果。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种AlGaInP基发光二极管芯片，所述AlGaInP基发光二极管芯片包括蓝宝石衬底以及外延层，所述外延层包括依次层叠设置在所述蓝宝石衬底上的P型欧姆接触层、窗口层、P型电流扩展层、P型限制层、发光层、N型限制层、第一反射层、N型扩展层和N型欧姆接触层，所述N型欧姆接触层上设有N型电极，所述P型欧姆接触层上设有P型电极，其特征在于，

所述AlGaInP基发光二极管芯片还包括设置在所述蓝宝石衬底和所述外延层之间的粗化键合层、以及设置在所述蓝宝石衬底和所述粗化键合层之间的复合键合层，所述复合键合层为Al₂O₃/Si₃N₄/SiO₂复合层，所述粗化键合层为P型Gap层，所述粗化键合层的与所述复合键合层接触的一面上形成有粗化结构。

可选地，所述复合键合层中的Al₂O₃层与Si₃N₄层的厚度相等，所述复合键合层中的SiO₂层的厚度大于Al₂O₃层的厚度。

可选地，所述AlGaInP基发光二极管芯片还包括包覆在所述外延层上的钝化层，所述钝化层为Al₂O₃层。

可选地，所述AlGaInP基发光二极管芯片还包括包覆在所述钝化层外的第二反射层，所述第二反射层为TiO_x/SiO_x超晶格结构。