[發明專利]一種LED芯片的PN臺階、LED芯片以及制作方法

有效

• 申請號: 201310408183.6
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103413875A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 魏天使;李忠武;何金霞
• 申請（專利權）人: 聚燦光電科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01L33/02
• 分類號: H01L33/02;H01L33/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮

技術領域

本發明涉及一種LED芯片的制造技術，具體涉及了一種LED芯片的PN臺階、LED芯片以及制作方法。

背景技術

常規的LED芯片的制作工藝主要為：首先在襯底（現有主要采用藍寶石材料）上依次沉積N型導電層、發光層以及P型導電層，其中，N型導電層、發光層以及P型導電層組成外延層（現有主要采用GaN材料），通過刻蝕（一般采用光刻）工藝在外延層上形成臺階（本文統一稱為PN臺階），該臺階使得外延層的部分N型導電層露出表面，即臺階的上臺階面為P型導電層，其下臺階面為N型導電層，上、下臺階面呈平行或基本平行；然后在PN臺階中的P型導電層上分別制作透明導電層和P型電極，以及在PN臺階中的N型導電層上制作N型電極，最后在PN臺階上生長覆蓋絕緣鈍化膜，僅將P型電極和N型電極露出，以確保LED芯片與外界隔絕，從而避免LED芯片的正向小電流電壓（也稱為開啟電壓）受到影響以及漏電，絕緣鈍化膜的材料一般為Si化合物，主要為二氧化硅，同時由于絕緣鈍化膜材料的折射率大于空氣，因而絕緣鈍化膜還能增加LED芯片的出光量，且不會影響其外觀和電學性能。

然而，請參見圖1所示，現有LED芯片外延層100中PN臺階100a的上臺階面110與下臺階面120之間的連接面（本文統稱為PN臺階側面130）與上臺階面110、下臺階面120相垂直或基本垂直，導致在后續進行覆蓋絕緣鈍化膜時無法在該PN臺階側面130良好地進行均勻覆蓋，因而覆蓋效果較差，導致絕緣鈍化膜的上述功能下降，即降低了LED芯片的出光效果，同時使得LED芯片的開啟電壓下降，因而漏電流增加。

因此，需要提出優化技術來對解決上述的技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種LED芯片的PN臺階、LED芯片以及制作方法，利于絕緣鈍化膜在LED芯片上的覆蓋效果，有效提高了LED芯片的開啟電壓，減少漏電流，同時還有效提高LED芯片的出光效率。

為了實現上述目的，本發明提供的技術方案如下：

一種LED芯片的PN臺階，所述LED芯片包括襯底和成形在所述襯底上的外延層，所述外延層依次包括N型導電層、發光層和P型導電層，所述外延層具有PN臺階，所述PN臺階上覆蓋有絕緣鈍化膜，所述PN臺階的上臺階面為P型導電層，其下臺階面為N型導電層，所述上臺階面與所述下臺階面之間連接形成PN臺階側面；

其中，所述PN臺階側面包括位于所述上臺階面的第一連接邊和位于所述下臺階面的第二連接邊，所述第二連接邊位于所述第一連接邊與所述下臺階面端部之間，且所述PN臺階側面為曲面或斜面。

優選地，所述曲面呈圓弧型形狀。

優選地，所述斜面的傾斜角度為30-60度。

優選地，所述斜面的傾斜角度為43-48度。

優選地，一種LED芯片，包括襯底，成形在所述襯底上、且由N型導電層、發光層和P型導電層組成的外延層，與所述N型導電層電連接的N型電極以及與所述P型導電層電連接的P型電極，所述外延層具有PN臺階，所述PN臺階上覆蓋有絕緣鈍化膜，其中，所述PN臺階采用如上所述的PN臺階。

優選地，所述襯底材料選自藍寶石、碳化硅、硅、砷化鎵、氮化鎵、氮化鋁和尖晶石中的任意一種；所述外延層材料選自AlN、GaN、AlGaN、InGaN、AlInGaN中的任意一種或幾種的結合。

優選地，一種如上所述的LED芯片的PN臺階的制作方法，其中，對外延層進行光刻工藝處理形成所述PN臺階。

優選地，所述光刻工藝的操作步驟包括：

a）、在外延層上制作光刻膠圖形層，其中，所述光刻膠圖形層表面面積小于其底面面積，且所述光刻膠圖形層的端面為曲面或斜面，得到具有光刻膠圖形層的外延層；

b）、對上述步驟a）得到的具有光刻膠圖形層的外延層進行干法或濕法刻蝕，其中，光刻膠圖形層與外延層的刻蝕選擇比為0.8:1-1.8:1；

c）、在外延層上形成所述PN臺階。

優選地，所述步驟a）具體包括：

a10）、在所述外延層上涂覆正性光刻膠，其厚度為2.5-3.5μm；

a20）、對所述正性光刻膠進行接近式曝光，掩膜板與正性光刻膠的距離為10-25μm，曝光量為75-85mj/cm²；

a30）、對曝光后的正性光刻膠顯影60-80s，所述外延層上形成所述光刻膠圖形層；

a40）、在100-160℃的溫度條件下硬烤20-60min，固化得到具有光刻膠圖形層的外延層。