专利名称：一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及LED发光二极管，特别是一种填充式倒梯形微结构高亮度 发光二极管。
背景技术：
发光二极管(Light Emitting Diode, LED)属于冷光源，其体积小、寿命 长、驱动电压低、反应速率快、耐震性特佳，因此得到广泛应用，但传统的二 极管发光效率比较低。如以磷化铝镓铟(AlGalnP)发光二极管为例，磷化铝镓 铟为一四元素化合物半导体材料，其生长在晶格匹配的砷化镓(GaAs)衬底上， 用于制造高亮度红、橙、黄、及黄绿光发光二极管，拥有较高发光效率，然而， 由于砷化镓衬底为一吸光性衬底，会吸收磷化铝镓铟发出的可见光，且其热传 导性较差，因此限制了其在大电流工作时的发光效率。
因此，为了提高发光二极管的发光效率，必须把向下传播的光子和上表面 反射回半导体材料内部的光子也能大部分提取出来，减少GaAs衬底的吸收，人 们在GaAs衬底和有源区之间生长了布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflectors, DBRs)，以便把背面的光反射到芯片表面。图1是一现有带有高反 射率DBRs的AlGalnP多量子阱(MQW)发光二极管200剖面结构示意图。此AlGalnP 多量子阱(MQW)发光二极管结构包括n-GaAs衬底201， n-GaAs缓冲层202， DBRs 结构层203， n-AlInP下限制层(n-cladding layer) 204，非掺杂的(Al^Ga^) aJno,5P多量子阱(MQW)有源区205， p-AlInP上限制层(p-cladding layer)206， p型电流扩展层207， p型欧姆接触层208，底部平面金属接触210和上表 面电极209。也就是在图1结构的基础上在GaAs衬底和有源区之间生长了 DBRs 结构，在p型欧姆接触层下生长了电流扩展层(窗口层)可有效扩展电流。但 因为实际的DBRs反射镜的反射率角带宽有限，只对接近法向入射的光反射率大， 对此范围之外的光反射率急剧下降，因此不能有效反射向衬底GaAs传播的光， 仍有相当部分的光被GaAs衬底吸收。
实用新型内容
为解决上述发光二极管的发光效率问题，本实用新型旨在提出一种填充式 倒梯形微结构高亮度发光二极管。
本实用新型为解决上述问题所采用的技术方案是 一种填充式倒梯形微结 构髙亮度发光二极管，含永久性衬底和外延片，其特征在于在正置的外延片 上蚀刻出的倒圆锥台孔的锥壁上及外延片表面上淀积有介质层，介质层和外延 片表面上淀积金属层，金属层淀积有阻挡层，在阻挡层内壁的空间中金属溅射 填积有金属填充层；外延片倒置与永久性衬底真空键合连接；在永久性衬底部 淀积金属电极，在外延片顶部淀积欧姆接触电极。
本实用新型在层状结构的基板衬底上粘上一层粘贴层，在粘贴层上淀积连 接一金属焊料层构成层叠结构的永久性衬底；外延片依次由第一导电型欧姆接 触层、第一导电型电流扩展层、第一导电型下限制层、非掺杂的有源区、第二 导电型上限制层、第二导电型电流扩展层和第二导电型欧姆接触层层叠连接构 成；金属填充层截面为倒梯形。
本实用新型的有益效果是本实用新型在阻挡层内壁的空间中金属溅射填积有金属填充层，实现外延片与永久性衬底的无缝隙平面键合，解决了外延片 与永久性衬底结合力差的问题，以及外延中蚀刻出的倒圆锥台孔存在空隙容易 导致外延片与永久性衬底键合过程易产生裂缝的问题。
图1为现有带有高反射率DBRs的AlGalnP多量子阱(MQW)发光二极管剖 面结构示意图2为本实用新型的层状结构剖视图2中304.第一导电型欧姆接触层；305.第一导电型电流扩展层； 306.第一导电型下限制层；307.非掺杂的有源区； 308.第二导电型上限制层；309.第二导电型电流扩展层；
310.第二导电型欧姆接触层；401.基板衬底；
402.粘贴层； 501.介质层；
503.阻挡层；
505.金属电极；
403.金属焊料层； 502.金属层； 504.金属填充层； 506.欧姆接触电极(
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型迸一步说明。
如图2所示的一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管，用MOCVD外延 生长技术在GaAs衬底上生长发光二极管外延片，依次包括第一导电型欧姆接触层304、第一导电型电流扩展层305、第一导电型下限制层306、非掺杂的有源 区307、第二导电型上限制层308、第二导电型电流扩展层309、第二导电型欧 姆接触层310的层叠连接构成。在正置的外延片上蚀刻出的倒圆锥台孔的锥壁 上及外延片表面上淀积有介质层，即在发光二极管外延片第二导电型欧姆接触 层310上做光罩，采用干法蚀刻第二导电型欧姆接触层310和第二导电型电流 扩展层309，然后湿法蚀刻第二导电型上限制层308、非掺杂的有源区307和第 一导电型下限制层306，然后外延片上淀积介质层501,采用湿法蚀刻掉第二导 电型欧姆接触层310中央的介质层;介质层501和外延片表面上淀积金属层502, 金属层502和介质层联合作为反光镜，金属层502上淀积有阻挡层503，用于阻 挡金属焊料层与金属层502之间的互扩散；蒸镀或溅射金属填充层504完成带 反光镜的外延片的制作。
永久性衬底由基板衬底401、粘贴层402、金属焊料层403层叠连接构成, 具体是在层状结构的基板衬底401上粘上一层粘贴层402，在粘贴层402上淀积 连接一金属焊料层403构成层叠结构的永久性衬底。
将上述的制作好带有反光镜的外延片以倒装方式叠置于永久性衬底的金属 焊料层403上，真空下键合；在永久性衬底底部的基板衬底401上淀积金属电 极505，在发光二极管外延片300第一导电型欧姆接触层304上淀积图形电极 506，以上述图形电极506为掩膜湿法蚀刻第一导电型欧姆接触层304，经蚀刻 台面和切割形成本实用新型。
权利要求1. 一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管，含永久性衬底和外延片，其特征在于在正置的外延片上蚀刻出的倒圆锥台孔的锥壁上及外延片表面上淀积有介质层，介质层和外延片表面上淀积金属层，金属层淀积有阻挡层，在阻挡层内壁的空间中金属溅射填积有金属填充层；外延片倒置与永久性衬底真空键合连接；在永久性衬底部淀积金属电极，在外延片顶部淀积欧姆接触电极。
2. 如权利要求1所述的一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征是: 在层状结构的基板衬底上粘上一层粘贴层，在粘贴层上淀积连接一金属焊料 层构成层叠结构的永久性衬底；外延片依次由第一导电型欧姆接触层、第一 导电型电流扩展层、第一导龟型下限制层、非掺杂的有源区、第二导电型上 限制层、第二导电型电流扩展层和第二导电型欧姆接触层层叠连接构成。
3. 如权利要求1所述的一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管，其特征是: 所述的金属填充层截面为倒梯形。
专利摘要本实用新型公开了一种填充式倒梯形微结构高亮度发光二极管，含永久性衬底和外延片，在正置的外延片上蚀刻出的倒圆锥台孔的锥壁上及外延片表面上淀积有介质层，介质层和外延片表面上淀积金属层，金属层淀积有阻挡层，在阻挡层内壁的空间中金属溅射填积有金属填充层；外延片倒置与永久性衬底真空键合连接；在永久性衬底部淀积金属电极，在外延片顶部淀积欧姆接触电极。本实用新型在阻挡层内壁的空间中金属溅射填积有金属填充层，实现外延片与永久性衬底的无缝隙平面键合，解决了外延片与永久性衬底结合力差的问题，以及外延片中蚀刻出的倒圆锥台孔存在空隙容易导致外延片与永久性衬底键合过程易产生裂缝的问题。
文档编号H01L33/00GK201307601SQ20082002796
公开日2009年9月9日 申请日期2008年9月9日 优先权日2008年9月9日
发明者吴志强, 林雪娇, 洪灵愿, 潘群峰, 陈文欣 申请人:厦门市三安光电科技有限公司