本實用新型屬于LED生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種AlGaInP發(fā)光二極管特別是其芯片的生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

四元系A(chǔ)lGaInP發(fā)光二極管由于其發(fā)光效率高，顏色范圍廣耗電量少、壽命長、單色發(fā)光、反應(yīng)速度快、耐沖擊、體積小等優(yōu)點而被廣泛的應(yīng)用于指示、顯示各種裝置上、汽車內(nèi)部指示燈、家電指示燈、交通停信號燈、家用照明上，如何滿足市場對高亮度芯片的大量需求，提升LED芯片的亮度，成為LED企業(yè)的研究重點。常規(guī)垂直結(jié)構(gòu)AlGaInP 發(fā)光二極管是基于P-GaP 電流擴展層進行橫向擴展，將電流注入發(fā)光區(qū)，但由于P-GaP 電流擴展能力有限，電極下方附近區(qū)域電流密度較高，離電極較遠的區(qū)域電流密度較低，導(dǎo)致整體的電流注入效率偏低，從而降低了發(fā)光二極管的出光效率。

圖案化P-GaP AlGaInP 芯片表層并蒸鍍ITO透明導(dǎo)電薄膜可以減少光的全反射，增加芯片的出光效率，圖案化P-GaP層的方法有濕法蝕刻法、納米壓印技術(shù)、聚焦離子束蝕刻，在表面時刻出小孔，可以提升光取出效率。

粗化P-GaP AlGaInP芯片表層并蒸鍍ITO透明導(dǎo)電薄膜可以減少光的全反射，增加芯片的出光效率，圖案化P-GaP層的方法主要利用碘酸：氫氟酸：冰醋酸混合液，粗化90s，粗化深度為100～500nm，粗化出表面均勻的粗糙形貌，可以提升光取出效率。

以上方案均利用了氧化銦錫透明薄膜具有良好的電流擴展能力，電極通過該氧化銦錫透明薄膜，從而減小了電流在電極下方的積聚，減少了電流的無效注入，提升了發(fā)光效率。但是氧化銦錫（ITO）中的In 屬于稀缺資源，價格昂貴并且有毒，希望找到一種替代ITO的透明材料。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提出一種生產(chǎn)成本較低，而能提高發(fā)光效率的具有AZO粗化層的高亮度AlGaInP發(fā)光二極管。

本實用新型包括P電極和N電極，N電極設(shè)置在襯底背面，在襯底正面依次設(shè)置N-GaAs 緩沖層、AlAs/AlGaAs 反射層、N-AlGaInP 下限制層、MQW 多量子阱有源層、P-AlGaInP 上限制層、P-GaInP緩沖層和P-GaP 電流擴展層，其特征在于在P-GaP 電流擴展層表面設(shè)置AZO透明導(dǎo)電層，在部分AZO透明導(dǎo)電層表面布置所述P電極，在另一部分AZO透明導(dǎo)電層表面設(shè)置AZO粗化層。

Al摻雜ZnO（即AZO）透明導(dǎo)電薄膜具有優(yōu)良的透射特性，且ZnO來源廣泛，價格低廉，在H等離子體中穩(wěn)定性優(yōu)于ITO。本實用新型AZO透明導(dǎo)電層具有良好的電流擴展能力，電流通過AZO透明導(dǎo)電層、AZO粗化層，將電流均勻注入到整個芯片表面，從而減小了電流在局部區(qū)域內(nèi)的積聚，提升電流的有效效率，AZO粗化層是使用化學(xué)濕式粗化出表面均勻的粗糙形貌，提升了發(fā)光效率。

進一步地，本實用新型所述的AZO透明導(dǎo)電層的厚度為150～550nm，該厚度為通過AlGaInP發(fā)光波長計算得出的最佳厚度，可方便地采用磁控濺射法蒸鍍。

所述AZO粗化層的厚度為50～500nm。AZO粗化層是將AZO用酸或堿濕法粗化以減少P-GaP 表面全反射的發(fā)生，提升光取出效率。電流經(jīng)過P電極流入AZO透明薄膜層，AZO透明薄膜層橫向電阻小于同層P-GaP 電流擴展層的接觸電阻，電流在AZO透明薄膜層進行橫向擴展后，再注入到P-GaP 電流擴展層中，進而進入有源層，大大提升電流注入效率，提升了發(fā)光二極管的發(fā)光亮度，同時由于工藝簡單，具有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)光二極管成本低，良率高的優(yōu)點，適宜批量化生產(chǎn)，利于取得高質(zhì)量、低成本的產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為本實用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯向視示圖。

具體實施方式

一、制造具體實施步驟：

1、通過MOCVD技術(shù)制作外延芯片：在作為外延層基板的GaAs 襯底100正面依次形成N-GaAs 緩沖層200、AlAs/AlGaAs 反射層201、N-AlGaInP 下限制層202、MQW 多量子阱有源層203、P-AlGaInP 上限制層204、P-GaInP緩沖層205、P-GaP 電流擴展層206，其中高摻雜鎂的P-GaP 電流擴展層206厚度為4.5μm，以保證能形成良好的歐姆接觸，鎂的摻雜濃度為8×10¹⁷cm^-3～1×10 ¹⁹cm^-3。

2、將外延芯片用215、511溶液液清洗P-GaP 電流擴展層206，采用PECVD的方式在表面沉積一層SiO₂，在SiO₂層上旋涂正性光刻膠，經(jīng)過烘烤，曝光，烘烤，顯影通過高速旋干機將芯片旋干、等離子打膠后，制作完成SiO₂層光刻，利用HF溶液蝕刻出SiO₂層開孔圖形，通過去膠液去除表面旋涂正性光刻膠，利用SiO₂層開孔圖形，使用KOH、FeCl₃、鐵酸鉀和水的混合液（體積比為3：1：1：1）蝕刻去除部分P-GaP 電流擴展層206中GaP層的蝕刻深度為0.1～1μm，蝕刻時間30S，溫度20～40度，蝕刻深度為200nm。再使用HF溶液去掉SiO₂層，完成電極預(yù)留孔300的制作。

然后采用磁控濺射的方式在P-GaP 電流擴展層206上蒸鍍厚度為300~500nm的AZO透明導(dǎo)電層207，AZO透明導(dǎo)電層207的透過率保證在90% 以上，方塊電阻在20 ? 以內(nèi)。

3、在AZO透明導(dǎo)電層207上旋涂正性光刻膠，經(jīng)過烘烤，曝光，烘烤，顯影通過高速旋干機將芯片旋干、等離子打膠后，制作完成電極預(yù)留孔套刻，以保護電極預(yù)留孔300處不被粗化。

粗化的溶液可以是20～80℃的酸液也可以是堿溶，其中酸性溶液主要成分為：HCl、H₂O₂和水按3：1：1的體積比配比，或是幾種的混合，也可以是將HCl和CH₃COOH按3:1的體積比混合；堿性溶液主要成分為KOH、H₂O₂和水按，或是NaOH和水按2：1的體積比混合，或是幾種的混合。

蝕刻時間5～300S，粗化深度為100～500nm，粗化深度不能過深，否則會影響出光效率。

通過去膠液去除表面旋涂正性光刻膠，即完成AZO粗化層208。

對P電極預(yù)留孔300外側(cè)的AZO透明導(dǎo)電層207的表面進行粗化處理后，于P電極預(yù)留孔300外側(cè)形成的AZO粗化層208的厚度為50～500nm，在AZO粗化層208與P-GaP 電流擴展層206之間的AZO透明導(dǎo)電層207的厚度為150～550nm。

4、將完成AZO粗化層208的芯片使用丙酮、IPA溶液進行超聲清洗10min，旋涂負性光刻膠，經(jīng)過烘烤，曝光，烘烤，顯影通過高速旋干機將樣品旋干、等離子打膠后，采用電子束蒸鍍方式蒸鍍P電極301，P電極材料為Cr、Ti、Al，厚度分別為50nm、300nm、3500nm，采用剝離的方式去除負性光刻膠。

P電極301的尺寸應(yīng)小于電極預(yù)留孔300尺寸，以保證P電極301的表面平整，利于芯片焊線。

5、將制作完成P電極301的芯片貼附于研磨盤上，將背面GaAs襯底100減薄至厚度為160～200μm。

6、將減薄后的芯片片使用丙酮、IPA溶液進行超聲清洗10min，采用電子束蒸鍍的方式在襯底GaAs100 面制作N電極302，N電極材料為AuGe、Au，厚度分別為120nm、150nm。

7、將制作完成N面電極302的芯片置于退火爐內(nèi)進行快速退火，退火溫度380～580℃（本例采用450℃），退火時間5～20s（本例采用20s）。

至此，完成圖案化高亮度AlGaInP發(fā)光二極管的制作。

二、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點：

如圖1 、2所示，在GaAs 襯底100正面依次設(shè)置N-GaAs 緩沖層200、AlAs/AlGaAs 反射層201、N-AlGaInP 下限制層202、MQW 多量子阱有源層203、P-AlGaInP 上限制層204、P-GaInP緩沖層205、P-GaP 電流擴展層206，并在P-GaP 電流擴展層206上形成電極預(yù)留孔300，在P-GaP 電流擴展層206表面設(shè)置AZO透明導(dǎo)電層207，在部分AZO透明導(dǎo)電層207表面布置P電極301，在另一部分AZO透明導(dǎo)電層207表面設(shè)置AZO粗化層208。N電極302設(shè)置在GaAs 襯底100的背面。

由于電極預(yù)留孔300對GaP有破壞作用，會減少電流經(jīng)電極底部注入MQW層的機率，提升電流的有效注入，本實用新型在P-GaP 電流擴展層206表面蒸鍍形成AZO透明導(dǎo)電層207，AZO透明導(dǎo)電層207具有良好的電流擴展能力，電流通過AZO透明導(dǎo)電層207后注入到整個芯片表面，可提升電流的注入效率，而本實用新型的AZO粗化層208可以減少光子的全反射機率，提升了發(fā)光效率，從而提升AlGaInP發(fā)光二極管的亮度。

P-GaP 電流擴展層206利用SiO₂作為掩膜，在P-GaP 電流擴展層206的電極下方位置將蝕刻掉厚度為0.1~1μm的GaP層，形成電極預(yù)留孔300，以保證電流經(jīng)AZO透明導(dǎo)電層207時盡可能多地橫向擴展，提升電流有效的注入效率。

以上實施例并非對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍情況下，還可做出同等的變化或變換。因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該以屬于本實用新型的范疇。