[发明专利]一种LED芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别地，涉及一种新型发光二极管芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(Light-Emitting Diode，简称LED)是一种将电能转化为光能的半导体电子器件。当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光。LED照明已广泛应用于家居、装饰、办公、招牌甚至路灯用途。

目前，发光二极管(LED)芯片的发光效率主要分为内量子效率和外量子效率，而由于GaN材料本身材料折射率原因，导致出光角度很小，目前，发光二极管(LED)芯片结构有正装结构，垂直结构和倒装焊结构，正装结构由于LED芯片的电流积聚效应，即电流主要集中在N、P电极之间的区域，而芯片的边缘区域电流分布很少，导致局部电流密度过大，热量过高，大大降低了芯片的使用效率和寿命。同时，在此区域电流密度最大，自然发光强度也最大，但此区域出射的光绝大部分会因为全反射的原因无法正常从芯片表面射出，会在芯片内部来回反射造成光的损失和热量的产生。

为了解决上述问题，行业内的普遍方法是在P型半导体层和P型电极之间直接镀上一层绝缘介质作电流阻挡层。这样虽然能够减少电极下方的电流比例，但N、P电极之间电流密度比边缘区域电流密度大的问题和电流密度集中区域出光角度的问题。

因此，研发一种具有高的热稳定性、电流扩散性好、出光效率高的发光二极管具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种新型LED芯片及其制作方法以解决上述问题。

本发明公开了一种LED芯片，一种LED芯片，其特征在于，包括：轴向依次设置的PSS衬底、缓冲层、N型半导体层、发光层、P型半导体层、透明导电层和保护层，其中，

在所述透明导电层上设有P电极，该P电极轴向延长至贯穿所述保护层，所述N型半导体层上设有N电极，在所述P电极和N电极之间设有轴向直至所述PSS衬底的凹槽，该凹槽的横截面为圆形、椭圆形或正多边形；

所述芯片中还设有切割道，该切割道内设有切割道深槽，所述切割道深槽位于所述N电极、P电极的横向延长线上，轴向延伸至所述PSS衬底；

所述切割道深槽和凹槽是采用电感耦合等离子体刻蚀的切割道深槽和凹槽，其中，所述刻蚀的工艺参数为：ICP功率为500W，RF功率为80W，腔体压力为5mtorr，BCl₃流量为10sccm，Cl₂流量为50sccm，刻蚀时间为25-45min；

所述透明导电层，是通过蒸发台或者溅射镀膜法镀在所述P型半导体层上，然后经过匀胶、软烤、曝光、显影以及坚膜后，用ITO蚀刻液腐蚀出图形，放入去胶液中浸泡15min，将所述芯片表面的光刻胶洗净，冲水甩干后得到的透明导电层；

所述P电极以及N电极，是分别通过蒸发台或者溅射镀膜法分别设置在所述透明导电层以及所述N型半导体层上，然后通过金属剥离的方法去除不需要部分的金属，放入去胶液中浸泡15min，将所述芯片表面的光刻胶洗净，冲水甩干后得到的P电极以及N电极；

所述保护层，是通过等离子体增强化学气相沉积法沉积出的保护层。

优选地，所述凹槽在横截面方向上最大宽度为5-20微米，该凹槽的轴向深度为5-10微米。

优选地，所述切割道深槽在横截面方向上的最大宽度为5-15微米，所述切割道深槽的轴线深度为5-10微米。

优选地，所述P电极和N电极均为反射电极结构，所述反射电极结构为镍/铝结构或镍/银结构，其连接线为金属线，其焊线为金。

优选地，所述透明导电层为氧化铟锡薄膜，所述保护层为二氧化硅保护层。

本发明还公开了一种LED芯片的制作方法，包括以下步骤：

制备芯片基体：沿轴线方向，依次将缓冲层设置在PPS衬底上、将N型半导体层设置在所述缓冲层上、将发光层设置在所述N型半导体层上、将P型半导体层设置在所述发光层上；

刻蚀切割道深槽和凹槽：采用电感耦合等离子体刻蚀切割道深槽和凹槽，所述刻蚀的工艺参数为：ICP功率为500W，RF功率为80W，腔体压力为5mtorr，BCl₃流量为10sccm，Cl₂流量为50sccm，刻蚀时间为25-45min；