專利名稱：具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及四元系發(fā)光二極管的制作工藝，特別是一種具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷 系發(fā)光二極管的制作工藝。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(英文為L(zhǎng)ight Emitting Diode,簡(jiǎn)稱LED)是半導(dǎo)體二極管的一種， 它能將電能轉(zhuǎn)化為光能，發(fā)出黃、綠、藍(lán)等各種顏色的可見(jiàn)光及紅外和紫外不可見(jiàn)光；與小 白熾燈泡及氖燈相比，它具有工作電壓和電流低、可靠性高、壽命長(zhǎng)且可方便調(diào)節(jié)發(fā)光亮度 等優(yōu)點(diǎn)。1962年世界上第一個(gè)商用紅光磷砷化鎵(GaAsP)發(fā)光二極管由通用電器公司制 作成功，發(fā)光二極管開(kāi)始顯示出它在發(fā)光器件市場(chǎng)中的地位。在20世紀(jì)70年代初，雖然當(dāng) 時(shí)的發(fā)光二極管只有大約0. 的發(fā)光效率，紅光發(fā)光二極管就已經(jīng)廣泛應(yīng)用在計(jì)算器和 電子表的顯示等場(chǎng)合；目前從紅光到藍(lán)光的全波段上量子阱效率超過(guò)8%的LED隨處可見(jiàn)， 紅橙光LED的效率已可以達(dá)到23%以上。由于LED內(nèi)量子效率與外量子效率之間存在巨大的差距，人們一直在研究如何提 高LED的發(fā)光效率。現(xiàn)有改善LED發(fā)光效率的方法主要有生長(zhǎng)分布布拉格反射層結(jié)構(gòu)，將 射向襯底的光反射回表面；制作透明襯底，取代原有的砷化鎵(GaAs)襯底；改變LED幾何 外形來(lái)縮短光在LED內(nèi)部反射的路程以及限制全反射現(xiàn)象的表面粗化技術(shù)。已知的四元系發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在襯底11上依次制作分布布拉格反 射鏡12 (英文為Distributed Bragg Ref lector，簡(jiǎn)稱DBR)、第一型磊晶層13、發(fā)光層14以 及第二型磊晶層15，而該第二型磊晶層15頂面設(shè)有P電極16，該襯底11的底面設(shè)有N電 極17。該發(fā)光二極管頂面是平面狀，且與其相對(duì)的襯底底面是相互的平行面，眾所周知，光 從一光密介質(zhì)入射到一光疏介質(zhì)中，假使有光的入射角在臨界角度之外，即會(huì)產(chǎn)生一個(gè)我 們不期望的現(xiàn)象，就是發(fā)生內(nèi)部全反射現(xiàn)象，由于上述發(fā)光二極管中相對(duì)的兩面呈平行平 面，致使光子受到全反射的影響，出光效率變低，同時(shí)，把光子局限于發(fā)光二極管芯片中，導(dǎo) 致這些光子不能順利地逃脫發(fā)光二極管芯片到外部置空氣中，因而發(fā)光二極管散熱性差。M R Kramers等人在1999年將具有磷化鎵(GaP)厚窗口層及透明GaP襯底的鋁鎵 銦磷系發(fā)光二極管加以改進(jìn)，做成斜邊與垂直反向相差約35°，采用這種結(jié)構(gòu)可使外部量 子效率提高。但該方法需要將鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管晶片倒置且要求襯底為透明(參見(jiàn)文 獻(xiàn) M R Krames,M Ochiai-Holcomb,G E Hofler,et al. High-power truncated-inverted-pyramid (AlxGal-x) 0. 5InO. 5P/GaPlight_emitting diodes exhibiting > 50% external quantum efficiency[J]. Appl. Phys. Lett. ,1999,75(16) :2365_2367)。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明旨在提出一種具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的 制作工藝，減少光線折射或反射的次數(shù)所造成的光衰減，增加出射光線進(jìn)而提高發(fā)光效率。
本發(fā)明是這樣子實(shí)現(xiàn)的，一種具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工 藝，包括如下步驟1)提供一襯底；2)在襯底的頂面形成一分布布拉格反射層；3)在分布布拉格反射層上形成第一型磊晶層；4)在第一型磊晶層上形成發(fā)光層；5)在發(fā)光層上形成第二型磊晶層；6)在第二型磊晶層上形成P電極；7)在襯底的底面形成N電極，構(gòu)成一 LED芯片；8)采用干蝕刻方法沿上述LED芯片頂面至底面方向以傾斜角度切割其側(cè)面；9)再用激光對(duì)LED芯片的底面進(jìn)行切割；10)最后用鉆石刀將LED芯片底部的側(cè)面切穿，則在LED芯片的四周形成傾斜面。本發(fā)明中LED芯片的每個(gè)側(cè)面的傾斜角度大于或等于20°、而小于或等于70°， 本發(fā)明優(yōu)選LED芯片的側(cè)面傾斜角度為60° ；本發(fā)明的襯底材料選自砷化鎵、磷化鎵或前 述組合，本發(fā)明選擇砷化鎵作為襯底材料；分布布拉格反射層結(jié)構(gòu)由交替的高折射率和低 折射率材料組成；分布布拉格反射層結(jié)構(gòu)由折射率高低交替的堆疊材料層構(gòu)成；干蝕刻方 法采用感應(yīng)耦合等離子體蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻或前述的組合，本發(fā)明優(yōu)先采用感應(yīng)耦合等 離子體干蝕刻方法。同現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本發(fā)明制作的具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系LED芯片，由 于傾斜的側(cè)面使得每一個(gè)出光面的可出光角度范圍擴(kuò)大，出光面積增加，出光效率得以提升。


圖1是習(xí)知的四元系發(fā)光二極管的示意圖。圖2是本發(fā)明具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖2所示，一種應(yīng)用合成分隔法激光剝離GaN基發(fā)光器件的制造方法，提供一砷化 鎵襯底21 ；在砷化鎵襯底21的頂面形成一分布布拉格反射層22，分布布拉格反射層22由 折射率高低交替的堆疊材料層構(gòu)成；在分布布拉格反射層22上形成第一型磊晶層23 ；在第 一型磊晶層23頂面上形成發(fā)光層24 ；在發(fā)光層24上形成第二型磊晶層25 ；在第二型磊晶 層24頂面上形成P電極26 ；在砷化鎵襯底21的底面形成N電極27，構(gòu)成LED芯片；采用感 應(yīng)耦合等離子體干蝕刻方法沿上述LED芯片頂面至底面方向以傾斜角度60°切割其側(cè)面； 再用激光對(duì)LED芯片的底面進(jìn)行切割；最后用鉆石刀將LED芯片底部的側(cè)面切穿，則在LED 芯片的四周形成傾斜面，構(gòu)成倒方錐臺(tái)型的LED芯片，其四周是傾斜角度為60°的傾斜面， 傾斜面有利于光線輸出，增加出射光線，減少光線折射或反射次數(shù)，進(jìn)而提高發(fā)光效率。
權(quán)利要求
具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝，包括下列步驟1)提供一襯底；2)在襯底的頂面形成一分布布拉格反射層；3)在分布布拉格反射層上形成第一型磊晶層；4)在第一型磊晶層上形成發(fā)光層；5)在發(fā)光層上形成第二型磊晶層；6)在第二型磊晶層上形成P電極；7)在襯底的底面形成N電極，構(gòu)成一LED芯片；8)采用干蝕刻方法沿上述LED芯片頂面至底面方向以傾斜角度切割其側(cè)面；9)再用激光對(duì)LED芯片的底面進(jìn)行切割；10)最后用鉆石刀將LED芯片底部的側(cè)面切穿，則在LED芯片的四周形成傾斜面。
2.如權(quán)利1所述的具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝，其特征在于 LED芯片的每個(gè)側(cè)面的傾斜角度大于或等于20°、而小于或等于70°。
3.如權(quán)利要求1所述的具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝，其特征在 于襯底材料選自砷化鎵、磷化鎵或前述組合。
4.如權(quán)利要求1所述的具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝，其特征在 于分布布拉格反射層結(jié)構(gòu)由折射率高低交替的堆疊材料層構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝，其特征在 于干蝕刻方法采用感應(yīng)耦合等離子體蝕刻、反應(yīng)離子蝕刻或前述的組合。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的具有傾斜側(cè)面的鋁鎵銦磷系發(fā)光二極管的制作工藝，提供一襯底，在襯底的頂面形成一分布布拉格反射層，在分布布拉格反射層上形成第一型磊晶層，在第一型磊晶層上形成發(fā)光層，在發(fā)光層上形成第二型磊晶層；在第二型磊晶層上形成P電極，在襯底的底面形成N電極，構(gòu)成一LED芯片；采用干蝕刻方法沿上述LED芯片頂面至底面方向以傾斜角度切割其側(cè)面，再用激光對(duì)LED芯片的底面進(jìn)行切割，最后用鉆石刀將LED芯片底部的側(cè)面切穿，則在LED芯片的四周形成傾斜面；本發(fā)明具有可以增加出射光線，減少光線折射或反射次數(shù)，進(jìn)而提高發(fā)光效率等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L33/20GK101807647SQ20101013156
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者林科闖, 林素慧, 蔡家豪, 鄭建森 申請(qǐng)人:廈門市三安光電科技有限公司