具有粘附性電流阻擋層的LED芯片及其制作方法技術

本發明專利技術提供一種具有粘附性電流阻擋層的LED芯片及其制作方法，所述LED芯片包括：藍寶石襯底；形成于藍寶石襯底的上表面的發光外延層，該發光外延層的P-pad區上具有凹槽，且凹槽具有波浪紋側壁及平整底面，該發光外延層的N區設置有N-pad；順應該凹槽形狀的且為Al2O3材料的電流阻擋層；順應該電流阻擋層結構的漫反射型反射層，該漫反射型反射層上設置有P-pad；以及形成于該發光外延層及漫反射型反射層上的透明導電層。本發明專利技術還提供一種可以制作該高效反光P電極高粘附性電流阻擋結構的LED芯片的制作方法，以解決現有技術中電流阻擋層與高反光電極之間的粘附性弱，易脫落、以及LED芯片的P電極吸光、電流利用率低等問題。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種LED芯片及其制作方法，特別是涉及一種高效反光P電極高粘附性電流阻擋層的LED芯片及其制作方法。
技術介紹
LED芯片的設計及制造中，在LED芯片中的P_pad正下面直接加入電流阻擋層(CBL, current blocking layer)可以將原本由P_pad流入P-GaN層的電流截斷,使電流全部先流入透明導電層(TCL, Transparent contact layer),然后再通過透明導電層流入該透明導電層正下方的P-GaN層；當不加電流阻擋層時，電流一部分先由P-pad流入透明導電層再流入透明導電層正下方的P-GaN層，一部分直接流入P-pad正下方的P-GaN層和量子阱發光，P-pad正下方的量子阱發出的光基本上會被P-pad擋住，這部分光會被反射或者被 吸收，而被反射的部分在芯片內部經過多次反射后也有相當大的一部分會被吸收，最后能射出芯片的少之又少，不加電流阻擋層導致有效發光區的電流密度減少，從而降低了芯片的亮度，而加入電流阻擋層后，直接流入P-pad正下方的P-GaN層的電流被截斷，電流全部直接通過透明導電層擴散至有效發光區，從而提高了有效發光區的電流密度，提高了電流的利用率，進而提聞了芯片的売度。目前，在LED芯片中添加電流阻擋層的實現方式主要有兩種一種直接在P-pad和P-GaN層之間加入高絕緣性的材料將原本由P_pad流入P-GaN層的電流截斷，在藍光LED芯片中常用SiO2作為電流阻擋層的材料，此時在電流阻擋層上直接蒸鍍Cr/Au電極或者蒸鍍高反光電極,導致如下問題一、直接蒸鍍Cr/Au電極因為Cr對藍光的反射率很低，致使芯片內部反射至P-pad下的光或被吸收或被反射，而被反射的光在芯片內部經過多次反射之后，相當大的部分被吸收了，能射出LED芯片的很少，從而降低了出光效率；二、目前比較常用的高反光電極一般是Al或者Ag或者相關合金，使用高反光電極時，電流阻擋層與高反光電極之間的粘附性弱，易于脫落。因此，一般只在P-pad和P-GaN層之間的一部分區域加入電流阻擋層，另外不加入電流阻擋層的區域使高反光電極與GaN直接接觸來增強粘附性，這樣部分區域型的電流阻擋層相較全部區域的電流阻擋層提升芯片亮度的效果就很不明顯了，且高反光電極與芯片之間的粘附性仍然很差，致使無法量產。另外一種在LED芯片中添加電流阻擋層的實現方式是先將P-pad下面的量子阱蝕刻掉使Ρ-pad下方不能發光，將高絕緣性的材料作為電流阻擋層鋪在蝕刻出來的側壁和底部起到絕緣作用，然后在電流阻擋層上鍍上P電極，通過P電極邊緣下壓透明導電層的辦法使電流全部先流入透明導電層，然后再通過透明導電層流入透明導電層正下方的P-GaN層。在藍光LED芯片中常用SiOJt為電流阻擋層的材料，此時在電流阻擋層上直接蒸鍍Cr/Au電極或者蒸鍍高反光電極，仍會導致如下問題一、直接蒸鍍Cr/Au電極因為Cr對藍光的反射率很低，致使芯片內部反射至P電極下的光或被吸收或被反射，而被反射的光在芯片內部經過多次反射之后，相當大的部分被吸收了，能射出LED芯片的很少，從而降低了出光效率；二、當使用高反光電極時，為了使高反光電極與蝕刻出來的側壁和底部之間絕緣，電流阻擋層必須鋪滿整個蝕刻出來的側壁和底部，但是電流阻擋層與高反光電極之間的粘附性不強，易于脫落，致使無法量產。因此，如何提出一種具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，以消除上述粘附性差、P電極吸光、電流利用率低的問題，實已成為本領域從業者欲以解決的問題。
技術實現思路
鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種可以制作該高效反光P電極高粘附性電流阻擋結構的LED芯片，以解決現有技術中電流阻擋層與高反光電極之間的粘附性弱，易脫落、以及LED芯片的P電極吸光、電流利用率低等問題。為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種具有粘附性電流阻擋層的LED芯片及其制作方法，其中，所述具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步驟1)提供一藍寶石襯底，并于所述藍寶石襯底的上表 面形成一發光外延層；2)于所述發光外延層上分別定義出P-pad區及N區，交替使用刻蝕氣體和鈍化氣體在所述P-pad區蝕刻出具有波浪紋側壁及平整底面的凹槽；3)于所述凹槽的表面蒸鍍一層Al2O3材料，使其形成順應該凹槽形狀的電流阻擋層，以使所述電流阻擋層形成為具有波浪紋側壁及平整底面的第一層凹陷結構；4)于所述電流阻擋層的表面蒸鍍一層順應該第一層凹陷結構的漫反射型反射層，以使所述漫反射型反射層形成為具有波浪紋側壁及平整底面的第二層凹陷結構；5)于所述發光外延層及漫反射型反射層上形成一透明導電層，并蝕刻所述透明導電層，以使所述第二層凹陷結構以及N區外露出所述透明導電層；以及6)于所述第二層凹陷結構上制作出P-pad，以及于所述N區上制作出N-pad。本專利技術的制作方法中，所述發光外延層為P-GaN層。所述漫反射型反射層為單層漫反射型反射層結構或多層復合式漫反射型反射層結構。所述漫反射型反射層為單質金屬反射層或合金反射層。本專利技術制作方法的步驟6)中，所述P-pad的底部接置于所述第二層凹陷結構的平整底面上并與所述波浪紋側壁相咬合。本專利技術還提供一種具有粘附性電流阻擋層的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片至少包括藍寶石襯底；發光外延層，形成于所述藍寶石襯底的上表面，具有P-pad區及N區，且所述P-pad區具有一凹槽，且所述凹槽具有波浪紋側壁及平整底面，所述N區設置有N-pad ;電流阻擋層，形成于所述凹槽上，為一順應所述凹槽形狀的第一層凹陷結構，且所述第一層凹陷結構具有波浪紋側壁及平整底面，所述電流阻擋層為Al2O3材料；漫反射型反射層，形成于所述電流阻擋層上，為一順應所述第一層凹陷結構的第二層凹陷結構，且所述第二層凹陷結構具有波浪紋側壁及平整底面，所述第二層凹陷結構上設置有P-pad;以及透明導電層，形成于所述發光外延層及漫反射型反射層上，并外露出所述Ρ-pad及N區。在本專利技術的LED芯片中，所述發光外延層為P-GaN層。所述漫反射型反射層為單層漫反射型反射層結構或多層復合式漫反射型反射層結構。所述漫反射型反射層為單質金屬反射層或合金反射層。所述P-pad的底部接置于所述第二層凹陷結構的平整底面上并與所述波浪紋側壁相咬合。如上所述，本專利技術的LED芯片及其制作方法，具有以下有益技術效果—、米用Al2O3作為粘合劑，由于所述的Al2O3與金屬反射鏡(Al或者Ag或相關合金)之間粘附力很強，能夠保證較高溫(80攝氏度以上)蒸鍍的高反光電極不會脫落，進而克服了現有技術中采用SiO2作為電流阻擋層導致高反光電極易于脫落的缺點，且Al2O3能鋪滿整個P電極和P-GaN層之間的區域，避免了使用高反光電極時，為了增加粘附性只能在部分區域鋪設SiO2的缺點。二、所述Al2O3的絕緣性良好，完全能做為電流阻擋層，起到截斷P電極與P-GaN層之間電流的作用，提高了電流利用率。三、高反光電極對藍光具有很高反射率(> 90% )的特性有效地減少了 Cr/Au電極對藍光的吸收，同時因為金屬反射鏡是漫反射型反射鏡，能將射向金屬反射鏡的光向四面八方的各個方向反射至有效發光區，從而較大提高了芯片的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步驟：1)提供一藍寶石襯底，并于所述藍寶石襯底的上表面形成一發光外延層；2)于所述發光外延層上分別定義出P？pad區及N區，交替使用刻蝕氣體和鈍化氣體在所述P？pad區蝕刻出具有波浪紋側壁及平整底面的凹槽；3)于所述凹槽的表面蒸鍍一層Al2O3材料，使其形成順應該凹槽形狀的電流阻擋層，以使所述電流阻擋層形成為具有波浪紋側壁及平整底面的第一層凹陷結構；4)于所述電流阻擋層的表面蒸鍍一層順應該第一層凹陷結構的漫反射型反射層，以使所述漫反射型反射層形成為具有波浪紋側壁及平整底面的第二層凹陷結構；5)于所述發光外延層及漫反射型反射層上形成一透明導電層，并蝕刻所述透明導電層，以使所述第二層凹陷結構以及N區外露出所述透明導電層；以及6)于所述第二層凹陷結構上制作出P？pad，以及于所述N區上制作出N？pad。

【技術特征摘要】
1.一種具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法至少包括以下步驟 1)提供一藍寶石襯底，并于所述藍寶石襯底的上表面形成一發光外延層； 2)于所述發光外延層上分別定義出P-pad區及N區，交替使用刻蝕氣體和鈍化氣體在所述P-pad區蝕刻出具有波浪紋側壁及平整底面的凹槽； 3)于所述凹槽的表面蒸鍍一層Al2O3材料，使其形成順應該凹槽形狀的電流阻擋層，以使所述電流阻擋層形成為具有波浪紋側壁及平整底面的第一層凹陷結構； 4)于所述電流阻擋層的表面蒸鍍一層順應該第一層凹陷結構的漫反射型反射層，以使所述漫反射型反射層形成為具有波浪紋側壁及平整底面的第二層凹陷結構； 5)于所述發光外延層及漫反射型反射層上形成一透明導電層，并蝕刻所述透明導電層，以使所述第二層凹陷結構以及N區外露出所述透明導電層；以及 6)于所述第二層凹陷結構上制作出P-pad，以及于所述N區上制作出N-pad。2.根據權利要求I所述的具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，其特征在于所述漫反射型反射層為單層的漫反射型反射層結構或者多層的復合式漫反射型反射層結構。3.根據權利要求I所述的具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，其特征在于所述漫反射型反射層為單質金屬反射層或合金反射層。4.根據權利要求I所述的具有粘附性電流阻擋層的LED芯片的制作方法，其特征在于于...

【專利技術屬性】
技術研發人員：林宇杰，
申請(專利權)人：上海博恩世通光電股份有限公司，
類型：發明
國別省市：