[發明專利]一種背面電流阻擋層的LED芯片及制備方法

無效

• 申請號: 201611181453.4
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN108231959A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 陳康;劉琦;閆寶華;湯福國;李曉明
• 申請（專利權）人: 山東浪潮華光光電子股份有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/14
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所 37224
• 代理人: 王書剛

一種背面電流阻擋層的LED芯片及其制備方法，該LED芯片包括外延層，外延層的正面設置有電極，外延層的背面設置有背金，外延層與背金之間設置有背面電流阻擋層，形成自上而下正面電極、外延層、背面阻擋層和背金的結構；其制備方法包括以下步驟：（1）對外延層的背面減薄；（2）在外延層的背面光刻出背面挖洞圖形；（3）制備出背面空洞；（4）在整個外延層背面制備絕緣層；（5）對外延層的背面進行二次微減薄，背面空洞區域內的絕緣層作為背面電流阻擋層；（6）在外延層的正面蒸鍍金屬；（7）制備出正面電極；（8）在外延層的背面蒸鍍一層ITO；（9）蒸鍍背金；（10）合金。本發明能夠有效提高電流擴展，提高LED芯片光電轉換效率。

技術領域

本發明涉及一種LED(發光二極管)芯片的設計及其制備方法，尤其涉及一種背面電路阻擋層的芯片設計及其制備方法，屬于發光二極管制造技術領域。

背景技術

隨著MOCVD的技術成熟和廣泛應用，LED目前已經廣泛應用，尤其是在顯示屏、亮化和照明市場占據著及其重要的位置。人們對LED的光電轉換效率也越來越關注，國家也頒布的相應的用于電器的節能標準。人們也針對如何提高LED的出光效率提出了諸多提升方法。比如表面粗化技術、剝離與透明襯底技術、改變芯片的形狀等。

目前的LED芯片設計，電極下的電流密度是最大的，但是因為電極的遮擋發光，電流不能有效利用，致使電流密度最大的有源區發光后，不能有效提取出來。電極下的大電流密度，雖不能對光提取效率做出貢獻，但會影響其他區域的電流利用效率，同時電極下的有源區因為大電流密度的長期使用，在惡劣條件下對LED的可靠性和壽命均會產生不利影響。

CN102903802A公開的具有DBR型電流阻擋層的LED芯片及其制作方法、CN105514226A公開的《一種具有電流阻擋層的發光二極管及其制作方法》以及CN103066175A公開的《一種具有電流阻擋層的發光二極管及其制備方法》都是在外延層正面設置電流阻擋層。

發明內容

本發明針對現有LED芯片結構存在的不足，提出一種能夠提高電流擴展和光電轉換效率的背面電流阻擋層的LED芯片，同時提供一種該背面電流阻擋層LED芯片的制備方法。

本發明的背面電流阻擋層的LED芯片，包括外延層，外延層的正面設置有電極，外延層的背面設置有背金，外延層與背金之間設置有背面電流阻擋層，形成自上而下正面電極、外延層、背面阻擋層和背金的結構。

上述背面電流阻擋層的LED芯片的制備方法，包括以下步驟：

(1)對外延層的背面減薄；

所述步驟(1)中的減薄厚度100-300微米。

(2)在外延層的背面進行光刻，光刻出背面挖洞圖形，該背面挖洞圖形作為背面電流阻擋層所在的區域；

背面圖形可以為圓形、矩形、多邊形，但是不僅限于這些形狀。

(3)對光刻出的背面圖形腐蝕挖洞，制備出背面空洞；

所述步驟(3)中腐蝕所用的腐蝕液為雙氧水與氨水按體積比1:1-1:10配制的混合液，或者是磷酸與雙氧水按體積比1:1-1:10配制的混合液，或者是硫酸與雙氧水按體積比1:1-1:10配制的混合液，或者是王水。

所述步驟(3)中的腐蝕時間為10s-300s。

所述步驟(3)中制備出的背面空洞的深度為0.1-2μm。

(4)在整個外延層背面制備絕緣層；

所述步驟(4)中的絕緣層厚度為1-5μm。

絕緣層可以選擇二氧化硅、氮化硅、環氧樹脂或絕緣玻璃膠等，以上材料可以采用PECVD的方法生長，也可以采用粉末調配后涂覆。