[发明专利]一种侧壁和底部具有金属反射层的LED芯片结构及其制作方法

说明书

本发明涉及一种侧壁和底部具有金属反射层的LED芯片结构及其制作方法，其中制作方法包括：在衬底上沉积二氧化硅薄膜，利用光刻技术制备二氧化硅掩膜，在二氧化硅掩膜层上沉积金属反射层，接着依次生长缓冲层、N型半导体、有源层、P型半导体、绝缘层、金属反射层以及钝化层。采用光刻技术对外延片进行刻蚀至P型半导体层，制备透明导电层，接着采用光刻技术对外延片进一步刻蚀至N型半导体层，分别在N型半导体层和透明导电层上制备N型和P型电极。本发明兼顾目前的工艺生产流程，在常用LED器件结构中引入金属反射层，能够将常规LED不能利用的光线经多次反射后被利用，减小光线在衬底表面发生全反射的几率，进而提升LED芯片的发光效率。

技术领域：

本发明属于发光器件制造领域，具体涉及一种侧壁和底部具有金属反射层的LED芯片结构及其制作方法。

背景技术：

半导体发光二极管相对传统照明光源而言，具有体积小、响应快、使用寿命长、节能环保等优点，在室内外照明、大屏显示、背光、交通信号灯、汽车灯等各个领域都具有广泛的应用。

LED的电光效率取决于电流注入效率、内量子效率和光提取率的乘积。目前，一般较好的芯片的电流注入效率可达90％甚至更高，内量子效率也能达到70％左右，但由于GaN材料较高的折射率，使得大部分光子由于全反射的原因被束缚在芯片内部直至被材料吸收，无法有效地利用，导致LED的光提取率较低。从而影响LED电光效率的进一步提升。

因此，如何提升LED芯片的发光效率，一直是本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

发明内容：

本发明的目的是提供一种侧壁和底部具有金属反射层的LED芯片结构及其制作方法，在现有的工艺基础上就能实现该结构LED芯片的制备，并且能大幅度地提高光效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种侧壁和底部具有金属反射层的LED芯片结构制作流程和方法，包括如下步骤：

提供衬底，可选的，蓝宝石材料衬底；

在所述衬底的正面沉积SiO₂薄膜，并刻蚀形成凹槽结构；

在所述的凹形槽结构上依次沉积金属薄膜、缓冲层、N型半导体，有源层，P型半导体。优选的，所述金属薄膜为钛薄膜；

通过刻蚀的方法将上述外延片的金字塔结构刻蚀为柱状结构；

在上述柱状结构表面沉积一层金属氧化物绝缘层和钝化层，优选的，所述金属氧化物为Al₂O₃，钝化层为SiO₂。

将P型半导体表面的钝化层和金属氧化物绝缘层刻蚀除去，使得P型半导体裸露出来；

在P型半导体表面制备透明导电层，制备P型电极；

刻蚀除去边缘透明导电层、钝化层、缓冲层，在金属薄膜上制备N型电极。

附图说明

图1至图11是本发明LED芯片结构的制作方法一实施例中各个步骤的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种侧壁和底部具有金属反射层的LED芯片结构及其制作方法进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

首先请参考图1，提供衬底100，优选的，所述衬底材料为蓝宝石(Al₂O₃)衬底，但是本发明对所述衬底的材料并不进行限定，其材料也可以是硅片、尖晶石、碳化硅、砷化镓、氮化镓等其它衬底。