[發明專利]通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片及其制作工藝無效

申請號：	200810040634.4	申請日：	2008-07-16
公開（公告）號：	CN101369621A	公開（公告）日：	2009-02-18
發明（設計）人：	殷錄橋;張建華;馬可軍;李抒智;楊衛橋;郭延生	申請（專利權）人：	上海大學;上海半導體照明工程技術研究中心
主分類號：	H01L33/00	分類號：	H01L33/00
代理公司：	上海上大專利事務所（普通合伙）	代理人：	何文欣
地址：	200444***	國省代碼：	上海;31
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摘要：
搜索關鍵詞：	通過延伸電極減少遮擋提高效率發光二極管芯片及其制作工藝
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片及其制作工藝，通過將p型金屬pad延伸至非發光面部分上，從而減少對出光的遮擋，提高發光二極管的出光效率。

背景技術

第一只商用半導體二極管從上世紀60年代誕生，90年代第一只大功率發光二極管誕生，圍繞著如何提高發光二極管的出光效率，發光二極管的結構也經歷了無數的變化，如倒金字塔結構、倒裝結構等等，發光二極管的光效也從剛誕生時的5lm/W提高到了今天高于100lm/W。效率的不斷提高推動發光二極管進入了各大領域：交通信號燈、大屏幕背光源、甚至未來幾年的路燈等高端領域，發展之所以如此迅速是由于發光二極管具有壽命長、低功耗、綠色環保的優點。目前制約LED進入高端領域的發展瓶頸是出光效率及散熱，理論上發光二極管發光效率高達200lm/W，但是現在發光二極管的效率不到理論值的一半，一個重要原因就是一部分從激活區出來的光不能從發光二極管芯片內部提取出來，尤其是金屬電極的吸收、遮擋、除正上方方向之外方向光的多次折射等影響。芯片表面的金屬電極pad占發光面積接近1/3，大量有源層發出的光由于金屬pad的遮擋無法被提取，造成了耗電的同時不出光，從而造成發光二極管效率低。

發明內容

本發明的目的在于針對已有技術存在的缺陷，提供一種通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片及其制作工藝，提高發光二極管的出光效率。

為達到上述目的，本發明的構思是：針對當前LED存在的結構缺陷，金屬電極遮光較多，將p型金屬pad延伸至發光面外部，從而減少金屬pad對出光的遮擋，達到提高出光效率的目的。

本發明采用采用刻蝕技術將芯片四周以及一對角刻蝕掉并用光刻膠保護好一個角，采用絕緣材料填充其它刻蝕部分，填至與有源層上表面齊平后開始生長制作電流擴散層，如ITO電流擴散層或者鎳金電流擴展層或者p型ZnO電流擴散層，最后在被刻蝕掉的角對應于填充絕緣材料的透明電流擴展層上表面位置制作金屬電極pad，并在對應于填充絕緣材料的芯片四周的透明電流擴展層上制作金輔助電流擴展層(n型電極附近除外)，本發明是在原有結構的基礎上進行的結構創新，將p型金屬電極延伸至發光面外部的填充材料上，減少了金屬pad在發光面上表面對出光的遮擋，增加了出光總量，從而有利于發光二極管出光效率的提高。

根據上述的發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片，包括：p型電極pad、n型電極pad、發光有源層、襯底和透明電流擴展層在芯片四周有淀積的絕緣層與發光有源層齊平，在芯片四周除n型pad附近外，絕緣層上方有制作輔助電流擴展層，在輔助電流擴展層上制作p型金pad。

所述的通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片，透明電流擴展層為ITO電流擴展層或者鎳金電流擴展層或者p型氧化鋅電流擴展層；

一種制造根據權利要求1所述通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片的制作工藝，其特征在于工藝步驟如下：

1)在原有工藝下通過MOCVD等設備完成發光有源層的生長制作；

2)將相應尺寸芯片發光有源層四周以及一對對角刻蝕掉，深度刻蝕至襯底；

3)將刻蝕出的一對對角中的一個通過光刻膠保護起來，然后通過薄膜淀積技術，將刻蝕出的部分填充絕緣層至與發光有源層上表面齊平；

4)清洗發光有源層上表面的雜質后，制作透明電流擴展層；

5)在透明電流擴展層的上方相應的位置制作輔助電流擴展層以及p型金pad、n型金pad；

6)表面清洗以及雜質清除；

7)將圓片劃分成單個芯片。

上述的通過延伸電極減少出光遮擋提高出光效率的發光二極管芯片制作工藝的步驟5)中，p型金pad電極的位置對應于填充有填充體角位置上的透明電流擴展層上表面，輔助電流擴展層在四周填充好絕緣層的透明電流擴展層上方。