[发明专利]一种倒装红光LED芯片及其制作方法

说明书

本发明提供了一种倒装红光LED芯片及其制作方法，通过在所述p‑GaP窗口层表面沉积第一ITO层，使所述第一ITO层搭配所述p‑GaP窗口层，可减薄所述p‑GaP窗口层的厚度，从而在解决因p‑GaP窗口层太厚导致的吸光问题的同时，还保证了其电流在LED芯片的P面扩展的均匀性；同时，通过所述发光台面的水平裸露面沉积形成第二ITO层，可减薄所述n‑AlGaInP扩展层的厚度，从而在解决因n‑AlGaInP扩展层太厚导致的吸光问题的同时，还保证了其电流在LED芯片的N面扩展的均匀性，进而提高LED芯片的出光率。其次，本发明采用蒸镀与沉积相结合的方法制作复合键合层，既能获得高的制作效率又具有良好的键合率。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种倒装红光LED芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)是一种能将电能直接转换为光能的半导体器件，属于固态冷光源。LED固有物理特性使其能够在低电压/电流下工作，具有发光效率高、体积小、寿命长节能等特点。其本身不含汞、铅等有害物质，不会在生产使用中对外界产生污染。因此，LED现已成为交通显示、医疗照明、投影、军事通信等领域的核心发光器件。随着微投影、微显示等概念的提出，科研人员的关注点逐渐由大尺寸器件向微小型器件转移。近年来，微型LED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。

红光LED芯片一般由AlGaInP四元材料制备而成，为满足外延层生长晶格的匹配，通常选用GaAs作为外延衬底材料。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的光提取率。GaAs衬底吸收的光能最终转换成热能，使器件阱层内部非辐射复合中心数量增加，导致芯片辐射复合产生的光子数量比例下降，器件的电光转换效率降低。

目前常见的倒装结构的LED芯片为水平同侧电极结构，是将红光LED外延层通过键合的方发转移至透明的蓝宝石衬底上，制作的倒装LED芯片，不但可以提高电光转换效率，还能与蓝绿倒装芯片形成良好的匹配，使微型全色LED阵列的制作工艺得以简化，从而降低器件的制作成本。

作为最新一代的技术，红黄光AlGaInP基的Flip-Chip技术目前处于刚开发应用阶段，技术开发及产品良率、市场应用等需要等待进一步的发展成熟。其中，倒装LED芯片N、P电极在同一平面，电流横向扩展较差产生电流拥挤效应，既制约发光面积的利用率又导致局部温度升高，直接加快了LED芯片老化速度；为改善电流扩展通常采用较厚的GaP，然而过厚的GaP层会吸光，致使出光效率低，还会增加生产成本；另一方面出光角度的大小将直接决定芯片的多项光学性能，比如RGB品质、光学效率以及高亮度饱和等特性。出光性差的话，在实际使用中很容易出现光不均匀以及显示效果差的情况，为了能够获得具备大角度的出光能力、混光度均匀性的倒装LED芯片，因此有必要对倒装红光LED芯片进行研究改进。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种倒装红光LED芯片及其制作方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种倒装红光LED芯片及其制作方法，以解决现有技术中倒装红光LED芯片的电流扩展效果差及因p-GaP窗口层太厚导致的吸光问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种倒装红光LED芯片的制作方法，所述制作方法包括如下步骤：

S01、在临时衬底上生长外延叠层，所述外延叠层至少包括沿生长方向依次堆叠的n-AlGaInP扩展层、n-AlInP限制层、有源层、p-AlInP限制层、p-GaP窗口层；

S02、在所述p-GaP窗口层表面沉积第一ITO层，用于解决因所述p-GaP窗口层太厚所导致的吸光；

S03、在所述第一ITO层上蒸镀形成第一SiO2键合层；