GaP對于AlGaInP的整個發(fā)射波段的光都透明,因此人們想到了采用透明的GaP襯底來代替GaAs吸收襯底。 JST2N60F然而由于G驢與AlGaInP有源區(qū)材料具有較大的晶格失配,因此很難在GaP襯底上直接生長AlGaInP紅光LED外延層。直到晶片鍵合技術的發(fā)展和成熟,《血等人lsl將AlGaInP外延層通過鍵合的方法成功轉移至透明的GaP襯底上。采用這種透明襯底結構的LED,其有源區(qū)發(fā)出的光也可從器件側面和襯底面出射,如圖⒍14光錐體示意圖,理想情況下出光錐體的6個面的光都能提取出來,效率大大提高。

   早在19舛年HP公司就開發(fā)出了轉移透明襯底的AlGaInP/GaP LED,由于形成了堅固、低電阻、光學透明的鍵合界面,使得這種結構的LED具有較高的流明效率,20mA時LED在ω4nm時光效達到41.511u/Wlsl,這是當時普通結構LED光效的2倍。如圖⒍15所示為 轉移透明襯底AlGaInP LED的制作過程,其結構經歷了兩步生長:即先在GaAs襯底上用MOCVD生長(A廴Galt)05InO hP雙異質結構,然后在異質結構上用氫化物氣象外延(ⅤPE)一層約50um厚的p型GaP,其作用主要是器件頂部的電流擴展和襯底去除后的外延支撐。在去除GaAs襯底后,將外延片的n面與厚度為⒛0um左右的n型GaP襯底進行鍵合,鍵合是在高溫和同軸應力下實現的。采用透明襯底結構的LED, 圖⒍14 透明襯底LED光提取效率示意圖(6個錐體) 光吸收比吸收襯底結構減少,而且光子可以從芯片的邊緣出射,使得光提取效率大大增加,比GaAs吸收襯底LED提高兩倍,615nm的LED發(fā)光效率超過73.71四%廠P釗。Kramcs等研制的轉移透明襯底AlGaInP LED的外量子效率達到55%P習。轉移透明襯底LED有眾多優(yōu)點,但是由于氣相外延厚GaP材料的成本很高,導致成品芯片昂貴,加之鍵合工藝復雜,使得器件工藝難度增大。同時鍵合時需經歷較長時間(1h)的高溫(ω0℃)處理才能解決⒈AlGa1nP和ll GraP晶向匹配問題,而芯片長時間處于高溫,可能會導致?lián)诫s分布改變,影響器件的內量子效率。由于這些原因,使得AlGaInP/GaP轉移襯底LED的大規(guī)模應用受到了限制。