[發(fā)明專利]一種基于新型圖形化襯底的LED芯片及其制造方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211415780.7
• 申請(qǐng)日: 2022-11-11
• 公開（公告）號(hào): CN115763658A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 請(qǐng)求不公布姓名;陳傳國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 聚燦光電科技（宿遷）有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/20
• 分類號(hào): H01L33/20;H01L33/12;H01L33/00
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;占園

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于新型圖形化襯底的LED芯片及其制造方法，所述LED芯片包括氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底、緩沖層和LED結(jié)構(gòu)層，其中所述緩沖層外延生長(zhǎng)在氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底上，所述LED結(jié)構(gòu)層外延生長(zhǎng)在緩沖層上；所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底包括：氧化鋁層和氮氧化鋁圖形層；所述緩沖層包括：氮化鋁層和氮氧化硅層；所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底中的氧化鋁層由所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底中的所述氮氧化鋁層覆蓋；所述緩沖層覆蓋在所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底上，所述LED結(jié)構(gòu)層覆蓋在所述緩沖層上。本申請(qǐng)通過以上LED芯片及其制造方法極大的提高了芯片的電性良率，極大的減小了光效和ESD的損失。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED芯片技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于新型圖形化襯底的LED芯片及其制造方法。

背景技術(shù)

LED(Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，LED產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)并在人們的日常生活及生產(chǎn)中起到重要作用。行業(yè)內(nèi)主要采用MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapour Deposition，金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相沉積)法來制備LED的外延片，一般使用PSS襯底(Patterned SapphireSubstrate，圖形化藍(lán)寶石襯底)。在PSS襯底材料上生長(zhǎng)干法刻蝕用掩膜，并用標(biāo)準(zhǔn)的光刻工藝將掩膜刻出圖形，再利用ICP(inductively coupled plasma，電感耦合等離子體)刻蝕技術(shù)刻蝕藍(lán)寶石并去掉掩膜，在其上生長(zhǎng)GaN(氮化鎵)材料，使GaN材料的縱向外延變?yōu)闄M向外延。一方面可以有效減少GaN外延材料的位錯(cuò)密度，從而減小有源區(qū)的非輻射復(fù)合，減小反向漏電流，提高LED的壽命；另一方面有源區(qū)發(fā)出的光，經(jīng)GaN和藍(lán)寶石襯底界面的多次散射，改變了全反射光的出射角，增加了倒裝LED的光從藍(lán)寶石襯底出射的幾率，從而提高了光的提取效率。

LED市場(chǎng)趨于平穩(wěn)與常規(guī)制造化，針對(duì)高階尖端產(chǎn)品的需求日益迫切，尤其是高光效型產(chǎn)品。而圖形化襯底作為一種PSS襯底可以進(jìn)一步的提升LED的質(zhì)量，其主要可以解決LED制備過程中存在的晶格失配和熱失配等問題，進(jìn)一步的提高了出光效率及降低了能耗。

常規(guī)的圖形化襯底的結(jié)構(gòu)一般是Al2O3藍(lán)寶石材料作為基板，再透過ICP制程制作出圖形化襯底，這便導(dǎo)致了外延生長(zhǎng)GaN材料與Al2O3材料有更多缺陷和位錯(cuò)的生成，進(jìn)而導(dǎo)致LED上層的精細(xì)結(jié)構(gòu)晶格質(zhì)量差，大大損失光效和ESD、和IR等電性良率。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于新型圖形化襯底的LED芯片及其制造方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因外延生長(zhǎng)GaN材料與Al2O3材料有許多缺陷和位錯(cuò)，進(jìn)而導(dǎo)致LED上層的精細(xì)結(jié)構(gòu)晶格質(zhì)量差，使得光效和ESD的損失、和IR等電性良率低下的問題。

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N基于新型圖形化襯底的LED芯片，所述LED芯片包括：

氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底、緩沖層和LED結(jié)構(gòu)層，其中所述緩沖層外延生長(zhǎng)在氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底上，所述LED結(jié)構(gòu)層外延生長(zhǎng)在緩沖層上；

所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底包括：氧化鋁層和氮氧化鋁圖形層；

所述緩沖層包括：氮化鋁層和氮氧化硅層；

所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底中的氧化鋁層由所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底中的所述氮氧化鋁層覆蓋；

所述緩沖層覆蓋在所述氧化鋁氮氧化鋁圖形化襯底上，所述LED結(jié)構(gòu)層覆蓋在所述緩沖層上。

優(yōu)選的，所述氮氧化鋁圖形層包括：

與所述氧化鋁層直接連接的膜層，所述膜層厚度為0um-0.1um；

位于膜層上方的若干個(gè)圖形，所述圖形的底座寬度為2.0um-3.0um，所述圖形的高度為1.0um-2.9um，所述圖形之間間隔距離為0um-1.0um。