GaP对于AlGaInP的整个发射波段的光都透明,因此人们想到了采用透明的GaP衬底来代替GaAs吸收衬底。 JST2N60F然而由于G驴与AlGaInP有源区材料具有较大的晶格失配,因此很难在GaP衬底上直接生长AlGaInP红光LED外延层。直到晶片键合技术的发展和成熟,《血等人lsl将AlGaInP外延层通过键合的方法成功转移至透明的GaP衬底上。采用这种透明衬底结构的LED,其有源区发出的光也可从器件侧面和衬底面出射,如图⒍14光锥体示意图,理想情况下出光锥体的6个面的光都能提取出来,效率大大提高。

   早在19舛年HP公司就开发出了转移透明衬底的AlGaInP/GaP LED,由于形成了坚固、低电阻、光学透明的键合界面,使得这种结构的LED具有较高的流明效率,20mA时LED在ω4nm时光效达到41.511u/Wlsl,这是当时普通结构LED光效的2倍。如图⒍15所示为 转移透明衬底AlGaInP LED的制作过程,其结构经历了两步生长:即先在GaAs衬底上用MOCVD生长(A廴Galt)05InO hP双异质结构,然后在异质结构上用氢化物气象外延(ⅤPE)一层约50um厚的p型GaP,其作用主要是器件顶部的电流扩展和衬底去除后的外延支撑。在去除GaAs衬底后,将外延片的n面与厚度为⒛0um左右的n型GaP衬底进行键合,键合是在高温和同轴应力下实现的。采用透明衬底结构的LED, 图⒍14 透明衬底LED光提取效率示意图(6个锥体) 光吸收比吸收衬底结构减少,而且光子可以从芯片的边缘出射,使得光提取效率大大增加,比GaAs吸收衬底LED提高两倍,615nm的LED发光效率超过73.71四%厂P钊。Kramcs等研制的转移透明衬底AlGaInP LED的外量子效率达到55%P习。转移透明衬底LED有众多优点,但是由于气相外延厚GaP材料的成本很高,导致成品芯片昂贵,加之键合工艺复杂,使得器件工艺难度增大。同时键合时需经历较长时间(1h)的高温(ω0℃)处理才能解决⒈AlGa1nP和ll GraP晶向匹配问题,而芯片长时间处于高温,可能会导致掺杂分布改变,影响器件的内量子效率。由于这些原因,使得AlGaInP/GaP转移衬底LED的大规模应用受到了限制。