一種發(fā)光二極管芯片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種發(fā)光二極管芯片，屬于LED【技術(shù)領(lǐng)域】。所述發(fā)光二極管芯片包括：襯底、n型摻雜氮化鎵層、量子阱層、p型摻雜氮化鎵層、電流擴(kuò)散層、保護(hù)層、N電極和P電極，在n型摻雜氮化鎵層、量子阱層、p型摻雜氮化鎵層和電流擴(kuò)散層上刻蝕有一個臺階，臺階由n型摻雜氮化鎵層的表面、電流擴(kuò)散層的表面以及連接n型摻雜氮化鎵層的表面和電流擴(kuò)散層的表面的臺階面構(gòu)成，電流擴(kuò)散層的中部設(shè)有蝕孔，P電極安裝在p型摻雜氮化鎵層的表面上且伸出蝕孔，N電極安裝在n型摻雜氮化鎵層的表面上，保護(hù)層覆蓋在臺階上，臺階面與n型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°～144°，保護(hù)層的厚度為600～1000埃。
【專利說明】一種發(fā)光二極管芯片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及LED (Light Emitting D1de,發(fā)光二極管)【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種發(fā)光二極管芯片。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光二極管可以將電能轉(zhuǎn)化為光能。與傳統(tǒng)的照明器件相比，發(fā)光二極管具有工作電壓和工作電流低、使用壽命長、可靠性高以及亮度高等特點(diǎn)，其中發(fā)光二極管由發(fā)光二極管芯片經(jīng)過芯片封裝工藝制備而成。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，應(yīng)用最廣泛的發(fā)光二極管芯片包括:襯底層、層疊在襯底上的η型摻雜氮化鎵層、層疊在η型摻雜氮化鎵層上的量子阱層、層疊在量子阱層上的P型摻雜氮化鎵層和層疊在P型摻雜氮化鎵層上的電流擴(kuò)散層。在依次層疊的η型摻雜氮化鎵層、量子阱層、P型摻雜氮化鎵層和電流擴(kuò)散層上刻蝕有一個臺階，臺階由電流擴(kuò)散層的表面，η型摻雜氮化鎵層的表面以及連接電流擴(kuò)散層的表面與η型摻雜氮化鎵層的表面的臺階面構(gòu)成，在η型摻雜氮化鎵層上設(shè)有N電極，在P型摻雜氮化鎵層表面設(shè)有P電極，在臺階上覆蓋有保護(hù)層。
[0004]在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題:
[0005]由于臺階面與η型摻雜氮化鎵層垂直分布，保護(hù)層在臺階面上分布不均勻，導(dǎo)電顆粒容易吸附在臺階面上，造成短路、漏電的現(xiàn)象，使得發(fā)光二極管的靜電防護(hù)能力較差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中發(fā)光二極管的靜電防護(hù)能力較差的問題，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管芯片。所述技術(shù)方案如下:
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管芯片，包括襯底、η型摻雜氮化鎵層、量子阱層、P型摻雜氮化鎵層、電流擴(kuò)散層、保護(hù)層、N電極和P電極，所述η型摻雜氮化鎵層覆蓋在所述襯底上，所述量子阱層覆蓋在所述η型摻雜氮化鎵層上，所述P型摻雜氮化鎵層覆蓋在所述量子阱層上，所述電流擴(kuò)散層覆蓋在所述P型摻雜氮化鎵層上，在所述η型摻雜氮化鎵層、所述量子阱層、所述P型摻雜氮化鎵層和所述電流擴(kuò)散層上刻蝕有一個臺階，所述臺階由所述η型摻雜氮化鎵層的表面、所述電流擴(kuò)散層的表面以及連接所述η型摻雜氮化鎵層的表面和所述電流擴(kuò)散層的表面的臺階面構(gòu)成，所述電流擴(kuò)散層的中部設(shè)有蝕孔，所述P電極安裝在所述P型摻雜氮化鎵層的表面上且伸出所述蝕孔，所述N電極安裝在所述η型摻雜氮化鎵層的表面上，所述保護(hù)層覆蓋在所述臺階上，所述臺階面與所述η型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°?144°，所述保護(hù)層的厚度為600?1000埃。
[0008]在本實(shí)用新型實(shí)施例的一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述η型摻雜氮化鎵層的表面與所述P型摻雜氮化鎵層的表面的距離大于所述量子阱層與所述P型摻雜氮化鎵層的厚度之和，所述η型摻雜氮化鎵層的表面與所述P型摻雜氮化鎵層的表面的距離小于所述η型摻雜氮化鎵層、所述量子層和所述P型摻雜氮化鎵層三層的厚度之和。
[0009]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述η型摻雜氮化鎵層的表面與所述Ρ型摻雜氮化鎵層的表面的距離為13000?15000埃。
[0010]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述蝕孔為圓柱形，在所述蝕孔的內(nèi)壁均勻分布有6個槽口。
[0011]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述保護(hù)層為二氧化硅保護(hù)層。
[0012]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述電流擴(kuò)散層為氧化銦錫電流擴(kuò)散層。
[0013]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述電流擴(kuò)散層的厚度為1000?1500 埃。
[0014]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述襯底為藍(lán)寶石襯底或碳化硅襯
。
[0015]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述量子阱層為銦鎵氮層。
[0016]在本實(shí)用新型實(shí)施例的另一種實(shí)現(xiàn)方式中，所述量子阱層厚度為30埃。
[0017]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:在η型摻雜氮化鎵層、量子阱層、Ρ型摻雜氮化鎵層和電流擴(kuò)散層上刻蝕有一個臺階，且臺階面與η型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°?144°，使保護(hù)層能夠均勻的覆蓋在發(fā)光二極管芯片的臺階面上，對發(fā)光二極管能夠起到很好的保護(hù)作用，能有效避免導(dǎo)電顆粒附著在臺階面上，造成短路以及漏電的現(xiàn)象，有效的提高了發(fā)光二極管的靜電防護(hù)能力，大大提升了 LED芯片的可靠性，延長了 LED芯片使用壽命；同時(shí)，由于臺階面與η型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°?144°，保護(hù)層只要600?1000埃的厚度即可以對臺階實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋降低了保護(hù)層的厚度，使得保護(hù)層對可見光透過率的影響降到足夠小的可能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管芯片的截面示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種發(fā)光二極管芯片的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0022]實(shí)施例
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種發(fā)光二極管芯片，參見圖1和圖2，發(fā)光二極管芯片包括:襯底100、η型摻雜氮化鎵層101、量子阱層102、ρ型摻雜氮化鎵層103、電流擴(kuò)散層104、保護(hù)層108、Ν電極106和Ρ電極105，η型摻雜氮化鎵層101覆蓋在襯底100上，量子阱102層覆蓋在η型摻雜氮化鎵層101上，ρ型摻雜氮化鎵層103覆蓋在量子阱層102上，電流擴(kuò)散層104覆蓋在ρ型摻雜氮化鎵層103上，在η型摻雜氮化鎵層101、量子阱層102、P型摻雜氮化鎵層103和電流擴(kuò)散層104上刻蝕有一個臺階107，臺階107由η型摻雜氮化鎵層101的表面、電流擴(kuò)散層104的表面以及連接η型摻雜氮化鎵層101的表面和電流擴(kuò)散層104的表面的臺階面構(gòu)成，電流擴(kuò)散層104的中部設(shè)有蝕孔109，P電極105安裝在ρ型摻雜氮化鎵層103的表面上且伸出蝕孔109，N電極106安裝在η型摻雜氮化鎵層101的表面上，保護(hù)層108覆蓋在臺階107上。具體地，臺階107的臺階面與η型摻雜氮化鎵層101的表面的夾角為135°?144°，保護(hù)層108的厚度為600?1000埃。
[0024]具體地，發(fā)光二極管芯片是在對外延片進(jìn)行掩膜、刻蝕、鍍膜等工藝后，對外延片進(jìn)行切割而得到，因此發(fā)光二極管芯片切片的形狀可以是圓形，也可以是方形，還可以是其它形狀，其形狀由工藝條件決定。
[0025]優(yōu)選地，η型摻雜氮化鎵層101可以通過化學(xué)氣相沉積法沉積在襯底100上，通過工藝控制η型摻雜氮化鎵層101的厚度，形狀與襯底101相同。
[0026]進(jìn)一步地，在量子阱層102上覆蓋著一層ρ型摻雜氮化鎵層103，具體地，也可以通過化學(xué)氣相沉積法的工藝，將P型摻雜氮化鎵層103沉積在量子阱層102上。
[0027]進(jìn)一步地，在η型摻雜氮化鎵層101、量子阱層102、ρ型摻雜氮化鎵層103和電流擴(kuò)散層104上刻蝕有一個臺階107，臺階107包括η型摻雜氮化鎵層101的表面、電流擴(kuò)散層104的表面以及連接η型摻雜氮化鎵層101的表面和電流擴(kuò)散層104的表面的臺階面。
[0028]具體地，臺階面與η型摻雜氮化鎵層101的表面的夾角為Z Α，進(jìn)一步地，Z A的大小為135°?144°。需要說明的是，一方面受LED芯片尺寸的限制，臺階面與η型摻雜氮化鎵層101的表面的夾角Z A不能太大，另一方面，相比于現(xiàn)有技術(shù)中，臺階面與η型摻雜氮化鎵層101的表面垂直的情況，為了使本實(shí)用新型實(shí)施例的有益效果得以最優(yōu)化，臺階面與η型摻雜氮化鎵層101的表面的夾角Z A不宜過小。
[0029]進(jìn)一步地，P電極105通常被稱為陽極電極，其形狀可以有多種，本實(shí)用新型實(shí)施例并不對此進(jìn)行限制。N電極106通常被稱為陰極電極，其形狀亦可以有多種，本實(shí)用新型實(shí)施例亦不對此進(jìn)行限制。
[0030]需要說明的是，η型摻雜氮化鎵層101的表面與ρ型摻雜氮化鎵層103的表面的距離大于量子阱層102與ρ型摻雜氮化鎵層103的厚度之和，η型摻雜氮化鎵層101的表面與P型摻雜氮化鎵層103的表面的距離小于η型摻雜氮化鎵層101、量子層102和ρ型摻雜氮化鎵層103三層的厚度之和。亦即，臺階面上端與ρ型摻雜氮化鎵層103的表面連接，臺階面下端并不延生到η型摻雜氮化鎵層101的底部。
[0031]需要說明的是，η型摻雜氮化鎵層101的表面與ρ型摻雜氮化鎵層103的表面的距離為13000?15000?！，F(xiàn)有技術(shù)中η型摻雜氮化鎵層101的表面與ρ型摻雜氮化鎵層103的表面的距離為9000?12000埃，相比之下，η型摻雜氮化鎵層101的表面與ρ型摻雜氮化鎵層103的表面的距離增加了，可以避免正向電壓偏高，使得工藝窗口更大。
[0032]進(jìn)一步地，設(shè)于電流擴(kuò)散層104的中部的蝕孔109為圓柱形，在蝕孔109的內(nèi)壁均勻分布有6個槽口 110。具體地，6個槽口 110的主要作用是增大了 P電極105與ρ型摻雜氮化鎵層103以及電流擴(kuò)散層104的接觸面積，同時(shí)也增大了 P電極105與ρ型摻雜氮化鎵層103以及電流擴(kuò)散層104的附著力，更有利于提高發(fā)光二極管的穩(wěn)定性。
[0033]進(jìn)一步地，保護(hù)層108為二氧化硅保護(hù)層。具體地，保護(hù)層108由覆蓋在電流擴(kuò)散層104上的1081部分、覆蓋在臺階面上的1082部分以及覆蓋在η型摻雜氮化鎵層101上的1083部分。由于二氧化硅結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、化學(xué)性質(zhì)不活潑因此適用于作為保護(hù)層的材料。
[0034]優(yōu)選地，保護(hù)層108的厚度為600?1000埃。具體地，由于臺階107的臺階面與η型摻雜氮化鎵層101的表面的夾角為135°?144°，所以保護(hù)層108只需要600?1000埃的厚度，即可對臺階107實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)效果，同時(shí)，使得保護(hù)層對可見光透過率的影響降到足夠小的可能。相比于現(xiàn)有厚度為2400?4000埃的保護(hù)層，本實(shí)施例厚度為600?1000埃的保護(hù)層108在同樣保證電極性能的前提下，鍍膜時(shí)間更短，且更節(jié)省原材料。
[0035]優(yōu)選地，電流擴(kuò)散層104為氧化銦錫電流擴(kuò)散層。需要說明的是，氧化銦錫由于同時(shí)具有良好的導(dǎo)電性和良好的光學(xué)透明性而被選擇為電流擴(kuò)散層104的材料。
[0036]需要說明的是，電流擴(kuò)散層104的厚度為1000?1500埃。相較于現(xiàn)有技術(shù)中2000?2500埃的電流擴(kuò)展層，本實(shí)施例中的電流擴(kuò)展層對可見光的透過率更高。
[0037]進(jìn)一步地，襯底100為藍(lán)寶石襯底或碳化硅襯底，具體地，由于藍(lán)寶石和碳化硅具有寬帶隙、耐高溫、耐腐蝕的優(yōu)良特性而被選作襯底材料。
[0038]進(jìn)一步地，量子阱層102是銦鎵氮層，具體地，采用銦鎵氮由于具有良好的光電性能，而被選作量子阱層102的材料。
[0039]需要說明的是，量子阱層102厚度為30埃，具體地，量子阱層的厚度相對而言非常小，是為了使量子阱層產(chǎn)生的電子與空穴結(jié)合時(shí)，以變化的電場而不是光子的形式釋放能量，電場的作用使鄰近的量子點(diǎn)中產(chǎn)生新的電子和空穴，從而令它們結(jié)合并放出光子。
[0040]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:在η型摻雜氮化鎵層、量子阱層、Ρ型摻雜氮化鎵層和電流擴(kuò)散層上刻蝕有一個臺階，且臺階面與η型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°?144°，使保護(hù)層能夠均勻的覆蓋在發(fā)光二極管芯片的臺階面上，對發(fā)光二極管能夠起到很好的保護(hù)作用，能有效避免導(dǎo)電顆粒附著在臺階面上，造成短路以及漏電的現(xiàn)象，有效的提高了發(fā)光二極管的靜電防護(hù)能力，大大提升了 LED芯片的可靠性，延長了 LED芯片使用壽命；同時(shí)，由于臺階面與η型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°?144°，保護(hù)層只要600?1000埃的厚度即可以對臺階實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋降低了保護(hù)層的厚度，使得保護(hù)層對可見光透過率的影響降到足夠小的可能。
[0041]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，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】
1.一種發(fā)光二極管芯片，包括襯底、η型摻雜氮化鎵層、量子阱層、Ρ型摻雜氮化鎵層、電流擴(kuò)散層、保護(hù)層、Ν電極和Ρ電極，所述η型摻雜氮化鎵層覆蓋在所述襯底上，所述量子阱層覆蓋在所述η型摻雜氮化鎵層上，所述ρ型摻雜氮化鎵層覆蓋在所述量子阱層上，所述電流擴(kuò)散層覆蓋在所述Ρ型摻雜氮化鎵層上，在所述η型摻雜氮化鎵層、所述量子阱層、所述Ρ型摻雜氮化鎵層和所述電流擴(kuò)散層上刻蝕有一個臺階，所述臺階由所述η型摻雜氮化鎵層的表面、所述電流擴(kuò)散層的表面以及連接所述η型摻雜氮化鎵層的表面和所述電流擴(kuò)散層的表面的臺階面構(gòu)成，所述電流擴(kuò)散層的中部設(shè)有蝕孔，所述Ρ電極安裝在所述Ρ型摻雜氮化鎵層的表面上且伸出所述蝕孔，所述Ν電極安裝在所述η型摻雜氮化鎵層的表面上，所述保護(hù)層覆蓋在所述臺階上，其特征在于，所述臺階面與所述η型摻雜氮化鎵層的表面的夾角為135°?144°，所述保護(hù)層的厚度為600?1000埃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述η型摻雜氮化鎵層的表面與所述Ρ型摻雜氮化鎵層的表面的距離大于所述量子阱層與所述Ρ型摻雜氮化鎵層的厚度之和，所述η型摻雜氮化鎵層的表面與所述ρ型摻雜氮化鎵層的表面的距離小于所述η型摻雜氮化鎵層、所述量子層和所述Ρ型摻雜氮化鎵層三層的厚度之和。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述η型摻雜氮化鎵層的表面與所述Ρ型摻雜氮化鎵層的表面的距離為13000?15000埃。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述蝕孔為圓柱形，在所述蝕孔的內(nèi)壁均勻分布有6個槽口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述保護(hù)層為二氧化硅保護(hù)層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述電流擴(kuò)散層為氧化銦錫電流擴(kuò)散層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述電流擴(kuò)散層的厚度為1000 ?1500 埃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述襯底為藍(lán)寶石襯底或碳化硅襯底。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述量子阱層為銦鎵氮層。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光二極管芯片，其特征在于，所述量子阱層厚度為30埃。
【文檔編號】H01L33/20GK204067416SQ201420403829
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】蔣敏, 鄧小強(qiáng) 申請人:華燦光電(蘇州）有限公司