【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及l(fā)ed，具體涉及一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片及其制作方法。
技術(shù)介紹
1、850nm?led是一種紅外線(xiàn)發(fā)射二極管，以波長(zhǎng)為850nm的紅外線(xiàn)作為發(fā)光材料，具有壽命長(zhǎng)、熱穩(wěn)定性好、快速響應(yīng)、均勻發(fā)光等特點(diǎn)。在多個(gè)領(lǐng)域中都有廣泛的應(yīng)用，包括紅外監(jiān)控、紅外照明、遙控器等。850nm的波長(zhǎng)處于可見(jiàn)光與紅外光之間，它的照明效果較好，可以被人眼感知到微弱的紅光，常用于紅外監(jiān)控?cái)z像機(jī)、紅外夜視裝置等設(shè)備的照明，以提供紅外光源，幫助獲取更清晰的圖像。因?yàn)榫嚯x、場(chǎng)景的需求，對(duì)于led的發(fā)光強(qiáng)度提出了更高要求。此外，傳統(tǒng)?850nm?led為了獲得較好的電流擴(kuò)展，會(huì)犧牲掉一部分外延結(jié)構(gòu)的平整度，外延結(jié)構(gòu)可靠性降低并存在外延結(jié)構(gòu)制作工藝復(fù)雜的問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)旨在通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提升發(fā)光強(qiáng)度的同時(shí)具有良好的電流擴(kuò)展和可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)的目的在于提供一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片及其制作方法，所得芯片發(fā)光強(qiáng)度提升的同時(shí)具有良好的電流擴(kuò)展和可靠性能。
2、為了解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供的技術(shù)方案是：
3、本專(zhuān)利技術(shù)提供一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片，所述芯片包括從下至上依次設(shè)置的背面電極、硅襯底、第一鍵合層、第二鍵合層、鏡面層、介質(zhì)膜層、銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層、保護(hù)層、dbr反射層、功能層和環(huán)狀接觸電極，所述環(huán)狀接觸電極的環(huán)內(nèi)設(shè)置出光孔，所述出光孔設(shè)置于所述芯片上表面的左側(cè)；
4、所述介質(zhì)膜層上設(shè)置有導(dǎo)電通孔，所述導(dǎo)
5、所述鏡面層靠近所述介質(zhì)膜層一側(cè)的表面具有一凸臺(tái)，所述凸臺(tái)形狀與所述導(dǎo)電通孔形狀相套合，且所述凸臺(tái)完全嵌入至所述導(dǎo)電通孔中；所述凸臺(tái)上表面采用平面結(jié)構(gòu)，所述凸臺(tái)上表面與所述介質(zhì)膜層上表面齊平，且所述凸臺(tái)上表面與所述銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層下表面直接接觸。
6、進(jìn)一步地，所述功能層包括從下至上依次設(shè)置的algaas發(fā)光層、algaas粗化層和n型gaas歐姆接觸層；
7、其中，所述n型gaas歐姆接觸層僅設(shè)置于所述環(huán)狀接觸電極覆蓋區(qū)域。
8、進(jìn)一步地，所述芯片四周側(cè)壁具有切割道，所述切割道從所述芯片上表面蝕刻至所述第二鍵合層上表面；
9、所述芯片還包括正面外電極和鈍化層；
10、所述正面外電極覆蓋所述切割道、以及芯片上表面除出光孔以外的全部區(qū)域；
11、所述正面外電極由電流連接部、焊線(xiàn)部和防護(hù)部組成；所述電流連接部設(shè)置于所述環(huán)狀接觸電極的正上方，所述電流連接部下表面與所述環(huán)狀接觸電極上表面直接接觸形成電連接；所述焊線(xiàn)部設(shè)置于所述芯片上表面的右側(cè)中部，所述焊線(xiàn)部的下表面與所述algaas粗化層直接接觸；所述正面外電極排除電流連接部和焊線(xiàn)部以外的區(qū)域作為防護(hù)部，所述防護(hù)部與外延結(jié)構(gòu)之間設(shè)置鈍化層。
12、進(jìn)一步地，所述鈍化層的材料為sin，所述鈍化層的厚度為1μm～2μm。
13、進(jìn)一步地，所述正面外電極的制備材料為依次設(shè)置的ti、pt和au，所述正面外電極的厚度為4μm～5μm。
14、進(jìn)一步地，所述銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層為采用銀納米線(xiàn)液作為旋涂液在保護(hù)層的表面進(jìn)行旋涂和退火固化得到；
15、所述銀納米線(xiàn)液中采用的銀線(xiàn)直徑為20nm～40nm；銀線(xiàn)線(xiàn)長(zhǎng)為10μm～20μm；
16、所述銀納米線(xiàn)液中銀線(xiàn)濃度為10mg/ml～30mg/ml；
17、所述銀納米線(xiàn)液中溶劑為異丙醇。
18、進(jìn)一步地，所述保護(hù)層的材料為gap，所述保護(hù)層的厚度為20nm～50nm。
19、進(jìn)一步地，所述鏡面層的制作材料選自au和ag中至少一種；
20、所述鏡面層的厚度為6000埃～10000埃。
21、進(jìn)一步地，所述dbr反射層采用交替生長(zhǎng)的al0.9gaas層和al0.1gaas層，共15對(duì)。
22、本專(zhuān)利技術(shù)還提供上述反極性850nm紅外發(fā)光led芯片的制作方法，所述制作方法包括：
23、s1、提供一gaas襯底作為外延結(jié)構(gòu)生長(zhǎng)襯底，在gaas襯底上，利用mocvd依次生長(zhǎng)犧牲層、功能層、dbr反射層和保護(hù)層；
24、s2、利用旋涂法，在保護(hù)層的表面制作銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層；
25、s3、利用負(fù)膠光刻工藝，制作對(duì)位介質(zhì)膜圖形，通過(guò)光學(xué)鍍膜機(jī)蒸鍍介質(zhì)膜材料，并通過(guò)負(fù)膠剝離工藝，制作出圖案化的介質(zhì)膜層；
26、s4、利用金屬蒸鍍機(jī)蒸鍍鏡面金屬材料制作出鏡面層，在制作好的鏡面層上制作第二鍵合層；
27、s5、在硅襯底表面，以電子束蒸鍍方式制作第一鍵合層；
28、s6、將第一鍵合層和第二鍵合層貼合，放在固定石墨治具中進(jìn)行鍵合；
29、s7、利用化學(xué)腐蝕方式，去除gaas襯底，腐蝕掉犧牲層；
30、s8、利用負(fù)性光刻膠制作環(huán)狀接觸電極的掩膜圖形，通過(guò)lift-off工藝剝離，得到環(huán)狀接觸電極；
31、s9、使用正性光刻膠制作切割道掩膜圖形，通過(guò)干法icp蝕刻結(jié)合金屬蝕刻液蝕刻方式，制作得到切割道；
32、s10、通過(guò)pecvd沉積鈍化材料，使用正性光刻膠制作掩膜圖形，通過(guò)干法蝕刻掉環(huán)狀接觸電極上方的鈍化材料、出光孔上方的鈍化材料及焊線(xiàn)部上方的鈍化材料，得到鈍化層；
33、s11、利用負(fù)性光刻膠制作正面外電極的掩膜圖形，通過(guò)sputter或電子束蒸鍍正面金屬材料，通過(guò)lift-off工藝剝離，得到正面外電極；
34、s12、對(duì)出光孔區(qū)域表面的功能層材料進(jìn)行腐蝕，形成粗糙的出光表面；
35、s13、將硅襯底厚度減薄，蒸鍍背面金屬形成背面電極；
36、s14、利用激光切割正面、刀片切割背面和劈裂，將晶圓切成單個(gè)芯片。
37、本專(zhuān)利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是：
38、1.?本申請(qǐng)?zhí)峁┑姆礃O性850nm紅外發(fā)光led芯片，通過(guò)在外延結(jié)構(gòu)保護(hù)層下方引入具有良好電流擴(kuò)展效果的銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層并優(yōu)化了p面電流通道，銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層上表面無(wú)需引入歐姆接觸材料即可實(shí)現(xiàn)良好的電流擴(kuò)展效果，各外延材料層平整度高，有利于鏡面層的制作。銀納米線(xiàn)由于納米級(jí)別的尺寸效應(yīng)，作為透明導(dǎo)電材料，減少對(duì)于外延層材料設(shè)置需求，簡(jiǎn)化外延材料生長(zhǎng)過(guò)程。
39、2.?介質(zhì)膜層圖形形成的電流通道位于出光區(qū)域的正下方，可增加光出射機(jī)率。外延結(jié)構(gòu)p面加入dbr反射層，可以將功能層的光尤其是出光孔下方的光有效反射。本申請(qǐng)通過(guò)在鈍化層表面采用正面外電極全覆蓋，一方面，可有效避免水汽侵蝕，正面外電極為金屬材料，材料強(qiáng)度高可提升芯片結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和可靠性能；另一方面，正面外電極可與鈍化層配合，全方位減少非出光區(qū)域光泄露。
40、3.?本申請(qǐng)實(shí)施例提供的反極性850nm紅外發(fā)光led芯片的制作方法，制備過(guò)程易于操作，制作成本低。
41、附圖說(shuō)明
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述芯片包括從下至上依次設(shè)置的背面電極、硅襯底、第一鍵合層、第二鍵合層、鏡面層、介質(zhì)膜層、銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層、保護(hù)層、DBR反射層、功能層和環(huán)狀接觸電極，所述環(huán)狀接觸電極的環(huán)內(nèi)設(shè)置出光孔，所述出光孔設(shè)置于所述芯片上表面的左側(cè)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述功能層包括從下至上依次設(shè)置的AlGaAs發(fā)光層、AlGaAs粗化層和N型GaAs歐姆接觸層；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述芯片四周側(cè)壁具有切割道，所述切割道從所述芯片上表面蝕刻至所述第二鍵合層上表面；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述鈍化層的材料為SiN，所述鈍化層的厚度為1μm～2μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述正面外電極的制備材料為依次設(shè)置的Ti、Pt和Au，所述正面外電極的厚度為4μm～5μm。
6.根據(jù)
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述保護(hù)層的材料為GaP，所述保護(hù)層的厚度為20nm～50nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述鏡面層的制作材料選自Au和Ag中至少一種；
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片，其特征在于，所述DBR反射層采用交替生長(zhǎng)的Al0.9GaAs層和Al0.1GaAs層，共15對(duì)。
10.一種如權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片，其特征在于，所述芯片包括從下至上依次設(shè)置的背面電極、硅襯底、第一鍵合層、第二鍵合層、鏡面層、介質(zhì)膜層、銀納米線(xiàn)電流擴(kuò)展層、保護(hù)層、dbr反射層、功能層和環(huán)狀接觸電極，所述環(huán)狀接觸電極的環(huán)內(nèi)設(shè)置出光孔，所述出光孔設(shè)置于所述芯片上表面的左側(cè)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片，其特征在于，所述功能層包括從下至上依次設(shè)置的algaas發(fā)光層、algaas粗化層和n型gaas歐姆接觸層；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片，其特征在于，所述芯片四周側(cè)壁具有切割道，所述切割道從所述芯片上表面蝕刻至所述第二鍵合層上表面；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片，其特征在于，所述鈍化層的材料為sin，所述鈍化層的厚度為1μm～2μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種反極性850nm紅外發(fā)光led芯片，其特...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳寶，戴文，李俊承，熊露，熊珊，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：南昌凱捷半導(dǎo)體科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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