[发明专利]LED芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED领域，尤其涉及一种LED芯片及其制备方法。

背景技术

随着LED芯片行业的迅猛发展，市场对于芯片的要求也随之提高，除了光电参数外，外观也逐渐为客户所重视，并且外观不良的芯片可能出现漏电，可靠性下降等问题。

芯片切割工艺对芯片的外观有一定的影响，目前常用的芯片切割方法有正面切割技术和背面切割技术。由于正面切割芯片较背面切割芯片外观有着不可比拟的优势，所以正面切割技术越来越受到人们的关注。但正面切割过的侧壁灼烧严重，大大增加了侧壁吸光，从而导致光提取效率下降。

目前，传统的蓝宝石衬底GaN大功率芯片的主要品质特征参数为光的提取效率和可靠性，而且提取效率会对可靠性有很大影响，因此光的提取效率对大功率芯片的品质特性影响较大。光的提取效率一般可分为内量子效率和外量子效率：内量子效率是指将注入的电能转化为光能量的效率，目前已能达到70-80％，对于外延生长好的芯片其内量子效率甚至能达到90％；外量子效率是指将光能量从芯片中提取出来的效率，目前只有40-50％，仍然存在很大的改善空间。

导致外量子效率低的一个方面是因为在芯片上存在侧面光的损失，侧面光的损失主要有以下几个方面，一是正面激光切割导致侧壁灼伤层呈黑色，吸光严重；二是部分侧面光由芯片射出后由于射出角度的原因被固晶胶吸收转化为热能。

所以目前的LED大功率芯片制造厂商均以提高外量子效率为首要研发目标。近年来诞生了各种提高出光效率进而提高外量子效率的方法，比如进行芯片表面粗化技术，图形化衬底技术，以及背镀反射镜等，这些方法通过提高芯片正面的出光效率或是通过提高背面反射率来提高外量子效率。

发明内容

本发明不同于现有技术采用的方法，从提高侧面出光效率入手，在N型氮化镓层侧壁与衬底之间形成倒角，增加了侧面光从正面射出的几率，提高了芯片侧面的出光效率。

本发明提供的一种LED芯片，其结构自下而上依次为衬底、N型氮化镓层、有源层、P型氮镓层、透明电极，其特征在于，所述N型氮化镓层的侧壁与所述衬底之间形成倒角，倒角的角度在40°-70°范围内。优选地，倒角的角度为45°。

本发明还提供了制备上述芯片的方法，包括在所述衬底上生长N型氮化镓层、有源层以及P型氮镓层，形成晶片；然后对其进行ICP蚀刻，随后进行以下步骤：(1)在ICP蚀刻后形成的表面上生长保护层；(2)进行正面切割；(3)将步骤(2)切割后的晶片放入加热的浓磷酸与浓硫酸混合溶液中进行腐蚀，浓磷酸和浓硫酸的体积比为1∶3，加热的温度可以在270-300℃的范围内。经过以上步骤后，N型氮化镓层的侧面与衬底之间形成了倒角，所述倒角的角度在40°-70°范围内，优选得到的倒角为45°；(4)清洗去除上述保护层，进行透明电极，金属电极以及保护层的制作，制得芯片。

在本发明提供的具体实施方式中，在进行正面切割后，正面切割痕的宽度为8-10μm，切割深度为20-25μm。

在本发明提供的具体实施方式中，在步骤(1)中生长的保护层是二氧化硅保护层，其厚度大于

在本发明提供的具体实施方式中，进行ICP蚀刻时，蚀刻的深度为

根据本发明提供的方法以及根据该方法制得的芯片，提高了侧面的外量子效率并且改善了芯片外观。

附图说明

本发明的前述和其它方面在考虑以下结合附图的详细描述后将会显而易见，附图中相同的标号在整个说明书中是指相同部件，且其中：

图1本发明提供的芯片侧面腐蚀结构示意图。

图2本发明提供的制备方法的流程图。

图3为本发明提供的芯片侧面腐蚀后芯片侧面实际图。

图4为以点测机作为测量手段，得到的侧面腐蚀芯片与无侧面腐蚀芯片亮度对比图。

图5为积分球作为测量手段，得到的侧面腐蚀芯片与无侧面腐蚀芯片亮度对比图。

具体实施方式

下面将对本发明的发明目的、技术方案和有益效果作进一步详细的说明。

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对所要求的本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。