[發明專利]LED芯片及其制作方法

在審

• 申請號: 201710750865.3
• 申請日: 2017-08-28
• 公開（公告）號: CN107527982A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 劉佳擎;李慶;陳立人
• 申請（專利權）人: 聚燦光電科技股份有限公司
• 主分類號: H01L33/50
• 分類號: H01L33/50;H01L33/58
• 代理公司: 蘇州威世朋知識產權代理事務所(普通合伙)32235
• 代理人: 楊林潔

技術領域

本發明涉及半導體芯片領域，尤其是一種LED芯片及其制作方法。

背景技術

發光二極管（Light-Emitting Diode，LED）是一種能發光的半導體電子元件。這種電子元件早在1962年出現，早期只能發出低光度的紅光，之后發展出其它單色光的版本，時至今日能發出的光已遍及可見光、紅外線以及紫外線，光度也提高到相當的光度。由于其具有節能、環保、安全、壽命長、低功耗、低熱、高亮度、防水、微型、防震、易調光、光束集中、維護簡便等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明等領域。

關于藍綠光色區的LED芯片，因目前傳統藍寶石襯底的藍綠光LED芯片，通過在藍寶石襯底上依次生長n-GaN、InGaN/AlGaN量子阱、p-GaN，為異質結外延結構，存在嚴重的自發極化和壓電極化，因此很難生長出波長單色性很好的高質量藍綠光外延，通常芯片的波長半波寬大于15nm+，發光光譜寬，發光效率低，尤其在封裝白光時，對應熒光粉的激發效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種LED芯片，該LED芯片可以實現藍綠光色區的芯片更高效率的單色出光。

本發明的目的還在于提供一種LED芯片的制作方法，該LED芯片的制作方法制作工藝簡單，制作出的LED芯片能夠實現藍綠光色區的芯片更高效率的單色出光。

為實現上述發明目的，本發明提供一種LED芯片，包括：襯底；成形在襯底上、且由N型半導體層、發光層和P型半導體層組成的外延層；分別與N型半導體層和P型半導體層電連接的N型電極和P型電極；所述LED芯片還包括在LED芯片背面位于所述襯底表面的光致發光膜層和/或濾光膜層，所述LED芯片與PCB基板電氣連接能夠實現光子從所述襯底端經由所述光致發光膜層和/或濾光膜層出射發光。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述LED芯片還包括位于所述P型半導體層表面的帶有反光作用的電流傳導膜層，所述P型電極位于所述電流傳導膜層上并通過電流傳導膜層與所述P型半導體層電連接。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述電流傳導膜層構造為反光TCL電流傳輸層。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述外延層上設有露出所述N型半導體層的N型半導體臺面，所述N型電極位于所述N型半導體臺面上。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述LED芯片背面位于所述襯底表面的為光致發光膜層，所述光致發光膜層的制成材料至少包括無機、有機或有機無機復合物。

本發明還提供了一種LED芯片的制作方法，所述制作方法包括以下步驟：

S1、提供一襯底；

S2、在所述襯底上外延生長形成N型半導體層、發光層和P型半導體層組成的外延層；

S3、刻蝕外延層形成N型半導體臺面；

S4、在外延層的P型半導體層上生長具有反光作用的電流傳導膜層；

S5、在電流傳導膜層上形成與P型半導體層電連接的P型電極，在N型臺面上形成與N型半導體層電連接的N型電極；

S6、在LED芯片背面的襯底表面形成光致發光膜層和/或濾光膜層。

作為本發明一實施方式的進一步改進，在所述步驟S3中，通過MESA刻蝕、ICP或者濕法腐蝕出所述N型半導體臺面。

作為本發明一實施方式的進一步改進，所述濕法腐蝕為使用KOH溶液或用H2SO4:H3PO4=3:1的溶液對外延層進行腐蝕。

作為本發明一實施方式的進一步改進，在所述步驟S4中，通過電子束蒸發、濺射或ALD中的一種或多種工藝在外延層的P型半導體層上生長具有反光作用的電流傳導膜層，通過光刻工藝，制作反光TCL電流傳輸層。

作為本發明一實施方式的進一步改進，在所述步驟S5中，通過電子束蒸發、濺射、ALD中的一種或多種工藝在電流傳導膜層和N型半導體臺面上生長導電金屬薄膜，通過光刻工藝，制作芯片電極層，從而形成與P型半導體層電連接的P型電極、與N型半導體層電連接的N型電極。

作為本發明一實施方式的進一步改進，在所述步驟S6中，通過物理氣相、化學氣相、溶膠-凝膠、涂敷、金屬有機化學氣相沉積中的一種或多種工藝在所述LED芯片背面襯底表面制備光致發光膜層，然后通過掩模、光刻、剝離、熱與激光轉印、激光剝離或印刷中的一種或多種工藝制作成圖形。

作為本發明一實施方式的進一步改進，在所述步驟S6之后，通過錫焊層將所述LED芯片與PCB基板上的金屬線路電氣連接，實現光子從襯底端經由所述光致發光膜出射發光。