[發明專利]全角度側壁反射電極的LED芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 201410510064.6
• 申請日: 2014-09-28
• 公開（公告）號: CN104269471A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 徐慧文;張宇;李起鳴
• 申請（專利權）人: 映瑞光電科技（上海）有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/60;H01L33/58;H01L33/62
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及LED制造領域，尤其涉及一種全角度側壁反射電極的LED芯片及其制作方法。

背景技術

發光二極管(Light?Emitting?Diode，簡稱LED)是一種半導體發光器件，利用半導體P-N結電致發光原理制成。LED芯片具有能耗低，體積小、壽命長，穩定性好，響應快，發光波長穩定等好的光電性能，目前已經在照明、家電、顯示屏、指示燈等領域有廣泛的應用。

傳統的LED芯片制備工藝已經日漸成熟，并且LED芯片多以正裝平行結構為主。其光提取效率受兩個重要因素影響：一是金屬電極吸光；二是發光面積由于電極平臺(Mesa)蝕刻而造成的損失。

具體的，請參考圖1，圖1為現有技術中正裝LED芯片結構示意圖，所述結構包括：圖形化的藍寶石襯底10以及依次形成在圖形化的藍寶石襯底10上的N-GaN21、量子阱層22及P-GaN23。通常，正裝LED芯片在P-GaN23上形成P電極32，在形成N電極31時會先蝕刻形成Mesa，Mesa暴露出部分N-GaN21，接著在蝕刻出來的N-GaN21上沉積N電極31并實現與N-GaN21的歐姆接觸。這種方式會有如下兩方面的缺點：1)蝕刻過程會造成較大的發光面積損失，即刻蝕掉較大部分面積的量子阱層22；2)N電極31的側壁通常反射率較低，它會同時造成對LED芯片內部反射光及側向出光的吸收(如圖1中箭頭所示)。上述兩方面缺陷均會影響LED芯片的發光效率。

很多廠家使用反射率較高的金屬(如Ag、Al或Rh)作N電極31，以減少N電極31的吸光作用，從而提升LED芯片的出光效率。然而，綜合考慮N電極31的粘附能力與反射作用后，堆層金屬結構通常被用作此類反射電極。然而此類金屬電極的反射率仍然有限，且吸收側出光及發光面積損失的問題都難以解決。因此，有必要提出一種不損失發面積的LED芯片，以增加發光效率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種全角度側壁反射電極的LED芯片及其制作方法，能夠不損失發光面積，減少電極的側光吸收，提高LED芯片的發光效率。

為了實現上述目的，本發明提出了一種全角度側壁反射電極的LED芯片，包括：襯底、外延層、鈍化層、P電極和N電極，其中，所述外延層包括依次形成的N-GaN、量子阱層和P-GaN，所述N-GaN形成在所述襯底上，所述P-GaN和量子阱層的兩側壁設有斜坡，暴露出部分N-GaN，所述鈍化層形成在所述斜坡和P-GaN的表面，并設有圖案暴露出部分P-GaN，所述N電極形成在所述斜坡處的鈍化層及P-GaN表面的鈍化層上，并與所述N-GaN相連，所述P電極形成在所述鈍化層的表面，并與暴露出的P-GaN相連。

進一步的，在所述的全角度側壁反射電極的LED芯片中，還包括一透明導電薄膜，所述透明導電薄膜形成在所述鈍化層和P-GaN之間，圖案化的鈍化層暴露出所述透明導電薄膜。

進一步的，在所述的全角度側壁反射電極的LED芯片中，所述P電極包括P焊盤和所述P焊盤相連的P引線，所述P焊盤和P引線均形成在P-GaN表面的鈍化層上，并與所述透明導電薄膜相連。

進一步的，在所述的全角度側壁反射電極的LED芯片中，所述P電極包括P焊盤和所述P焊盤相連的P引線，所述P焊盤形成在P-GaN表面的鈍化層上，所述P引線形成在所述斜坡處的鈍化層及P-GaN表面的鈍化層上，并與所述透明導電薄膜相連。

進一步的，在所述的全角度側壁反射電極的LED芯片中，所述N電極包括N焊盤和所述N焊盤相連的N引線，所述N焊盤形成在P-GaN表面的鈍化層上，所述N引線形成在所述斜坡處的鈍化層及P-GaN表面的鈍化層上，并與所述N-GaN相連。

本發明還提出了一種全角度側壁反射電極的LED芯片的制作方法，包括步驟：

提供襯底；

在所述襯底上形成外延層，所述外延層依次包括N-GaN、量子阱層和P-GaN；

刻蝕所述量子阱層和P-GaN，形成斜坡，所述斜坡暴露出部分N-GaN；

在所述斜坡處及P-GaN的表面形成鈍化層，所述鈍化層設有圖案暴露出部分P-GaN；

在暴露出的P-GaN上形成P電極，在所述斜坡及P-GaN表面的鈍化層上形成N電極，所述N電極與暴露出的N-GaN相連。

進一步的，在所述的全角度側壁反射電極的LED芯片的制作方法中，在形成所述鈍化層之前，在所述P-GaN的表面形成一層透明導電薄膜，所述透明導電薄膜的材質為ITO、AZO或ZnO。