一种反极性AlGaInP四元LED芯片的制备方法与流程

本发明涉及一种反极性algainp四元led芯片的制备方法，属于光电子
技术领域：
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背景技术：
：led作为21世纪的照明新光源，同样亮度下，半导体灯耗电仅为普通白炽灯的l/10，而寿命却可以延长100倍。led器件是冷光源，光效高，工作电压低，耗电量小，体积小，可平面封装，易于开发轻薄型产品，结构坚固且寿命很长，光源本身不含汞、铅等有害物质，无红外和紫外污染，不会在生产和使用中产生对外界的污染。因此，半导体灯具有节能、环保、寿命长等特点，如同晶体管替代电子管一样，半导体灯替代传统的白炽灯和荧光灯，也将是大势所趋。无论从节约电能、降低温室气体排放的角度，还是从减少环境污染的角度，led作为新型照明光源都具有替代传统照明光源的极大潜力。algainp材料体系最初是被用来制造可见光的激光二极管，首先由日本研究人员在二十世纪八十年代中期提出。那个时期的led及ld器件，通常使用与gaas衬底匹配的ga0.5in0.5p作为有源发光区，发光波长为650nm，在四元激光笔与dvd、播放机中得到广泛应用。后来，研究人员发现在gainp中引入al组分可以进一步缩短发光波长，但是，如果al含量过高将会导致器件的发光效率急剧下降，因为当gainp中的al含量超过0.53时，algainp将变为间接带隙半导体，所以algainp材料一般只用来制备发光波长570nm以上的led器件。1997年，世界上第一支多量子阱(mqw)复合布拉格反射镜(dbr)结构的algainp基led诞生，基于此种结构设计的led器件至今仍占据了led低端市场的很大份额。现阶段反极性algainp四元led芯片广泛应用于大功率红光led显示屏领域，反极性即进行衬底置换，将吸光较大的gaas衬底置换为单晶导电si衬底或蓝宝石衬底等，因反极性工艺流程较长，导致现阶段反极性芯片产出对档率一直不高，产出对档率不高对反极性芯片的生产、销售及利润有很大的影响，现阶段如何有效的提高反极性芯片产出对档率成为主要的研究方向。中国专利文献cn104518056a公开了一种反极性algainp红光led芯片的制备方法，包括如下步骤：(1)将gaas衬底发光二极管的晶片与硅片键合在一起；(2)腐蚀gaas衬底，将晶片沿垂直方向转动180度，继续腐蚀；(3)待gaas衬底腐蚀完成后，刮除晶片边缘残留的金属膜层；(4)冲洗干净晶片表面；使用硫酸溶液对晶片表面的阻挡层进行腐蚀；(5)在晶片的对版标记处贴上面积比套刻对版标记大的耐高温胶带条；(6)然后进行n型金属电极的蒸镀，使用窗口腐蚀液腐蚀窗口；腐蚀完成后得到清晰的套刻对版标记图形。该专利中是先确认相关尺寸后再进行作业，因反极性algainp四元led芯片制造流程较长，导致工艺不稳定的可能性更大，最终产出对档率稍低。技术实现要素：针对现有技术的不足，本发明提供一种流程简便、较大程度的提升产出对档率且稳定的反极性algainp四元led芯片的制备方法。本发明的技术方案为：一种反极性algainp四元led芯片的制备方法，包括：(1)在反极性algainp四元led外延片的p面上依次制备p面欧姆接触层、电流阻挡层；所述反极性algainp四元led外延片由下自上依次包括gaas衬底、阻挡层、不透光外延层、n型algainp层、反极性四元led外延层；(2)将步骤(1)生成的外延片键合到单晶导电si衬底或蓝宝石衬底；(3)去除所述gaas衬底、所述阻挡层，在所述不透光外延层上制备n面欧姆接触电极图形，所述n面欧姆接触电极图形包括规则分布且依次通过线状电极图形连接的若干小单元；其中的4个小单元位于同心圆中任意两条垂直的直径与该同心圆的四个交点上，所述同心圆是外延片的同心圆；(4)去除所述4个小单元与周围小单元连接的线状电极图形；(5)使用时，对所述4个小单元进行点测，通过点测数据对标客户需求，根据客户需求组合若干个小单元，根据组合需要去除不需要保留的小单元之间的线状电极图形，制得对档率较高的反极性algainp四元led芯片。现有技术中，反极性algainp四元led芯片的都是先确认相关尺寸后再进行作业，因反极性algainp四元led芯片制造流程较长，导致工艺不稳定的可能性更大，最终产出对档率稍低，本发明制造连接起来的小单元电极图形，通过点测小单元电极图形的光电参数根据客户需求对小单元进行组合，这样整个芯片的对档率得到较大幅度的提升，得到更高对档率的反极性algainp四元led芯片。根据本发明优选的，所述同心圆的直径为1/2外延片的直径。根据本发明优选的，所述线状电极图形的宽度为8-15μm。进一步优选的，所述线状电极图形的宽度为8μm。线状电极图形宽度的选取，不仅能实现电流的导通，而且由于其所占面积较小，对芯片的发光效率影响较小。根据本发明优选的，相邻两个所述小单元中心之间的间距为80-150μm。进一步优选的，相邻两个所述小单元中心之间的间距为100μm。相邻两个小单元中心之间间距的选取，可以根据客户应用需要及不能应用芯片实际尺寸，此间距通过不同小单元的组合能得到更多的应用。根据本发明优选的，所述步骤(4)，包括：a、在步骤(3)制得的n面欧姆接触电极图形上，通过常规光刻完成粗化、腐蚀切割槽；b、通过常规光刻、金属腐蚀方法去除所述4个小单元与周围小单元连接的线状电极图形。根据本发明优选的，所述切割槽的宽度(相邻两个小单元之间的距离)为8-15μm。该切割槽宽度取值，既不影响后续切割，且所占面积较小不影响芯片的出光效率。根据本发明优选的，所述步骤(3)，在所述不透光外延层上制备n面欧姆接触电极图形，包括：a、通过电子束蒸镀方式，在所述不透光外延层上蒸镀一层厚度为1-1.8μm的geau膜；geau膜能更好的形成n面欧姆接触；geau膜厚度值能保证芯片应用于不同领域，不会因为电流大小而对芯片造成影响。b、在所述geau膜表面涂正性光刻胶；c、在所述正性光刻胶表面通过光刻制得n面欧姆接触电极图形；d、去除正性光刻胶，即得。进一步优选的，所述步骤b，在所述geau膜表面涂厚度为2-3.6μm的正性光刻胶。本发明的有益效果为：1、本发明制造连接起来的小单元，通过点测小单元的光电参数，根据客户需求对小单元进行组合，这样整个芯片的对档率得到较大幅度的提升，得到更高对档率的反极性algainp四元led芯片。2、本发明操作简便且能得到更高的芯片对档率，适合规模化生产。附图说明图1为本发明制得的反极性algainp四元led芯片图例一；图2为本发明制得的反极性algainp四元led芯片图例二；图3为本发明步骤(4)制得的去除线状电极图形的示意图；具体实施方式下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。实施例1一种反极性algainp四元led芯片的制备方法，包括：(1)通过常规方法在反极性algainp四元led外延片的p面上依次制备p面欧姆接触层、电流阻挡层；反极性algainp四元led外延片由下自上依次包括gaas衬底、阻挡层gainp、不透光外延层、n型algainp层、反极性四元led外延层；(2)通过常规键合工艺将步骤(1)生成的外延片键合到单晶导电si衬底或蓝宝石衬底；(3)使用常规gaas衬底腐蚀液腐蚀去除gaas衬底，使用常规gainp腐蚀液腐蚀掉外延生长的阻挡层gainp，在不透光外延层上制备n面欧姆接触电极图形，n面欧姆接触电极图形包括规则分布且依次通过线状电极图形连接的若干小单元；其中的4个小单元位于同心圆中任意两条垂直的直径与该同心圆的四个交点上，同心圆是外延片的同心圆；同心圆的直径为1/2外延片的直径。包括：a、通过电子束蒸镀方式，在不透光外延层上蒸镀一层厚度为1-1.8μm的geau膜；geau膜能更好的形成n面欧姆接触；geau膜厚度值能保证芯片应用于不同领域，不会因为电流大小而对芯片造成影响。b、在geau膜表面涂一层厚度为2-3.6μm的正性光刻胶；c、在正性光刻胶表面通过光刻制得n面欧姆接触电极图形；d、去除正性光刻胶，即得。如图1、2所示。(4)去除4个小单元与周围小单元连接的线状电极图形；包括：a、在步骤(3)制得的n面欧姆接触电极图形上，通过常规光刻完成粗化、腐蚀切割槽；b、通过常规光刻、金属腐蚀方法去除所述4个小单元与周围小单元连接的线状电极图形。如图3所示。(5)使用时，对4个小单元进行点测，通过点测数据对标客户需求，根据客户需求组合若干个小单元，根据组合需要去除不需要保留的小单元之间的线状电极图形，制得对档率较高的反极性algainp四元led芯片。得到不同组合的反极性algainp四元led芯片的各项参数如表1所示。表1小单元周期(μm)点测光强度(mcd)小功率组合(个)中功率组合(个)大功率组合(个)8070-802或34*410*10100100-1102或3、43*3、4*4、3*47*8、8*8、8*9实施例2根据实施例1所述的一种反极性algainp四元led芯片的制备方法，其特征在于，相邻两个小单元中心之间的间距周期为80-150μm。线状电极图形的宽度为8-15μm。对比例1现有技术中反极性algainp四元led芯片的制备方法，包括：(1)根据市场需求确认反极性algainp四元led芯片的尺寸，并根据需求投入反极性algainp四元led外延片，通过常规方法在反极性algainp四元led外延片的p面上依次制备p面欧姆接触层、电流阻挡层；反极性algainp四元led外延片由下自上依次包括gaas衬底、阻挡层gainp、不透光外延层、n型algainp层、反极性四元led外延层；(2)通过常规键合工艺将步骤(1)生成的外延片键合到单晶导电si衬底或蓝宝石衬底；(3)使用常规gaas衬底腐蚀液腐蚀去除gaas衬底，使用常规gainp腐蚀液腐蚀掉外延生长的阻挡层gainp，在不透光外延层上制备n面欧姆接触电极图形；n面欧姆接触层电极图形尺寸步骤(1)已确认。(4)在步骤(3)制得的n面欧姆接触电极图形上，通过常规光刻完成粗化、腐蚀切割槽，此时反极性algainp四元led外延片已被切割槽分割成按步骤(1)确认尺寸的反极性algainp四元led芯片；(5)对步骤(4)制备的反极性algainp四元led芯片进行点测，通过点测数据及对档要求对芯片进行分选，将符合市场需求的档位销售，不符合的暂留厂内。同样客户要求下，实施例1制得的反极性algainp四元led芯片与对比例1制得的反极性algainp四元led芯片的对档率、花费的时间如表2所示：表2当前第1页12