專利名稱：發(fā)光二極管芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，特別地，涉及一種發(fā)光二極管芯片。
背景技術(shù)：
GaN基LED是固態(tài)照明的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，具有廣闊的應(yīng)用前景。固態(tài)照明是否能像白熾燈、日光燈一樣走入千家萬(wàn)戶取決于LED的發(fā)光效率和制造成本。LED的外量子效率由內(nèi)量子效率和光提取效率決定，經(jīng)過(guò)多年的努力，如今內(nèi)量子效率已經(jīng)接近100%，提升的空間有限，因此光提取效率很大程度上取決于LED的發(fā)光效率。在制造以藍(lán)寶石為襯底的垂直結(jié)構(gòu)GaN基LED芯片的過(guò)程中，需要壓焊綁定和激光剝離，這種技術(shù)成本高且良率低，因此藍(lán)寶石襯底LED —般制造成N電極和P電極處于芯片同側(cè)的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的芯片無(wú)法應(yīng)用金屬反射鏡技術(shù)提高出光率，而多通過(guò)電流阻擋層來(lái)提高出光率?，F(xiàn)有技術(shù)中所用電流阻擋層多通過(guò)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法(PECVD)沉積形成單一的SiO2或者Si3N4層，這種單一材質(zhì)的電流阻擋層只能阻擋電流，不能反射光。為增加出光率技術(shù)人員還常采用真空光學(xué)鍍膜機(jī)在芯片的底面鍍上Si02/Ti02分布布拉格反射(DBR)結(jié)構(gòu)。但在蒸鍍過(guò)程中，光學(xué)鍍膜機(jī)抽真空所需時(shí)間較長(zhǎng)，而且所得膜層致密性較差，一致性較差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于提供一種發(fā)光二極管芯片，以解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管芯片出光率低的技術(shù)問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光二極管芯片，包括襯底、依次疊置形成于襯底的頂面上的N型半導(dǎo)體層、多量子阱層、P型半導(dǎo)體層、透明導(dǎo)電層、P電極以及N電極，N電極形成于N型半導(dǎo)體層被刻蝕區(qū)域的頂面上；還包括第一 DBR層和第二 DBR層；透明導(dǎo)電層正對(duì)P電極的區(qū)域凹陷形成凹陷區(qū)域，第一 DBR層形成于凹陷區(qū)域內(nèi)，第一 DBR層的底面形成于P型半導(dǎo)體層的頂面上；襯底的底面形成有第二 DBR層。進(jìn)一步地，第一 DBR層和第二 DBR層均包括多層交叉疊置的SiO2層和Si3N4層。進(jìn)一步地，第一 DBR層和第二 DBR層均采用PECVD法形成。進(jìn)一步地，第一 DBR層和P電極為圓形，第一 DBR層的直徑為P電極直徑的1/4 1/3。進(jìn)一步地，透明導(dǎo)電層所用材料為ΙΤ0。進(jìn)一步地，第二 DBR層的底面上形成金屬反射層。本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型提供的芯片用PECVD方法交錯(cuò)沉積形成SiO2層和Si3N4層，芯片底面和電極正下方的電流阻擋層則為DBR結(jié)構(gòu)。該層可以將垂直入射到電極下方，并被其擋住的光反射至芯片底面上的DBR光反射層上。該光經(jīng)芯片底面DBR光反射層的漫反射后能改變光的出射角度，繞開電極出射，從而增加了芯片的光效率。[0013]本實(shí)用新型提供的芯片的底面的Si02/Si3N4的DBR光反射層采用PECVD方法沉積于經(jīng)過(guò)拋光的襯底底面。采用該法制備該層可以提高DBR膜層的質(zhì)量。相比真空鍍膜機(jī)而言，采用PECVD方法可省去抽真空所耗掉的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本實(shí)用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視剖視示意圖。
具體實(shí)施方式
·[0017]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。本文中所提到的方法均為常規(guī)方法，本實(shí)用新型提供的結(jié)構(gòu)采用常規(guī)工藝即可實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型提供的發(fā)光二極管芯片包括藍(lán)寶石的襯底I、形成于襯底I的頂面上的N型半導(dǎo)體層2、形成于N型半導(dǎo)體層2的頂面上的多量子阱層3、形成于多量子阱層3的頂面上的P型半導(dǎo)體層4、第一 DBR層6、電流擴(kuò)散層5、P電極7、N電極9、鈍化層8、第二DBR層10和金屬反射層11。藍(lán)寶石的襯底I的頂面上依次形成N型半導(dǎo)體層2、量子阱層3和P型半導(dǎo)體層4。電流擴(kuò)散層5形成于P型半導(dǎo)體層4的頂面上。貫通該電流擴(kuò)散層5形成有一個(gè)與P型半導(dǎo)體層4相通的凹陷區(qū)域。凹陷區(qū)域正對(duì)P電極7。第一 DBR層6形成于該凹陷區(qū)域內(nèi)，且形成在P型半導(dǎo)體層4的頂面上。第一 DBR層6的頂面和電流擴(kuò)散層5的頂面平齊，P電極7安裝在第一 DBR層6和電流擴(kuò)散層5的頂面上。電流擴(kuò)散層5為常用的ITO層。量子阱層3、P型半導(dǎo)體層4和電流擴(kuò)散層5的一側(cè)區(qū)域經(jīng)刻蝕去除，露出N型半導(dǎo)體層2，N電極9形成于露出的N型半導(dǎo)體層2的頂面上。在N型半導(dǎo)體層2以上的裸露的表面上沉積鈍化層8，以防止芯片漏電。鈍化層8包覆電流擴(kuò)散層5、P電極7和N電極9的上表面。襯底I的底面磨薄，使得襯底I的厚度為80 150微米，后經(jīng)拋光、清洗后，在襯底I的底面向下沉積形成第二 DBR層10。在第二 DBR層10的底面上再通過(guò)真空鍍膜鍍上金屬反射層11。得到完整的芯片。第一 DBR層6和第二 DBR層10均由SiO2層和Si3N4層依次交叉層疊形成，SiO2層和Si3N4層均為優(yōu)秀的絕緣材料，能發(fā)揮電流阻擋層的作用。SiO2層和Si3N4層均為DBR結(jié)構(gòu)。DBR結(jié)構(gòu)對(duì)垂直入射的光線具有反射功能。第一 DBR層6能將被P電極7遮擋而無(wú)法出射的光線反射回芯片內(nèi)部。經(jīng)第一 DBR層6反射回芯片內(nèi)部的光的一部分穿透襯底I達(dá)到第二 DBR層10，被反射回芯片。之后還有一部分光穿透第二 DBR層10照射到金屬反射層11上，經(jīng)金屬反射層11反射后回到芯片中。光束在第一 DBR層6、金屬反射層11和第二DBR層10之間經(jīng)過(guò)多次反射后，形成類似漫反射的反射方式，從芯片出射，提高了芯片的光率，避免由于不能及時(shí)出光，光被氮化鎵吸收后造成的芯片溫度升高，縮短其使用壽命的問(wèn)題。優(yōu)選的，第一 DBR層6和P電極7均為圓型，第一 DBR層6的直徑為P電極7的直徑的1/4 1/3。第一 DBR層6和第二 DBR層10均采用PECVD方法沉積形成，采用這個(gè)方法制備得到的DBR層比采用真空鍍膜法制得的更加致密，膜的性能更好。而且采用PECVD法時(shí)抽真空時(shí)間較短僅為I 2分鐘，能提高工作效率。所設(shè)置金屬反射層11既能反射光，同時(shí)由于金屬的導(dǎo)熱能力較強(qiáng)，因而還能將芯 片使用中的熱量及時(shí)導(dǎo)走。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種發(fā)光二極管芯片，包括襯底(I)、依次疊置形成于所述襯底(I)的頂面上的N型半導(dǎo)體層(2)、多量子阱層(3)、P型半導(dǎo)體層(4)、透明導(dǎo)電層(5)、P電極(7)以及N電極(9)，所述N電極(9)形成于所述N型半導(dǎo)體層(2)被刻蝕區(qū)域的頂面上；其特征在干，還包括第一 DBR層(6)和第二 DBR層(10);所述透明導(dǎo)電層(5)正對(duì)所述P電極(7)的區(qū)域凹陷形成凹陷區(qū)域；所述第一 DBR層(6)形成于貫通所述凹陷區(qū)域內(nèi)，所述第一 DBR層 (6)的底面形成于所述P型半導(dǎo)體層(4)的頂面上；所述襯底(I)的底面形成有第二 DBR層(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的芯片，其特征在于，所述第一DBR層(6)和第二 DBR層(10)均包括多層父叉置直的SiO2層和Si3N4層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片，其特征在于，所述第一DBR層(6)和第二 DBR層(10)均采用PECVD法形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的芯片，所述第一DBR層(6)和所述P電極(7)為圓形，所述第一 DBR層(6)的直徑為所述P電極(7)的直徑的1/4 1/3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的芯片，其特征在于，所述透明導(dǎo)電層(5)所用材料為ΙΤ0。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的芯片，其特征在于，所述第二DBR層(10)的底面上形成金屬反射層(11)。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種發(fā)光二極管芯片，包括襯底、依次疊置形成于襯底的頂面上的N型半導(dǎo)體層、多量子阱層、P型半導(dǎo)體層、透明導(dǎo)電層、P電極以及N電極，N電極形成于N型半導(dǎo)體層被刻蝕區(qū)域的頂面上；還包括第一DBR層和第二DBR層，第一DBR層形成于正對(duì)P電極貫通透明導(dǎo)電層的凹陷區(qū)域內(nèi)，第一DBR層的底面形成于P型半導(dǎo)體層的頂面上；襯底的底面形成有第二DBR層。本實(shí)用新型提供的芯片用PECVD方法沉積SiO2和Si3N4層交錯(cuò)形成的DBR結(jié)構(gòu)的電流阻擋層，該層可以將垂直入射到電極下方，并被其擋住的光反射至芯片底面上的DBR光反射層上。該光經(jīng)芯片底面DBR光反射層的漫反射后能改變光的出射角度，繞開電極出射，從而增加了芯片的發(fā)光效率。
文檔編號(hào)H01L33/10GK202423369SQ20122000327
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月5日
發(fā)明者侯召男, 姚禹, 汪延明, 牛鳳娟, 許亞兵 申請(qǐng)人:湘能華磊光電股份有限公司