一种具有嵌入式电极的反极性红外LED及其制备方法

摘要

本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种具有嵌入式电极的反极性红外LED及其制备方法，包括具有基板键合层和导电层的基板，从所述基板键合层的正面往上依次为：嵌入式键合金属层、金属反射层、绝缘介质层、P型欧姆接触层、过渡层、P型电流扩展层、P型限制层、P面波导层、多量子阱有源层、N面波导层、N型限制层、N型电流扩展层、N型电极保护层、N型欧姆接触层和N型电极，所述基板的导电层为P型电极。本发明通过采用嵌入式键合金属层可与基板键合牢固，提升外延层材料与P面金属层之间的粘附性，同时还具改善电流扩展和提升光输出功率的作用。

权利要求

1.一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，包括具有基板键合层和导电层的基板，从所述基板键合层的正面往上依次为：嵌入式键合金属层、金属反射层、绝缘介质层、P型欧姆接触层、过渡层、P型电流扩展层、P型限制层、P面波导层、多量子阱有源层、N面波导层、N型限制层、N型电流扩展层、N型电极保护层、N型欧姆接触层和N型电极，所述基板的导电层为P型电极；

所述嵌入式键合金属层通过贯穿所述绝缘介质层和所述金属反射层的孔区域与外延层的P型欧姆接触层直接接触；

所述嵌入式键合金属层的中心位置与所述绝缘介质层的中心位置保持一致，并与所述N型电极的中心位置正对，且所述嵌入式键合金属层的宽度y与所述绝缘介质层的宽度x保持一定范围的比例关系，满足y=ax，其中a的取值范围为0.2‑0.4；

在制备所述绝缘介质层和所述金属反射层之前，对所述P型欧姆接触层与所述N型电极正对位的表面进行减薄处理。

2.根据权利要求1所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述嵌入式键合金属层为Ni/Au/Pt/Au叠层合金结构。

3.根据权利要求2所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述Ni/Au/Pt/Au叠层合金结构中各金属的厚度依次分别为0.1nm‑1nm、100nm‑500nm、200nm‑

300nm、500nm‑1000nm。

4.根据权利要求1所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述金属反射层为Au/Zn/Au叠层金属结构，所述Au/Zn/Au叠层金属结构中各金属的厚度依次分别为20nm‑100nm、100nm‑200nm、50nm‑100nm。

5.根据权利要求1所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述基板键合层为Ni/Au/In/Ti/Au叠层金属结构，总厚度为2000nm‑4000nm。

6.根据权利要求1所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述N型电极为Au/Ge/Ni叠层加表层Au/Pt/Au抗氧化层的金属结构。

7.根据权利要求1所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述N型电极的宽度为6.5μm‑8.5μm。

8.根据权利要求1所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，其特征在于，所述基板的材料为硅或砷化镓。

9.根据权利要求1‑8任一项所述的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1、在GaAs衬底上生长反极性LED外延结构，外延结构由GaAs衬底向上依次包括：GaAs缓冲层、腐蚀截止层、N型欧姆接触层、N型电极保护层、N型电流扩展层、N型限制层、N面波导层、多量子阱有源层、P面波导层、P型限制层、P型电流扩展层、过渡层、P型欧姆接触层；

S2、在P型欧姆接触层表面制备绝缘介质层和金属反射层；

S3、在金属反射层上制备嵌入式键合金属层，所述嵌入式键合金属层同时作为扩展阻挡层，并通过贯穿绝缘介质层和金属反射层的孔区域与外延层的P型欧姆接触层直接接触；

S4、在基板待键合一侧制备基板键合层；

S5、将嵌入式键合金属层与基板键合层正面相对贴合，完成键合；

S6、将外延生长的GaAs衬底、GaAs缓冲层、腐蚀截止层依次去除，裸露出N型欧姆接触层；

S7、通过光刻工艺腐蚀制备N型欧姆接触层，裸露N型电流扩展层，并在N型欧姆接触层上制备N型电极；

S8、在基板背面蒸镀P型电极；

S9、芯片切割，完成制备。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，S2中，在制备绝缘介质层和金属反射层之前，利用湿法腐蚀或者干法蚀刻的方法对所述P型欧姆接触层进行减薄。

说明书

一种具有嵌入式电极的反极性红外LED及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种具有嵌入式电极的反极性红外LED及其制备方法。

背景技术

[0002] 红外发光二极管（LED）的发光波长介于800 nm和980 nm之间，它具有体积小、能耗低、单色性能好等优点，大量应用于遥控器、光电耦合器、光开关和红外数据接收器等红外通信的光源。近年来，高输出功率红外LED还有不断扩大的市场。例如，监控摄像头和车牌读取器的光源、工厂自动化中使用的传感器、烟雾探测器和数码相机的红外测距仪。因此，采用反极性芯片结构的大功率红外LED受到人们的广泛关注。

[0003] 行业内的研究人员通过各种技术手段提高反极性红外LED的光输出功率以及芯片性能的可靠性，但仍然存在许多问题没有解决。如业界典型的反极性红外LED芯片中，P面介质膜层MgF2与P型欧姆接触层的粘附性较差，而小孔中的金属反射电极层与P型欧姆接触外延层粘附的面积有限，非常容易出现由于粘附性差导致外延材料脱落的情况；业内技术人员为了解决上述缺点，一般会采取调整介质孔大小、优化蒸镀反射电极或合金工艺等措施，但是上述手段又会导致光输出功率降低、LED芯片工作电压上升等衍生问题；由于N型电极是完全不透光的，典型反极性红外LED芯片结构中，横向电流扩展较差，有一部分电流集中在N型电极正下方，而在N型电极下方对应的多量子阱区域辐射复合发出的光不能出射到空气中，导致了芯片的光输出效率不高、芯片发热严重的问题。

[0004] 有鉴于此，研究一种可以增强P型电极与外延层粘附性同时保证出光效率的反极性红外LED芯片结构显得非常必要。

发明内容

[0005] 针对现有技术的缺陷，本发明旨在提供一种具有嵌入式电极的反极性红外LED及其制备方法，可以显著改善现有技术中描述的缺点。该反极性红外LED和制备方法可以增强P型电极与外延层之间的粘附性、提高光提取效率。

[0006] 本发明提供的一种具有嵌入式电极的反极性红外LED，包括具有基板键合层和导电层的基板，从所述基板键合层的正面往上依次为：嵌入式键合金属层、金属反射层、绝缘介质层、P型欧姆接触层、过渡层、P型电流扩展层、P型限制层、P面波导层、多量子阱有源层、N面波导层、N型限制层、N型电流扩展层、N型电极保护层、N型欧姆接触层和N型电极，所述基板的导电层为P型电极；

[0007] 所述嵌入式键合金属层的中心位置与所述绝缘介质层的中心位置保持一致，且所述嵌入式键合金属层的宽度y与所述绝缘介质层的宽度x保持一定范围的比例关系，满足y=ax，其中a的取值范围为0.2‑0.4。

[0008] 本技术方案中通过采用嵌入式键合金属层并限制其与绝缘介质层之间的位置关系，不仅可与基板键合牢固，提升外延层材料与P面金属层之间的粘附性，同时还具改善电流扩展和提升光输出功率的作用。

[0009] 进一步的，所述嵌入式键合金属层为Ni/Au/Pt/Au叠层合金结构。

[0010] 进一步的，上述技术方案中所述Ni/Au/Pt/Au叠层合金结构中各金属的厚度依次分别为0.1nm‑1nm、100nm‑500nm、200nm‑300nm、500nm‑1000nm。

[0011] 进一步的，上述技术方案中所述金属反射层为Au/Zn/Au叠层金属结构，所述Au/Zn/Au叠层金属结构中各金属的厚度依次分别为20nm‑100nm、100nm‑200nm、50nm‑100nm。本技术方案中金属反射层与P型欧姆接触层都可以形成良好的欧姆接触，即接触界面具有极低的电阻，而嵌入式键合金属与P型欧姆接触层受减薄的影响，接触电阻更大，电流更容易选择拥挤效应不明显的金属反射层处通过，所以有利于引导电流的横向扩展，从而提升发光效率。

[0012] 进一步的，上述技术方案中所述基板键合层为Ni/Au/In/Ti/Au叠层金属结构，总厚度为2000nm‑4000nm。

[0013] 进一步的，上述技术方案中所述N型电极为Au/Ge/Ni叠层加表层Au/Pt/Au抗氧化层的金属结构；每个N型电极的中心与所述嵌入式键合金属层和绝缘介质层的中心位置正对。

[0014] 进一步的，上述技术方案中所述N型电极的宽度为6.5μm‑8.5μm。

[0015] 进一步的，上述技术方案中所述基板的材料为硅或砷化镓。

[0016] 本发明还提供一种具有嵌入式电极的反极性红外LED的制备方法，包括以下具体步骤：

[0017] S1、在GaAs衬底上生长反极性InGaAs/AlGaAs LED外延结构，外延结构由GaAs衬底向上依次包括：GaAs缓冲层、腐蚀截止层、N型欧姆接触层、N型电极保护层、N型电流扩展层、N型限制层、N面波导层、多量子阱有源层、P面波导层、P型限制层、P型电流扩展层、过渡层、P型欧姆接触层；

[0018] S2、在P型欧姆接触层表面制备绝缘介质层和金属反射层，形成全方向反射镜结构组合；

[0019] S3、在P面金属反射层上制备嵌入式金属键合层，该层同时作为扩散阻挡层，该层在特定的小孔区域与外延层的P型欧姆接触层直接接触；

[0020] S4、在导电基板待键合一侧制备基板键合层；

[0021] S5、将嵌入式键合金属层与基板键合层正面相对贴合，完成键合；

[0022] S6、将外延生长的GaAs衬底、GaAs缓冲层、腐蚀截止层依次去除，裸露出N型欧姆接触层；

[0023] S7、通过光刻工艺腐蚀制备N型电极区域以外的N型欧姆接触层材料，裸露出N型电流扩展层，然后在N型欧姆接触层上制备N型电极；

[0024] S8、在基板背面蒸镀P型电极；

[0025] S9、芯片切割，完成制备。

[0026] 进一步的，上述技术方案S2中，在制备绝缘介质层和金属反射层之前，利用湿法腐蚀或者干法蚀刻的方法对所述P型欧姆接触层进行减薄。本技术方案中在沉积P面介质膜层之前，利用湿法腐蚀或者干法蚀刻的方法，腐蚀并减薄介质膜区域正对位的P型欧姆接触层，达到P型接触层减薄的目的，此举是为了与N型电极形成互补，提高电流的横向扩展，避免多余的电流在N型电极正下方的量子阱发光。

[0027] 本发明与现有技术相比，其有益效果有：

[0028] 1.本发明的反极性红外LED芯片中，采用嵌入式键合金属层不仅可以解决外延片与基板侧金属粘附性差的问题，还可以有效防止晶圆片在键合过程后外延层脱落的问题，具有稳定的粘附性和可靠性，提升了芯片的可靠性与良率。

[0029] 2.本发明通过将N型电极正对位的P型欧姆接触层表面进行减薄处理，同时该位置处的P型欧姆接触层是与嵌入式键合金属层接触，接触位置接触电阻较高，将引导电流的横向扩展，从而有助于提升芯片的发光效率。

附图说明

[0030] 图1为反极性红外LED外延结构示意图；

[0031] 图2为本发明反极性红外LED芯片结构示意图；

[0032] 图3为本发明嵌入式键合金属层与绝缘介质层位置关系示意图；

[0033] 图4为对比例业界常规反极性红外LED芯片结构示意图；

[0034] 图5为本发明实施例反极性红外LED芯片推力测试结果光学显微镜50倍放大图；

[0035] 图6为对比例业界常规反极性红外LED芯片推力测试结果光学显微镜50倍放大图。

[0036] 示意图中标号说明：

[0037] 1.P型电极；2.基板；3.基板键合层；4.金属反射层；5.P型欧姆接触层；6.过渡层；7.P型电流扩展层；8.P型限制层；9.P面波导层；10.多量子阱有源层；11.N面波导层；12.N型限制层；13.N型电流扩展层；14.N型电极保护层；15.N型欧姆接触层；16.N型电极；17.腐蚀截止层；18.GaAs缓冲层；19.GaAs衬底；20.嵌入式键合金属层；21.绝缘介质层。

具体实施方式

[0038] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

[0039] 在本申请的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

[0040] 在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

[0041] 请参阅图1至图6，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的形态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局形态也可能更为复杂。

[0042] 本发明的一个实施例为一种具有嵌入式电极的反极性红外LED芯片，该反极性红外LED芯片结构示意图如图2所示，包括：P型电极1和基板2，基板2上方为基板键合层3；从基板键合层3正面往上依次为：嵌入式键合金属层20、金属反射层4、绝缘介质层21、P型欧姆接触层5、过渡层6、P型电流扩展层7、P型限制层8、P面波导层9、多量子阱有源层10、N面波导层11、N型限制层12、N型电流扩展层13、N型电极保护层14、N型欧姆接触层15、N型电极16。

[0043] 进一步的，基板键合层3的材料为Ni/Au/In/Ti/Au叠层金属结构，总厚度为2000nm‑4000nm。

[0044] 进一步的，基板2的材料为硅或砷化镓材料。

[0045] 进一步的，金属反射层4使用的是Au/Zn/Au叠层金属结构，各金属厚度依次分别为20nm‑100nm、100nm‑200nm、50nm‑100nm。

[0046] 进一步的，嵌入式键合金属层20为Ni/Au/Pt/Au的叠层合金结构；该嵌入式键合金属层20的中心位置与绝缘介质层21的中心位置保持一致，且嵌入式键合金属层20的宽度y与绝缘介质层21的宽度x保持一定范围的比例关系，满足y=ax，其中a的范围为0.2‑0.4。具体嵌入式键合金属层20与绝缘介质层21位置关系示意图如图3所示。该嵌入式键合金属层与基板层键合牢固，可以提升外延层材料与P面金属层之间的粘附性，同时还具备改善电流扩展和提升光输出功率的作用。

[0047] 本发明的另一个实施例还提供一种具有嵌入式电极的反极性红外LED芯片制备方法，具体步骤包括：

[0048] S1、在GaAs衬底19上生长反极性红外LED外延结构；

[0049] 其中，反极性红外LED外延结构如图1所示，在GaAs衬底19上依次生长：GaAs缓冲层18、腐蚀截止层17、N型欧姆接触层15、N型电极保护层14、N型电流扩展层13、N型限制层12、N面波导层11、多量子阱有源层10、P面波导层9、P型限制层8、P型电流扩展层7、过渡层6、P型欧姆接触层5。

[0050] 具体地，所述反极性红外LED外延结构利用金属有机化合物化学气相沉积技术制备得到，使用的金属有机源材料包括三甲基镓、三甲基铝、三甲基铟、二茂镁、四氯化碳，使用的五族元素源材料包括砷烷、磷烷、硅烷；将上述源材料通过载气携带进入反应室，在生长温度为600℃‑800℃的低压系统中，逐层地生长上述外延层材料；具体每个单独外延层的组分、掺杂浓度通过调配相应的流量和生长温度实现。

[0051] S2、在P型欧姆接触层5表面制备绝缘介质层21和金属反射层4，形成全方向反射镜结构组合；具体地，包括：

[0052] （1）外延结构清洗

[0053] 将反极性红外LED外延结构依次在丙酮、酒精中超声浸泡10min，然后用去离子水冲洗10min，冲洗完成后，将外延结构使用氢氟酸：双氧水：去离子水=1:1:10的溶液腐蚀2min，然后用去离子水冲洗10min，再放入酒精超声10min，使用甩干机甩干。

[0054] （2）P型欧姆接触层5减薄

[0055] ①光刻：在外延结构的P型欧姆接触层5表面涂覆正型光刻胶，烘箱80℃烘烤10min，然后曝光、显影，使用过氧机过氧；

[0056] ②腐蚀：用碘酸：盐酸：去离子水=1:1:50的腐蚀液腐蚀P型欧姆接触层5，腐蚀时间为5min‑6min，然后用去离子水冲洗10min；

[0057] ③去胶：依次在丙酮、酒精中超声浸泡10min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干，完成P型欧姆接触层5的减薄。

[0058] （3）制备绝缘介质层21与金属反射层4

[0059] ①清洗：使用氢氟酸：去离子水=1:10的腐蚀溶液浸泡清洗表面，清洗时间为10min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干；

[0060] ②光刻：在清洗好的晶圆片表面涂覆负型光刻胶，烘箱80℃烘烤20min，然后曝光、显影，再进行80℃烘烤5min；

[0061] ③绝缘介质膜沉积：将烘烤后的晶圆片放入PECVD（等离子体化学气相沉积设备）中沉积制备MgF2薄膜；

[0062] ④制备金属反射层4：将晶圆片放入电子束蒸发设备中，腔体真空设定为2×10‑4
Pa，蒸发Au/Zn/Au的叠层金属结构，各金属厚度依次分别为20nm‑100nm、100nm‑200nm、
50nm‑100nm；

[0063] ⑤剥离：将晶圆片放入丙酮浸泡5min，再利用剥离机将需要制备基板键合层3位置处的MgF2和金属反射层4去除；

[0064] ⑥去胶：依次在丙酮、酒精中超声浸泡10min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干。

[0065] S3、在金属反射层4上制备嵌入式键合金属层20，所述嵌入式键合金属层20同时作为扩展阻挡层，并在特定的小孔区域与外延层的P型欧姆接触层5直接接触；具体地，包括：

[0066] ①蒸镀前清洗：用酒精浸泡2min，然后用甩干机甩干；

[0067] ②蒸镀嵌入式键合金属：将晶圆片放入电子束蒸发设备中，腔体真空设定为2×‑410 Pa，在200℃烘烤20min，然后保持200℃的条件蒸发Ni/Au/Pt/Au的叠层金属结构，各金属厚度依次分别为0.1nm‑1nm、100nm‑500nm、200nm‑300nm、500nm‑1000nm。具体地，嵌入式键合金属层20与P型欧姆接触层5贴合的垂直中心位置与绝缘介质层21的中心位置保持一致，且嵌入式键合金属层20的宽度y与绝缘介质层21的宽度x保持一定范围的比例关系，满足y=ax，其中a的取值范围为0.2‑0.4。该嵌入式金属键合层可以解决外延片与基板侧金属粘附性差的问题，可防止外延片脱落，提升芯片制备的可靠性与稳定性。同时由于与嵌入式键合金属接触位置的P型欧姆接触层经过减薄，此处的接触电阻会偏高，正对的N电极导通的电流将不容易直接向下流动，更多地横向扩展，这样避免了电流在N电极下方聚集发光而被N电极遮挡，从而提升了产品的出光效率。

[0068] S4、在基板2待键合一侧制备基板键合层3；

[0069] 具体地，选择硅或者砷化镓作为基板2，将基板2使用酒精超声清洗5min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干。

[0070] 将基板2放入电子束蒸发设备中，腔体真空设定为2×10‑4Pa，在120℃烘烤20min，然后保持120℃的条件蒸发基板键合层3，该层结构为Ni/Au/In/Ti/Au的叠层金属结构，总厚度为2000nm‑4000nm。

[0071] S5、将嵌入式键合金属层20与基板键合层3正面相对贴合，完成键合；

[0072] 具体地，采取Au‑Au键合方法，将步骤S3中制备好的嵌入式键合金属层20与步骤S4中基板键合层3两者正面相对贴合，然后放入晶圆键合机中，设定键合温度为300℃、施加压力为500MPa，将外延结构一侧的嵌入式键合金属层20与基板键合层3金属贴合在一起；

[0073] S6、将外延生长的GaAs衬底19、GaAs缓冲层18、腐蚀截止层17依次去除，裸露出N型欧姆接触层15；具体地，包括：

[0074] （1）去除GaAs衬底19和GaAs缓冲层18

[0075] 将键合完成的晶圆片放入氨水：双氧水=1:10的腐蚀溶液中，浸泡10min，去除GaAs衬底19和GaAs缓冲层18，用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干

[0076] （2）去除腐蚀截止层17

[0077] 将步骤（1）完成后的晶圆片用盐酸：磷酸=2:1的腐蚀溶液浸泡2min，用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干；

[0078] S7、通过光刻工艺腐蚀制备N型欧姆接触层15，裸露N型电流扩展层13，并在N型欧姆接触层15上制备N型电极16；具体地，包括：

[0079] （1）N型电极16制备

[0080] ①光刻：在晶圆片表面涂覆负型光刻胶，烘箱80℃烘烤15min，然后曝光、显影，再进行80℃烘烤20min。在光刻图形对位时，需要保证N型电极16的中心位置与嵌入式键合金属层20贴合P型欧姆接触层5的中心相对应。

[0081] ②蒸镀N型电极16：将晶圆片放入电子束蒸发设备中，腔体真空设定为2×10‑4Pa，在120℃烘烤20min，然后降温至80℃的条件下蒸发N型电极16，电极材料为Au/Ge/Ni/Au/Pt/Au的叠层金属结构，各金属的厚度依次分别为20nm‑100nm、5nm‑20nm、10nm‑50nm、500nm‑1000nm、100nm‑500nm、1000nm‑2000nm。

[0082] ③剥离：将晶圆片放入丙酮浸泡5min，再利用剥离机将N型电极16以外区域的金属去除；

[0083] ④去胶：依次在丙酮、酒精中超声浸泡10min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干；

[0084] ⑤合金：将晶圆片放入管式合金炉中进行合金，合金温度为340℃，时间为10min；

[0085] （2）切割道腐蚀

[0086] ①光刻：在晶圆片的表面涂覆正型光刻胶，烘箱80℃烘烤10min，然后曝光、显影，使用过氧机过氧；

[0087] ②ICP蚀刻：用ICP设备对芯片切割道位置进行干法蚀刻，设定功率为50W，时间为15min，然后去离子水冲洗5min；

[0088] ③溶液腐蚀：放入磷酸：双氧水：去离子水=2:3:1的腐蚀溶液中，浸泡20s，去离子水冲洗10min；

[0089] ④去胶：依次在丙酮、酒精中超声浸泡10min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干，完成切割道腐蚀；

[0090] （3）发光区粗化

[0091] ①光刻：将晶圆片发光的N面涂覆正型光刻胶，烘箱80℃烘烤10min，然后曝光、显影，使用过氧机过氧；

[0092] ②粗化：使用硝酸：去离子水=8:1的腐蚀溶液浸泡2min，然后去离子水冲洗10min；

[0093] ③去胶：依次在丙酮、酒精中超声浸泡10min，然后用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干，完成N面发光区粗化；

[0094] （4）表面钝化

[0095] 将N型电极16区域通过光刻使用光刻胶覆盖保护，然后在其他区域使用PECVD沉积绝缘透明钝化层，钝化层材料为氮化硅；

[0096] S8、在基板2背面蒸镀P型电极1；具体地，包括：

[0097] ①减薄：利用研磨、镜面抛光等工序对导电基板2背面进行减薄，然后用酒精超声清洗5min，用去离子水冲洗10min，用甩干机甩干；

[0098] ②蒸镀P电极：将晶圆片放入电子束蒸发设备中，腔体真空设定为2×10‑4Pa，在200℃烘烤20min，然后保持200℃的条件蒸发P型电极1，电极材料为Ti/Au的叠层金属结构，各金属的厚度依次分别为50nm‑100nm、200nm‑500nm；

[0099] S9、芯片切割，完成制备。

[0100] 具体地，使用激光或金刚石切割刀沿芯片边缘腐蚀准备好的切割道进行切割，制备出本发明中的反极性红外LED芯片。

[0101] 测试结果：对本发明一实施例所制备的反极性红外LED芯片进行推力测试验证，其中图5为反极性红外LED芯片推力测试结果光学显微镜50倍放大图。从图5的结果可以看出，该反极性红外LED芯片的外延层粘附性好，无脱落现象，良率高。

[0102] 对比例

[0103] 业界常规反极性红外LED芯片制备方法，该业界常规反极性红外LED芯片结构示意图如图4所示，具体包括以下步骤：

[0104] S1、外延结构制备

[0105] 利用金属有机化学气相沉积的技术和设备，在GaAs衬底19上生长出反极性红外LED芯片所需的外延层材料，如图1所示：由下往上依次是GaAs缓冲层18，腐蚀截止层17，N型欧姆接触层15，N型电极保护层14，N型电流扩展层13，N型限制层12，N面波导层11，多量子阱有源层10，P面波导层9，P型限制层8，P型电流扩展层7， 过渡层6，P型欧姆接触层5。

[0106] S2、P面介质膜工艺

[0107] （1）使用有机物清洗剂清洗外延结构表面；

[0108] （2）在P型欧姆接触层5的表面涂覆负型光刻胶，采用的是负胶剥离工艺，光刻显影后留下待后续蒸镀介质膜小孔；

[0109] （3）蒸镀中间绝缘介质层21，行业内普遍采用的是MgF2薄膜；

[0110] （4）沉积介质膜后剥离清洗去除残胶，暴露出金属电极小孔，然后进行介质孔合金；

[0111] （5）蒸镀金属反射层4，该层材料一般为Au/Zu/Au合金或者Au/Be/Au合金，然后进行反射电极的高温合金；

[0112] S3、键合工艺

[0113] （1）在制备好金属反射层4的表面蒸镀外延结构的基板键合层3；

[0114] （2）在基板2上蒸镀基板键合层3；

[0115] （3）将外延结构和基板2两侧的键合金属贴合在一起，通过热压应力的方式进行键合；

[0116] S4、N型电极16及粗化工艺

[0117] （1）依次去除原外延结构的GaAs衬底19和腐蚀截止层17；

[0118] （2）涂覆正型光刻胶，保护需要蒸镀N型电极16的N型欧姆接触层15,光刻显影后，腐蚀去除出光区上方的N型欧姆接触层15；

[0119] （3）清洗剩余正型光刻胶后，涂覆负型光刻胶，光刻显影后，蒸镀N型电极16,通过剥离的方法去除出光面上方的N型金属电极，然后进行N电极合金；

[0120] （4）在N面涂覆正型光刻胶，然后进行芯片切割道干法蚀刻；

[0121] （5）将N型电极16用光刻胶保护，然后对N型电流扩展层13进行表面粗化，获得粗化后出光面；

[0122] （6）将N面电极区域用光刻胶保护，然后在图形化区域蒸镀透明绝缘介质膜进行表面钝化；

[0123] S5、P面基板工艺

[0124] （1）对基板2进行研磨、抛光减薄，然后蒸镀P型电极1；

[0125] （2）利用砂轮或者激光沿着LED芯片的切割道进行切割分离，制备得业界常规反极性红外LED芯片。

[0126] 测试结果：对所制备的一业界常规反极性红外LED芯片进行推力测试验证，其中图6为业界常规反极性红外LED芯片推力测试结果光学显微镜50倍放大图。从图6的结果可以看出，该反极性红外LED芯片的外延层明显脱离，粘附性差，良率低。

[0127] 综上所述，本发明反极性红外LED和制备方法可以增强P型电极与外延层之间的粘附性、提高光提取效率和产品良率，克服了现有技术的缺陷。

[0128] 最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。