專利名稱：表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法
表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯片，尤其是涉及一種表面粗化的發(fā)光二極管芯片。 本發(fā)明還涉及一種芯片的制造方法，尤其是涉及一種表面粗化的發(fā)光二 極管芯片的制造方法。背景技術(shù)：
所謂的發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode)就是將具備直接能隙的半 導(dǎo)體材料做成P/N二極管，在熱平衡的條件下，大部份的電子沒有足夠的能 量躍升至導(dǎo)電帶。再施以順向徧壓，則電子會(huì)躍升至導(dǎo)電帶，而電子在原價(jià) 鍵帶上的原位置即產(chǎn)生空穴。在適當(dāng)?shù)膹虊合拢娮?、空穴便?huì)在P/N界面 區(qū)域(P-N Juction)結(jié)合而發(fā)光，電源的電流會(huì)不斷的補(bǔ)充電子和空穴給N 型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體，使得電子、空穴結(jié)合而發(fā)光得以持續(xù)進(jìn)行。LED發(fā) 光的原理是電子和空穴的結(jié)合，電子所帶的能量，以光的形式釋放出來(lái)，稱 為自發(fā)放射。 一般LED所放出的光便是屬于此種類型。最早出現(xiàn)的發(fā)光二極管存在發(fā)光效率很低、壽命較短的缺陷，其發(fā)光二 極管芯片的襯底是采用光滑的平面，在襯底上通過芯片制程的方法在襯底上 生長(zhǎng)出n型層、發(fā)光層、p型層、n型電極層以及p型電極層，上述所述在襯底 上生長(zhǎng)出的n型層、發(fā)光層以及p型層幾乎都是較為光滑的平面。根據(jù)光的折 射原理，光從光密(即光在其中傳播速度較小的)介質(zhì)射到光疏(即光在 其中傳播速度較大的)介質(zhì)的界面時(shí)，光要離開法線折射，當(dāng)入射角增加 到某種情形時(shí)，折射線將延表面進(jìn)行，.即折射角為90。，該入射角稱為 臨界角。若入射角大于臨界角，則無(wú)折射，全部光線均反回光密媒質(zhì)， 此現(xiàn)象就出現(xiàn)了光的全反射。根據(jù)上述光的折射原理，由于芯片的折射 率大于空氣的折射率，光是通過折射從芯片中射入空氣中的。由于芯片的襯底以及出光面都是較為光滑的平面，通電時(shí)，光在芯片內(nèi)從不同的 角度發(fā)出至芯片的發(fā)光表面上，當(dāng)部分光在芯片內(nèi)的入射角大于臨界角 時(shí)，這部分光會(huì)在通過芯片的出光面以及襯底的底部發(fā)生多次全反射， 光在芯片內(nèi)產(chǎn)生可見光共振，從而使部分全反射的光轉(zhuǎn)換成熱能，使整 個(gè)芯片產(chǎn)生較高的熱量。因此，這種芯片的制造存在著壽命短、出光效 率低的缺陷。隨著芯片制程能力的不斷提升，發(fā)光二極管要求的發(fā)光效率與亮度不斷 的增加，傳統(tǒng)的芯片制程已不能解決大功率發(fā)光二極管的散熱問題以及提高 光效的技術(shù)問題，大功率的發(fā)光二極管也漸漸取代傳統(tǒng)的小功率發(fā)光二極管， 大功率芯片外延的結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)相同，但芯片制作工藝確不盡相同。大功率LED芯片的面積比傳統(tǒng)普通LED芯片的面積要大，且大功率 LED是在較大電源的工作環(huán)境下使用時(shí)將產(chǎn)生大量的熱量。為了將普通LED和大功率LED所產(chǎn)生的熱量散布出去，將電能最大化地 轉(zhuǎn)化為光能，同時(shí)將普通LED以及大功率LED的出光效率進(jìn)一步提升， 一直 以來(lái)都是本行業(yè)研發(fā)人員重點(diǎn)解決的課題之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有提高發(fā)光效率的、表面粗化 的發(fā)光二極管芯片。另外，本發(fā)明解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種具有提高發(fā)光效率的、 表面粗化的發(fā)光二極管芯片的制造方法。對(duì)于本發(fā)明提供一種具有提高發(fā)光效率的、表面粗化的發(fā)光二極管芯片 來(lái)說(shuō)，其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的， 一種發(fā)光二極管芯片，包括 襯底，形成于襯底正面的n型半導(dǎo)體層，形成于n型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層， 形成于發(fā)光層上的P型半導(dǎo)體層，在n型半導(dǎo)體層上通過刻蝕形成的負(fù)電極 焊線區(qū)，在P型半導(dǎo)體層形成的正電極金屬層以及在負(fù)電極焊線區(qū)上形成的負(fù)電極金屬層，在襯底的正面、背面以及在負(fù)電極金屬層與發(fā)光層和P型半 導(dǎo)體層之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。 優(yōu)選方式，所述P型半導(dǎo)體層上還形成有電流擴(kuò)散層。 優(yōu)選方式，在所述電流擴(kuò)散層表面設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選方式，所述錐狀體的高度為0.5 5ixm，底部直徑為2 10um;為 達(dá)到更好的光線反射效果，所述錐狀體的高度最好為1.5 4um，底部直徑 最好為4 8y m。優(yōu)選方式，所述正電極金屬層形成的圖形線條至負(fù)電極金屬層形成的圖 形線條距離相等。優(yōu)選方式，所述正、負(fù)電極金屬層的厚度為1 5um;為了達(dá)到更好的 效果，所述正、負(fù)電極金屬層的厚度量好為2 3um。優(yōu)選方式，所述P型半導(dǎo)體層與正電極金屬層接觸位置之間設(shè)置有電流 阻檔層；優(yōu)選方式，在所述襯底的背面還分別鍍有氧化物反射層以及金屬反射層。 對(duì)于本發(fā)明提供一種具有提高發(fā)光效率的、表面粗化的發(fā)光二極管芯片 的制造方法來(lái)說(shuō)，其技術(shù)問題是是通過以下步驟來(lái)解決的(a)在襯底正面 形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)；(b)在刻蝕后的襯底正面生長(zhǎng)n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層 和P型半導(dǎo)體層，通過刻蝕形成負(fù)電極焊線區(qū)；(c)在負(fù)電極焊線區(qū)上制作負(fù) 電極金屬層，在P型半導(dǎo)體層上制作正電極金屬層；(d)負(fù)電極金屬層與發(fā)光 層和P型半導(dǎo)體層之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)；(e)襯底 背面通過研磨拋光后，在襯底的背面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選方式，在步驟(b)之后，步驟(c)之前，在p型半導(dǎo)體層上還形成 有電流擴(kuò)散層。優(yōu)選方式，在所述電流擴(kuò)散層表面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。優(yōu)選方式，所述錐狀體的高度為0.5 5um，底部直徑為2 10um;為達(dá)到更好的光線反射效果，所述錐狀體的高度最好為1.5 4um，底部直徑 最好為4 8" m。優(yōu)選方式，正電極金屬層形成的圖形線條至負(fù)電極金屬層形成的圖形線 條距離相等。優(yōu)選方式，所述正、負(fù)電極金屬層的厚度為1 5um;為了達(dá)到更好的 效果，正、負(fù)電極金屬層的厚度為2 3um。優(yōu)選方式，所述P型半導(dǎo)體層與正電極金屬層接觸位置之間設(shè)置電流阻 檔層；優(yōu)選方式，在所述襯底的背面還分別先后鍍有氧化物反射層以及金屬反 射層。本發(fā)明的有益效果是根據(jù)本發(fā)明的制造方法，在芯片襯底的正面、背 面以及在負(fù)電極金屬層與發(fā)光層和P型半導(dǎo)體層之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)形 成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)，錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)可以減少光的全反射次數(shù)，避免部 分光因全反射而被芯片吸收，通過錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)可以讓芯片內(nèi)發(fā)出的光 最快、最大可能地折射到芯片外表面。從而大大改善了之前傳統(tǒng)LED的全反 射問題，避免了光在芯片內(nèi)發(fā)生可見光共振，最大程度地將電能轉(zhuǎn)化為光能， 大幅度提高了LED的外部量子效率，采用本發(fā)明，出光效率比傳統(tǒng)發(fā)光二極 管芯片的出光效率多出50%以上。
圖1為本發(fā)明表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法的第一種實(shí)施例 的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法的第二種實(shí)施例 的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法的第三種實(shí)施例 的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法的第四種實(shí)施例 的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為圖1所示本發(fā)明表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法的第一 種實(shí)施例的平面示意圖。圖6為圖2、圖3所示本發(fā)明表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法 的第二種和第三種實(shí)施例的平面示意圖。圖7為圖4所示本發(fā)明發(fā)光表面粗化的二極管芯片及其制造方法的第四種實(shí)施例的平面示意圖。圖8a、圖8b為本發(fā)明局部負(fù)電極焊線區(qū)形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)在顯微 鏡下顯示的結(jié)構(gòu)示意圖。圖9a、圖9b為本發(fā)明芯片的襯底正面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)在顯微鏡 下顯示的結(jié)構(gòu)示意圖。圖10a、圖10b為本發(fā)明芯片的襯底背面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)在顯微 鏡下顯示的結(jié)構(gòu)示意圖。圖lla、圖llb為本發(fā)明芯片的電流擴(kuò)散層表面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu) 在顯微鏡下顯示的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式現(xiàn)將參考附圖通過實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。第一種具體實(shí)施例如圖l和圖5所示，本發(fā)明的發(fā)光二極管芯片，包括 襯底1，形成于襯底1正面的n型半導(dǎo)體層2，形成于n型半導(dǎo)體層2上的發(fā) 光層3，形成于發(fā)光層3上的p型半導(dǎo)體層4，在n型半導(dǎo)體層2上通過刻蝕 形成的負(fù)電極焊線區(qū)15，在p型半導(dǎo)體層4形成的正電極金屬層7以及在負(fù) 電極焊線區(qū)15上形成的負(fù)電極金屬層8，在襯底1的正面設(shè)置有錐狀的光學(xué) 微結(jié)構(gòu)10，在襯底1的背面設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)11以及在負(fù)電極金屬 層8與發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)15設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9。錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9、 10、 ll就是在制造芯片時(shí)，在上述芯 片的各界面上通過刻蝕方法形成表面粗化的結(jié)構(gòu)，其表面粗化所形成的形狀 為錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)，所述錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9、 10、 ll有規(guī)則地排布在芯 片的各界面上，如圖1所示。所述錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)的作用是錐狀的光學(xué) 微結(jié)構(gòu)可以減少光的全反射次數(shù)，避免部分光因全反射而被芯片吸收，可以 讓芯片內(nèi)發(fā)出的光最快、最大可能地折射到芯片外表面，采用錐狀的光學(xué)微 結(jié)構(gòu)的芯片可以改善傳統(tǒng)LED的全反射問題，避免了光在芯片內(nèi)發(fā)生可見光 共振，最大程度地將電能轉(zhuǎn)化為光能，大幅度提高了LED的外部量子效率， 從而實(shí)現(xiàn)了提高發(fā)光二極管芯片的出光效率。錐狀體的高度為0. 5 5 ii m， 底部直徑為2 10iim;為達(dá)到更好的光線反射效果，錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9的 高度最好設(shè)置為1.5 4um，底部直徑最好為4 8ym。為了使電流能在芯片 表面上均勻的擴(kuò)散，將正電極金屬層7形成的圖形線條到負(fù)電極金屬層8形 成的圖形線條等距離設(shè)置，也就是正電極金屬層的圖形線條的某一位置到相 鄰負(fù)電極金屬層8的圖形線條的距離相等,參照?qǐng)D5所示。所述正電極金屬 層7與負(fù)電極金屬層8的厚度為1 5um;為了達(dá)到更好的出光及導(dǎo)熱效果， 所述正電極金屬層7與負(fù)電極金屬層8的厚度為2 3 u m，正電極金屬層7 與負(fù)電極金屬層8的材料可以選自不吸光的金屬如銀、鋁、鉻、鎳、銅或鉑。 為了將芯片所產(chǎn)生的光在最短的時(shí)間內(nèi)折射出去，最好是在設(shè)置有錐狀的光 學(xué)微結(jié)構(gòu)9的襯底1的背面分別電鍍一層氧化物反射層12以及金屬反射層 13。本實(shí)例所采用的襯底材料選用藍(lán)寶石，在藍(lán)寶石襯底正面形成n型半導(dǎo) 體層2的材料可以選自氮化鎵，在n型半導(dǎo)體層2上形成發(fā)光層3的材料可 以選自鋁銦鎵氮，在發(fā)光層3上形成p型半導(dǎo)體層4的材料可以選自氮化鎵。 第二種具體實(shí)施例如圖2和圖6所示，本實(shí)施例是在上述第一種具體實(shí) 施例的基礎(chǔ)上、在所述p型半導(dǎo)體層4上還形成有電流擴(kuò)散層6，所述電流 擴(kuò)散層6的作用是將電流均勻地?cái)U(kuò)散開，使芯片發(fā)光時(shí)達(dá)到亮度均勻。第三種具體實(shí)施例如圖3和圖6所示，本實(shí)施例是在上述第一種或第二 種具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在p型半導(dǎo)體層4與正電極金屬層7接觸位置之間 還設(shè)置有電流阻檔層5，所述電流阻檔層5的作用是阻止大量電流流入正電 極金屬層7與P型半導(dǎo)體層4接觸的局部位置處，因此，可以使電流均勻地 擴(kuò)散在正電極金屬層7以外的發(fā)光層3上，從而最大程度上減少了正電極金 屬層7對(duì)光的吸收，避免了發(fā)光二極管芯片的局部亮暗現(xiàn)象發(fā)生。第四種具體實(shí)施例如圖4和圖7所示，本實(shí)施例是在上述第二種或第三 種具體實(shí)施例的基礎(chǔ)上，在電流擴(kuò)散層6的表面設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)14， 所述錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)14的作用與第一種具體實(shí)施例所述的作用相同，也就 是改善傳統(tǒng)LED的全反射問題，避免光在芯片內(nèi)發(fā)生可見光共振，最大程度 地將電能轉(zhuǎn)化為光能，大幅度提高LED的外部量子效率，從而實(shí)現(xiàn)提發(fā)光二 極芯片的發(fā)光效率。本發(fā)明發(fā)光二極管芯片的制造方法為，在藍(lán)寶石的襯底1正面形成錐狀 的光學(xué)微結(jié)構(gòu)10，具體制作方法是在襯底1正面貼一層保護(hù)膜層，所述保護(hù) 膜層的材料可選用光刻膠、二氧化硅、氮化硅或金屬鎳，然后利用黃光光刻 和電感偶合式反應(yīng)離子刻蝕機(jī)使用反應(yīng)離子化學(xué)刻蝕的方法，將反應(yīng)氣體如 氯氣、三氯化硼及甲垸等選擇性的刻蝕襯底l正面，使襯底l正面形成錐狀 的光學(xué)微結(jié)構(gòu)IO，參照?qǐng)D9a和9b所示；在刻蝕后的襯底1正面采用M0CVD 設(shè)備將有機(jī)金屬氣體依次生長(zhǎng)n型半導(dǎo)體層2、發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4， 本制作方法在刻蝕后的襯底1正面生長(zhǎng)的n型半導(dǎo)體層2選用氮化鎵，在n 型半導(dǎo)體層2上生長(zhǎng)的發(fā)光層3選用鋁銦鎵氮發(fā)光層，在發(fā)光層3上生長(zhǎng)的 p型半導(dǎo)體層3選用氮化鎵。通過刻蝕的方法將部分n型半導(dǎo)體層2形成負(fù) 電極焊線區(qū)15，為了使電流能在芯片表面上均勻的擴(kuò)散，將正電極金屬層7 形成的圖形線條到負(fù)電極金屬層8形成的圖形線條等距離設(shè)置，也就是正電 極金屬層7的圖形線條的某一位置到相鄰負(fù)電極金屬層8的圖形線條的距離相等。在負(fù)電極焊線區(qū)15上制作負(fù)電極金屬層8，在p型半導(dǎo)體層上4制作 正電極金屬層7;在負(fù)電極金屬層8與發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4之間的局 部負(fù)電極焊線區(qū)15形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9，參照?qǐng)D8a和8b所示。具體制 作方法是在負(fù)電極金屬層8與發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4之間的局部負(fù)電極 焊線區(qū)15上貼一層保護(hù)膜層，所迗保護(hù)膜層的材料可選用光刻膠、二氧化硅、 氮化硅或金屬鎳，然后利用黃光光刻和電感偶合式反應(yīng)離子刻蝕機(jī)使用反應(yīng) 離子化學(xué)刻蝕的方法，將反應(yīng)氣體如氯氣、三氯化硼及甲烷等選擇性的刻蝕 負(fù)電極金屬層8與發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)15， 使負(fù)電極金屬層8與發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)15 形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9;在襯底1背面通過研磨拋光后形成錐狀的光學(xué)微 結(jié)構(gòu)11，參照?qǐng)D10a和10b所示。具體制作方法是在襯底1背面貼一層保護(hù) 膜層，所述保護(hù)膜層的材料可選用光刻膠、二氧化硅、氮化硅或金屬鎳，然 后利用黃光光刻和電感偶合式反應(yīng)離子刻蝕機(jī)使用反應(yīng)離子化學(xué)刻蝕的方法 將反應(yīng)氣體，如氯氣、三氯化硼及甲垸等選擇性的刻蝕襯底l背面，使襯底 l背面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)ll。所述錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9、 10、 ll有規(guī)則 地排布在上述芯片的各界面上，參照?qǐng)D8a、 8b、 9a、 9b、 10a、 10b所示。在 所述襯底1的背面還分別鍍有氧化物反射層12以及金屬反射層13。在上述 步驟中，采用M0CVD設(shè)備將有機(jī)金屬氣體依次生長(zhǎng)n型半導(dǎo)體層2、發(fā)光層3 和p型半導(dǎo)體層3的同時(shí)，同樣通過M0CVD設(shè)備將有機(jī)金屬氣體在p型半導(dǎo) 體層3上還生長(zhǎng)一層電流擴(kuò)散層6，并且在p型半導(dǎo)體層3與正電極金屬層7 接觸位置之間設(shè)置電流阻檔層5，參照附3、 4所示。在電流擴(kuò)散層6表面制 作成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)14，參照?qǐng)Dlla和llb所示。具體制作方法是在電流 擴(kuò)散層6的表面貼一層保護(hù)膜層，所述保護(hù)膜層的材料可選用光刻膠、二氧 化硅、氮化硅或金屬鎳，然后利用黃光光刻和電感偶合式反應(yīng)離子刻蝕機(jī)使 用反應(yīng)離子化學(xué)刻蝕的方法將反應(yīng)氣體，如氯氣、三氯化硼及甲烷等選擇性的刻蝕電流擴(kuò)散層6的表面，使電流擴(kuò)散層6的表面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu) 14，參照?qǐng)D4所示。上述制作方法中所提到的正電極金屬層7形成的圖形線 條到負(fù)電極金屬層8形成的圖形線條距離相等，參見附圖5、 6、 7所示，所 述正、負(fù)電極金屬層的厚度為1 5um;為了使出光和導(dǎo)熱的效果更好，正、 負(fù)電極金屬層的厚度為2 3um，正電極金屬層7與負(fù)電極金屬層8的材料 可以選自不吸光的金屬，如銀、鋁、鉻、鎳、銅或鉑。上述所提到的通過光 刻的方法在襯底1的正面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)10、襯底1的背面形成錐狀 的光學(xué)微結(jié)構(gòu)11、在負(fù)電極金屬層8與發(fā)光層3和p型半導(dǎo)體層4之間形成 的局部負(fù)電極焊線區(qū)15上形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)9以及在電流擴(kuò)散層6表面 形成光學(xué)微結(jié)構(gòu)14中，所述錐狀體的高度為0.5 5pm，底部直徑為2 10 為達(dá)到更好的光線反射效果，所述錐狀體的高度最好為1.5 4um，底 部直徑最好為4 8 u m。
以上所述均以方便說(shuō)明本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)作的精神范疇內(nèi)，熟 悉此技術(shù)的本領(lǐng)域的技術(shù)人員所做的各種簡(jiǎn)單的變相與修飾仍屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種表面粗化的發(fā)光二極管芯片，包括襯底，形成于襯底正面的n型半導(dǎo)體層；形成于n型半導(dǎo)體層上的發(fā)光層；形成于發(fā)光層上的p型半導(dǎo)體層；在n型半導(dǎo)體層上通過刻蝕形成的負(fù)電極焊線區(qū)；在p型半導(dǎo)體層形成的正電極金屬層以及在負(fù)電極焊線區(qū)上形成的負(fù)電極金屬層；其特征在于在襯底的正面、背面以及在負(fù)電極金屬層與發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層之間形成的局部負(fù)電極焊線區(qū)設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特i在于在所述p型半導(dǎo)體層上還形成有電流擴(kuò)散層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特征在于在所述電流擴(kuò)散層表面設(shè)置有錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特征 在于所述錐狀體的高度為0.5 5um，底部直徑為2 10um。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所述錐狀 體的高度為1.5 4um，底部直徑為4 8um。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特征 在于所述正電極金屬層形成的圖形線條至負(fù)電極金屬層形成的圖形線條距 離相等。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所 述正、負(fù)電極金屬層的厚度為1 5ym。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其梧征在于正、 負(fù)電極金屬層的厚度為2 3 n m。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特征在于所述P型半導(dǎo)體層與正電極金屬層接觸位置之間設(shè)置有電流阻檔層。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片，其特 征在于在所述襯底的背面還分別鍍有氧化物反射層以及金屬反射層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造方法，其特征在于包括以下步驟(a) 在襯底正面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)；(b) 在刻蝕后的襯底正面生長(zhǎng)n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層，通 過刻蝕形成負(fù)電極焊線區(qū)；(c) 在負(fù)電極焊線區(qū)上制作負(fù)電極金屬層，在P型半導(dǎo)體層上制作正電極 金屬層；(d) 在負(fù)電極金屬層與發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層之間的局部負(fù)電極焊線區(qū) 形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)；(e) 襯底背面通過研磨拋光后，在襯底的背面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造方法，其特 征在于在步驟(b)之后，步驟(c)之前，在p型半導(dǎo)體層上生長(zhǎng)電流擴(kuò)散 層。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造方法，其特 征在于在所述電流擴(kuò)散層表面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11或12或13所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造 方法，其特征在于所述錐狀體的高度為0.5 5ym，底部直徑為2 10um。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造方法，其特 征在于所述錐狀體的高度為1.5 4um，底部直徑為4 8um。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11或12或13所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造 方法，其特征在于正電極金屬層形成的圖形線條至負(fù)電極金屬層形成的圖形線條距離相等。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造方法，其特 征在于所述正、負(fù)電極金屬層的厚度為1 5um。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造方法，其特 征在于正、負(fù)電極金屬層的厚度為2 3!im。
19. 根據(jù)權(quán)利要求11或12或13所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造 方法，其特征在于所述P型半導(dǎo)體層與正電極金屬層接觸位置之間設(shè)置電 流阻檔層。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11或12或13所述的表面粗化的發(fā)光二極管芯片制造 方法，其特征在于在所述襯底的背面還分別先后鍍有氧化物反射層以及金屬反射層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種表面粗化的發(fā)光二極管芯片及其制造方法，在襯底正面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)，在刻蝕后的襯底正面生長(zhǎng)n型半導(dǎo)體層、發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層，通過刻蝕形成負(fù)電極焊線區(qū)，在負(fù)電極焊線區(qū)上制作負(fù)電極金屬層，在p型半導(dǎo)體層上制作正電極金屬層，在負(fù)電極金屬層與發(fā)光層和p型半導(dǎo)體層之間的局部負(fù)電極焊線區(qū)形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)，襯底背面通過研磨拋光后，在襯底的背面形成錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)。錐狀的光學(xué)微結(jié)構(gòu)可以減少光的全反射次數(shù)，避免部分光因全反射而被芯片吸收，可以讓芯片內(nèi)發(fā)出的光最快、最大可能地折射到芯片外表面，避免了光在芯片內(nèi)發(fā)生可見光共振，從而實(shí)現(xiàn)提高發(fā)光二極管芯片的出光效率。
文檔編號(hào)H01L33/00GK101515622SQ20091003777
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日
發(fā)明者葉國(guó)光, 梁伏波, 樊邦揚(yáng) 申請(qǐng)人:鶴山麗得電子實(shí)業(yè)有限公司