[發明專利]具有導光柱的高壓LED芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 201210476252.2
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN103022298A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王洪;葉菲菲;黃華茂;吳躍鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L27/15;H01L33/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種具有導光柱的高壓LED芯片，其特征是通過光刻工藝，在高壓芯片每顆晶粒單元的側面形成具有傾斜角度的導光柱，導光柱的橫截面形狀是波浪形、三角形或半圓形的周期性結構。

2.根據權利要求1所述的具有導光柱的高壓LED芯片，其特征是所述每顆晶粒單元的側面具有正梯形底角的傾斜角度，正梯形的底角是30°-150°。

3.根據權利要求1所述的具有導光柱的高壓LED芯片，其特征是相鄰兩顆晶粒單元之間刻蝕有隔離槽，隔離槽的深度向下延伸至藍寶石層。

4.一種具有導光柱的高壓LED芯片的制備方法，其特征在于包括如下步驟：

（1）通過光刻工藝，利用感應耦合等離子（ICP）刻蝕約11000?-15000??深度，在每顆LED晶粒的表面刻蝕出N型GaN臺面，使每顆LED晶粒的N型GaN露出；

（2）在外延片的表面沉積厚度5000??-10000??的SiO₂保護層，并在SiO2層上面制作4μm-7μm的光刻膠保護層，以制備高壓LED芯片的隔離槽，同時在每顆小晶粒的側面制備導光柱結構；

（3）在外延片表面蒸鍍氧化銦錫（ITO）透明導電層，通過光刻工藝，采用化學蝕刻方法，僅保留P型GaN上的ITO透明導電層，用以提高電流在P型GaN表面分布的均勻性；之后，在外延片表面沉積厚度為2000??-7000??的SiO₂絕緣層，通過光刻、濕法刻蝕，在溝槽間電極連接處制作橋接絕緣層；

（4）通過光刻工藝，在所述P電極區和N電極區分別制作P電極和N電極，同時在橋接絕緣層上蒸鍍連接電極，使一顆LED晶粒的P電極與另一LED晶粒的N電極通過連接電極連接，多顆LED晶粒之間通過連接電極連接形成串聯電路，構成完整的高壓LED芯片。

5.根據權利要求4所述的具有導光柱的高壓LED芯片的制備方法，其特征在于步驟（2）中隔離槽和導光柱的制備具體包括：

首先通過光刻工藝在所述光刻膠保護層制備隔離槽圖案和導光柱圖案，導光柱圖案是分布在每個小晶粒邊緣的橫截面為波浪形、三角形或半圓形的周期性結構；再利用BOE溶液蝕刻SiO₂保護層，使小晶粒之間的GaN暴露，從而將隔離槽圖案和導光柱圖案轉移到SiO₂層；然后利用感應耦合等離子（ICP）刻蝕，將隔離槽圖案和導光柱圖案轉移到GaN層，其中，在ICP刻蝕過程中，通過調節刻蝕氣體BCl₃和Cl₂的比例，比例范圍在1：1~1：20，以形成每顆小晶粒的正梯形側面角度，從而制備具有側面傾斜角度的導光柱。