專利名稱：具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的制作工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及四元系發光二極管的制作工藝，特別是一種具有傾斜側面的鋁鎵銦磷 系發光二極管的制作工藝。
背景技術：
發光二極管(英文為Light Emitting Diode,簡稱LED)是半導體二極管的一種， 它能將電能轉化為光能，發出黃、綠、藍等各種顏色的可見光及紅外和紫外不可見光；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、壽命長且可方便調節發光亮度 等優點。1962年世界上第一個商用紅光磷砷化鎵(GaAsP)發光二極管由通用電器公司制 作成功，發光二極管開始顯示出它在發光器件市場中的地位。在20世紀70年代初，雖然當 時的發光二極管只有大約0. 的發光效率，紅光發光二極管就已經廣泛應用在計算器和 電子表的顯示等場合；目前從紅光到藍光的全波段上量子阱效率超過8%的LED隨處可見， 紅橙光LED的效率已可以達到23%以上。由于LED內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的發光效率。現有改善LED發光效率的方法主要有生長分布布拉格反射層結構，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 外形來縮短光在LED內部反射的路程以及限制全反射現象的表面粗化技術。已知的四元系發光二極管結構，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，簡稱DBR)、第一型磊晶層13、發光層14以 及第二型磊晶層15，而該第二型磊晶層15頂面設有P電極16，該襯底11的底面設有N電 極17。該發光二極管頂面是平面狀，且與其相對的襯底底面是相互的平行面，眾所周知，光 從一光密介質入射到一光疏介質中，假使有光的入射角在臨界角度之外，即會產生一個我 們不期望的現象，就是發生內部全反射現象，由于上述發光二極管中相對的兩面呈平行平 面，致使光子受到全反射的影響，出光效率變低，同時，把光子局限于發光二極管芯片中，導 致這些光子不能順利地逃脫發光二極管芯片到外部置空氣中，因而發光二極管散熱性差。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 銦磷系發光二極管加以改進，做成斜邊與垂直反向相差約35°，采用這種結構可使外部量 子效率提高。但該方法需要將鋁鎵銦磷系發光二極管晶片倒置且要求襯底為透明(參見文 獻 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)。
發明內容
為解決上述問題，本發明旨在提出一種具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的 制作工藝，減少光線折射或反射的次數所造成的光衰減，增加出射光線進而提高發光效率。
本發明是這樣子實現的，一種具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的制作工 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光層；5)在發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面；9)再用激光對LED芯片的底面進行切割；10)最后用鉆石刀將LED芯片底部的側面切穿，則在LED芯片的四周形成傾斜面。本發明中LED芯片的每個側面的傾斜角度大于或等于20°、而小于或等于70°， 本發明優選LED芯片的側面傾斜角度為60° ；本發明的襯底材料選自砷化鎵、磷化鎵或前 述組合，本發明選擇砷化鎵作為襯底材料；分布布拉格反射層結構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構由折射率高低交替的堆疊材料層構成；干蝕刻方 法采用感應耦合等離子體蝕刻、反應離子蝕刻或前述的組合，本發明優先采用感應耦合等 離子體干蝕刻方法。同現有技術相比較，采用本發明制作的具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系LED芯片，由 于傾斜的側面使得每一個出光面的可出光角度范圍擴大，出光面積增加，出光效率得以提升。
圖1是習知的四元系發光二極管的示意圖。圖2是本發明具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。圖2所示，一種應用合成分隔法激光剝離GaN基發光器件的制造方法，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頂面上形成發光層24 ；在發光層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，構成LED芯片；采用感 應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°切割其側面； 再用激光對LED芯片的底面進行切割；最后用鉆石刀將LED芯片底部的側面切穿，則在LED 芯片的四周形成傾斜面，構成倒方錐臺型的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，進而提高發光效率。
權利要求
具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發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光層；5)在發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面；9)再用激光對LED芯片的底面進行切割；10)最后用鉆石刀將LED芯片底部的側面切穿，則在LED芯片的四周形成傾斜面。
2.如權利1所述的具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的制作工藝，其特征在于 LED芯片的每個側面的傾斜角度大于或等于20°、而小于或等于70°。
3.如權利要求1所述的具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發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.如權利要求1所述的具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的制作工藝，其特征在 于分布布拉格反射層結構由折射率高低交替的堆疊材料層構成。
5.如權利要求1所述的具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發光二極管的制作工藝，其特征在 于干蝕刻方法采用感應耦合等離子體蝕刻、反應離子蝕刻或前述的組合。
全文摘要
本發明公開的具有傾斜側面的鋁鎵銦磷系發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光層，在發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面，再用激光對LED芯片的底面進行切割，最后用鉆石刀將LED芯片底部的側面切穿，則在LED芯片的四周形成傾斜面；本發明具有可以增加出射光線，減少光線折射或反射次數，進而提高發光效率等優點。
文檔編號H01L33/20GK101807647SQ20101013156
公開日2010年8月18日 申請日期2010年3月19日 優先權日2010年3月19日
發明者林科闖, 林素慧, 蔡家豪, 鄭建森 申請人:廈門市三安光電科技有限公司