[发明专利]一种LED芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED制造技术领域，尤其涉及一种LED芯片及其制作方法。 

背景技术

绿色环保是现代照明发展的一个重要趋势，LED技术的诞生和发展正在引发第二次照明革命。与传统光源相比，LED具有寿命长、光效高、功耗低、体积小、自由集成等优势。在户外显示、景观照明、电视背光、室内照明等应用领域逐渐取代传统光源成为主流。目前，LED制造常用的衬底材料有蓝宝石、碳化硅(SiC)、硅(Si)等。这其中，蓝宝石衬底由于合适的价格、成熟的加工技术，LED制造业中得到了广泛的应用，占据了市场中大量的份额。 

LED芯片的结构通常包括：蓝宝石衬底、形成于蓝宝石衬底一面的外延结构以及形成于蓝宝石衬底另一面的反射层。由于外延结构具有较高的折射率n（n=2.2～2.4），LED芯片产生的光有相当一部分在出光面上发生全反射，并被限制在出光面和反射层形成的波导结构中，无法射出形成有效发光，影响了LED芯片的光析出率和工作效率。 

目前，业内研发各种技术手段来提高LED芯片的光析出率和工作效率，例如图形化衬底、外延层侧壁腐蚀、光子晶体等技术，但是仍难以满足要求。 

发明内容

本发明提供一种LED芯片及其制作方法，以提高LED芯片的光析出率和工作效率。 

为解决以上问题，本发明提供一种LED芯片的制造方法，包括： 

提供蓝宝石衬底，在所述蓝宝石衬底的一面形成外延层； 

在所述蓝宝石衬底的另一面上形成掩膜层，在所述外延层上形成保护层； 

进行光刻工艺，图形化所述掩膜层，在所述掩膜层中形成阵列排布的图形； 

以掩膜层为掩膜，进行湿法刻蚀工艺刻蚀所述蓝宝石衬底，形成阵列排布 的棱台； 

去除所述掩膜层和保护层，在所述蓝宝石衬底形成有棱台的一面上形成反射层。 

可选的，在形成所述外延层后，形成所述掩膜层和保护层之前，还包括将所述蓝宝石衬底减薄的步骤。 

可选的，利用研磨的方法对所述蓝宝石衬底减薄，减薄后的蓝宝石衬底的厚度为0.05mm-0.5mm。 

可选的，所述掩膜层和保护层材质为氧化硅或氮化硅。 

可选的，所述掩膜层和保护层的厚度至少为20nm。 

可选的，所述湿法刻蚀工艺的工艺温度大于100℃，工艺时间大于10分钟。 

可选的，所述湿法刻蚀工艺使用的刻蚀液为H₂SO₄溶液、H₃PO₄溶液、或硫酸和磷酸的混合溶液。 

可选的，所述湿法刻蚀工艺使用的刻蚀液为KOH溶液、NaOH溶液、或KOH溶液和NaOH溶液的混合溶液。 

可选的，所述反射层为Al、Ag、SiO₂/TiO_x薄膜或其中任意种组合的多层薄膜。 

本发明的另一面，提供一种上述的方法制造出的LED芯片，包括：蓝宝石衬底，形成于所述蓝宝石衬底的一面的外延层，形成于所述蓝宝石衬底的另一面的阵列排布的棱台，形成于所述蓝宝石衬底形成有棱台的一面上的反射层。 

本发明提供一种LED芯片及其制作方法，所述LED芯片的制造方法，在蓝宝石衬底的一面形成外延层，然后在蓝宝石衬底的另一面上形成阵列排布的棱台，之后在所述蓝宝石衬底形成有棱台的一面上形成反射层。在出光面发生全反射的光在棱台侧壁处的反射层上反射，改变了其在出光面上的入射角，光得以射出LED器件形成有效发光，从而提高LED芯片的光析出率和工作效率。 

附图说明

图1为本发明实施例的LED芯片的制造方法的流程图； 

图2、3、4A、5A、6A为本发明实施例的LED芯片的制造方法的各步骤的剖面结构示意图； 

图4B、5B、6B为发明实施例的LED芯片的制造方法的各步骤的仰视图。 

具体实施方式

在背景技术中已经提及，由于现有LED芯片产生的光有相当一部分因为全反射被限制在芯片内部无法射出形成有效发光，影响了LED芯片的光析出率和工作效率。 

为此，本发明提供一种LED芯片及其制作方法，在蓝宝石衬底的一面形成外延层，在所述蓝宝石衬底的另一面上形成阵列排布的棱台，并在所述蓝宝石衬底形成有棱台的一面上形成反射层。这样通过在反射层上的二次反射改变光在LED芯片表面的出射角度，降低全反射几率，从而达到提高光析出率的目的。