一種led芯片及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種LED芯片，包括：軸向依次設置的PSS襯底、緩沖層、N型半導體層、發(fā)光層、P型半導體層、透明導電層和保護層。本發(fā)明還提供一種LED芯片的制作方法。本發(fā)明中的芯片N、P電極之間設有直至PSS襯底的凹槽，通過凹槽的設計，在N、P電極之間形成了一些電流隔斷層，阻擋了電流在N、P電極之間聚集，能夠起到電流阻擋的作用，同時使電流橫向擴展到其他區(qū)域，減少了電流積聚，能夠使電流擴散更均勻，提高了LED芯片的熱穩(wěn)定性能的同時也能延長器件的使用壽命。
【專利說明】一種LED芯片及其制作方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及半導體【技術領域】，特別地，涉及一種新型發(fā)光二極管芯片及其制作方法。

【背景技術】
[0002]發(fā)光二極管(Light-Emitting D1de,簡稱LED)是一種將電能轉化為光能的半導體電子器件。當電流流過時，電子與空穴在其內復合而發(fā)出單色光。LED照明已廣泛應用于家居、裝飾、辦公、招牌甚至路燈用途。
[0003]目前，發(fā)光二極管(LED)芯片的發(fā)光效率主要分為內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，導致出光角度很小，目前，發(fā)光二極管(LED)芯片結構有正裝結構，垂直結構和倒裝焊結構，正裝結構由于LED芯片的電流積聚效應，即電流主要集中在N、P電極之間的區(qū)域，而芯片的邊緣區(qū)域電流分布很少，導致局部電流密度過大，熱量過高，大大降低了芯片的使用效率和壽命。同時，在此區(qū)域電流密度最大，自然發(fā)光強度也最大，但此區(qū)域出射的光絕大部分會因為全反射的原因無法正常從芯片表面射出，會在芯片內部來回反射造成光的損失和熱量的產生。
[0004]為了解決上述問題，行業(yè)內的普遍方法是在P型半導體層和P型電極之間直接鍍上一層絕緣介質作電流阻擋層。這樣雖然能夠減少電極下方的電流比例，但N、P電極之間電流密度比邊緣區(qū)域電流密度大的問題和電流密度集中區(qū)域出光角度的問題。
[0005]因此，研發(fā)一種具有高的熱穩(wěn)定性、電流擴散性好、出光效率高的發(fā)光二極管具有重要的意義。


【發(fā)明內容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明提供一種新型LED芯片及其制作方法以解決上述問題。
[0007]本發(fā)明公開了一種LED芯片，一種LED芯片，其特征在于，包括:軸向依次設置的PSS襯底、緩沖層、N型半導體層、發(fā)光層、P型半導體層、透明導電層和保護層，其中，
[0008]在所述透明導電層上設有P電極，該P電極軸向延長至貫穿所述保護層，所述N型半導體層上設有N電極，在所述P電極和N電極之間設有軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形；
[0009]所述芯片中還設有切割道，該切割道內設有切割道深槽，所述切割道深槽位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底；
[0010]所述切割道深槽和凹槽是采用電感耦合等離子體刻蝕的切割道深槽和凹槽，其中，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為1sccm, Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為25_45min ；
[0011]所述透明導電層，是通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的透明導電層；
[0012]所述P電極以及N電極，是分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，然后通過金屬剝離的方法去除不需要部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的P電極以及N電極；
[0013]所述保護層，是通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出的保護層。
[0014]優(yōu)選地，所述凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。
[0015]優(yōu)選地，所述切割道深槽在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，所述切割道深槽的軸線深度為5-10微米。
[0016]優(yōu)選地，所述P電極和N電極均為反射電極結構，所述反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金。
[0017]優(yōu)選地，所述透明導電層為氧化銦錫薄膜，所述保護層為二氧化硅保護層。
[0018]本發(fā)明還公開了一種LED芯片的制作方法，包括以下步驟:
[0019]制備芯片基體:沿軸線方向，依次將緩沖層設置在PPS襯底上、將N型半導體層設置在所述緩沖層上、將發(fā)光層設置在所述N型半導體層上、將P型半導體層設置在所述發(fā)光層上；
[0020]刻蝕切割道深槽和凹槽:采用電感耦合等離子體刻蝕切割道深槽和凹槽，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為SmtornBClr1^量為lOsccm，Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為25-45min ；
[0021]電感耦合等離子體刻蝕:清洗后，依次經過勻膠、軟烤、曝光、顯影、堅膜后采用電感耦合等離子體刻蝕形成芯片，所述刻蝕過程的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為5-lOmin，取出放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片體表面的光刻膠洗凈，沖水甩干；
[0022]制作透明導電層:將透明導電層通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干；
[0023]制作P電極以及N電極:將所述芯片經過勻膠、軟烤、曝光、硬烤以及顯影制作出圖形，將P電極以及N電極分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，通過金屬剝離的方法去除不需要金屬的部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干；
[0024]制作保護層:將所述芯片的外部通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出保護層，通過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后用BOE腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面上的光刻膠洗凈，沖水甩干，得到芯片產品；
[0025]其中，所述凹槽為設置在所述P電極和N電極之間，軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形；
[0026]所述切割道深槽為位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底。
[0027]優(yōu)選地，所述凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。
[0028]優(yōu)選地，所述切割道深槽在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，所述切割道深槽的軸線深度為5-10微米。
[0029]優(yōu)選地，所述P電極和N電極均為反射電極結構，所述反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金。
[0030]優(yōu)選地，所述透明導電層為氧化銦錫薄膜，所述保護層為二氧化硅保護層。
[0031]本發(fā)明提供的LED芯片，相比現有技術相比，達到了如下效果:
[0032](I)本發(fā)明中的芯片N、P電極之間設有直至PSS襯底的凹槽，通過凹槽的設計，在N、P電極之間形成了一些電流隔斷層，阻擋了電流在N、P電極之間聚集，能夠起到電流阻擋的作用，同時使電流橫向擴展到其他區(qū)域，減少了電流積聚，能夠使電流擴散更均勻，提高了 LED芯片的熱穩(wěn)定性能的同時也能延長器件的使用壽命。
[0033](2)由于深槽直達PSS襯底，降低了光從光密介質往光疏介質的折射率，由GaN變成了 Al2O3，折射率由2.3降低到1.77，增加了深槽邊緣的出光角度，使深槽邊緣傳導過來的光和下面反射上來的光更容易取出，增加了芯片的光效，同電流情況下，提高了 LED芯片的熱穩(wěn)定性能的同時也能延長器件的使用壽命。
[0034](3)由于表面沒有GaN(外延層)，背面DBR反射上來的光只經過藍寶石襯底，大大降低了表面的全反射，增加了出光效率。在切割道部分也設有直至PSS襯底的深槽，增加了邊緣的出光，由于表面沒有GaN 了，切割道下面DBR反射上來的光也只經過藍寶石襯底，降低了表面的全反射，增加了出光效率。
[0035](4)本發(fā)明中凹槽的橫截面的尺寸設置的盡量小，避免了發(fā)光區(qū)損失，結構設計合理，使得電流擴散均勻，整體熱穩(wěn)定性好。
[0036](5)本發(fā)明中P電極以及N電極的結構均采用反射電極結構，與現有的Cr/Pt/Au電極相比較，由于反射電極結構的鎳很薄，發(fā)光層發(fā)出的光發(fā)射到電極下面時，被下面的鎳吸收掉的很少，因此，光損失也少，使用本發(fā)明的結構后，光被反射出去的概率更高。
[0037](6)本發(fā)明中透明導電層采用氧化銦錫薄膜，提高了導電性能。
[0038](7)本發(fā)明中設置了襯底、緩沖層以及保護層，整體結構完整；保護層延長了芯片的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中:
[0040]圖1為現有技術的LED芯片剖面圖；
[0041]圖2為本發(fā)明實施例一、二或三所述的LED芯片剖面圖；
[0042]圖3為本發(fā)明實施例一、二或三所述的LED芯片俯視圖；
[0043]圖4為本發(fā)明實施例一、二或三所述的LED芯片制作方法流程圖；
[0044]圖5為圖4中LED芯片制作方法流程圖的細節(jié)圖。

【具體實施方式】
[0045]如在說明書及權利要求當中使用了某些詞匯來指稱特定組件。本領域技術人員應可理解，硬件制造商可能會用不同名詞來稱呼同一個組件。本說明書及權利要求并不以名稱的差異來作為區(qū)分組件的方式，而是以組件在功能上的差異來作為區(qū)分的準則。如在通篇說明書及權利要求當中所提及的“包含”為一開放式用語，故應解釋成“包含但不限定于”?！按笾隆笔侵冈诳山邮盏恼`差范圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差范圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。說明書后續(xù)描述為實施本申請的較佳實施方式，然所述描述乃以說明本申請的一般原則為目的，并非用以限定本申請的范圍。本申請的保護范圍當視所附權利要求所界定者為準。
[0046]實施例一
[0047]如圖2和圖3所示，本實施例提供了一種LED芯片，包括:軸向依次設置的PSS襯底1、緩沖層2、N型半導體層3、發(fā)光層4、P型半導體層5、透明導電層6和保護層7。
[0048]本發(fā)明中的PSS襯底I為圖形化藍寶石襯底。透明導電層6為氧化銦錫薄膜。保護層7為二氧化硅材質的保護層，當然這里不對保護層的材質不做具體限定。
[0049]在透明導電層6上設有P電極81，該P電極81軸向延長至貫穿保護層7，在N型半導體層3上設有N電極82，P電極81和N電極82均為反射電極結構，這里的反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金，本實施例中的反射電極為鎳/招結構。
[0050]在P電極81和N電極82之間設有軸向直至PSS襯底I的凹槽92，該凹槽92的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形，這里的凹槽立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對凹槽92的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中凹槽92的橫截面為圓形，直徑為5微米，凹槽92的軸向深度為5微米(即縱向深度)。
[0051]本發(fā)明提供的芯片中還設有切割道，該切割道內設有切割道深槽91，91切割道深槽位于所述N電極82、P電極81的橫向延長線上，軸向延伸至PSS襯底1，從圖2中可以看出，本實施例中的切割道深槽91從N電極82所在的N型半導體層3 —直延伸到PSS襯底I。切割道深槽91的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形，這里的切割道深槽91立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對切割道深槽91的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中切割道深槽91的橫截面積為圓形，立體結構為圓柱體，圓形的直徑5微米，切割道深槽91的軸線深度為5微米，即圓柱體的高度為5微米。
[0052]這里切割道深槽91和凹槽92是采用電感耦合等離子體刻蝕的切割道深槽91和凹槽92，其中，刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為25min ；
[0053]透明導電層6，是通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在P型半導體層5上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的透明導電層6 ；
[0054]P電極81以及N電極82，是分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在透明導電層6以及N型半導體層3上，然后通過金屬剝離的方法去除不需要部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的P電極81以及N電極82 ；
[0055]保護層7，是通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出的保護層7。
[0056]從圖2和圖3中可以看出設置了切割道后,將芯片分為了 a和b兩部分。
[0057]本實施例還提供了一種LED芯片的制作方法，如圖4和圖5所示，圖4為本發(fā)明一實施例的LED芯片制作方法的流程示意圖，包括以下步驟:
[0058]步驟201制備芯片基體:沿軸線方向，依次將緩沖層設置在PPS襯底上、將N型半導體層設置在所述緩沖層上、將發(fā)光層設置在所述N型半導體層上、將P型半導體層設置在所述發(fā)光層上。
[0059]本實施例中的透明導電層為氧化銦錫薄膜，保護層為二氧化硅保護層。
[0060]步驟202刻蝕切割道深槽和凹槽:采用電感耦合等離子體刻蝕切割道深槽和凹槽，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為10sCCm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為25min。切割道深槽和凹槽的位置是由光罩設計時確定，光罩畫好后，切割道深槽和凹槽的位置就已經確定了。
[0061]凹槽軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形；凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。本實施例中凹槽的立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對凹槽92的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中凹槽92的橫截面為圓形，直徑為5微米，凹槽92的軸向深度為5微米。
[0062]切割道深槽91在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，切割道深槽91的軸線深度為5-10微米。切割道深槽立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對切割道深槽91的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中切割道深槽91的橫截面積為圓形，立體結構為圓柱體，圓形的直徑5微米，切割道深槽91的軸線深度為5微米，即圓柱體的高度為5微米。
[0063]步驟203電感耦合等離子體刻蝕:清洗后，依次經過勻膠、軟烤、曝光、顯影、堅膜后采用電感耦合等離子體刻蝕形成芯片，在本步驟203電感耦合等離子體刻蝕中刻蝕過程的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為5，取出放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片體表面的光刻膠洗凈，沖水甩干。
[0064]步驟204制作透明導電層:將透明導電層通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，然后放入去膠液中浸泡15min，將芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干。
[0065]步驟205制作P電極以及N電極:將步驟204制作透明導電層的芯片經過勻膠、軟烤、曝光、硬烤以及顯影制作出圖形，將P電極以及N電極分別通過濺射鍍膜法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，通過金屬剝離的方法去除不需要金屬的部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min,將芯片表面的光刻膠洗凈,沖水甩干。
[0066]P電極和N電極安裝好后，步驟202刻蝕切割道深槽和凹槽中的凹槽恰好設置在所述P電極和N電極之間，切割道深槽恰好位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底。
[0067]P電極和N電極均為反射電極結構，反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金，本實施例中的反射電極結構為鎳/鋁結構。
[0068]步驟206制作保護層:將所述芯片的外部通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出保護層，通過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后用BOE腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面上的光刻膠洗凈，沖水甩干，得到芯片產品。
[0069]實施例二
[0070]如圖2和圖3所示，本實施例提供了一種LED芯片，包括:軸向依次設置的PSS襯底1、緩沖層2、N型半導體層3、發(fā)光層4、P型半導體層5、透明導電層6和保護層7。
[0071]本發(fā)明中的PSS襯底I為圖形化藍寶石襯底。透明導電層6為氧化銦錫薄膜。保護層7為二氧化硅材質的保護層，當然這里不對保護層的材質不做具體限定。
[0072]在透明導電層6上設有P電極81，該P電極81軸向延長至穿過保護層7，在N型半導體層3上設有N電極82，P電極81和N電極82均為反射電極結構，這里的反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金，本實施例中的反射電極為鎳/銀結構。
[0073]在P電極81和N電極82之間設有軸向直至PSS襯底I的凹槽92，該凹槽92的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形，這里的凹槽立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對凹槽92的形狀做具體限定，可以依具體情況而定。本實施例中凹槽92的橫截面為橢圓形，其長軸為20微米，凹槽92的軸向深度為10微米。
[0074]本發(fā)明提供的芯片中還設有切割道10，該切割道內設有切割道深槽91，91切割道深槽位于所述N電極82、P電極81的橫向延長線上，軸向延伸至PSS襯底I。切割道深槽91在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，切割道深槽91的軸線深度為5-10微米。從圖2中可以看出，本實施例中的切割道深槽91從N電極82所在的N型半導體層3—直延伸到PSS襯底I。切割道深槽91的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形，這里的切割道深槽91立體結構為柱體或棱柱體結構，這里不對切割道深槽91的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中切割道深槽91的橫截面積為橢圓形，立體結構為柱體，橢圓形的長軸為15微米，切割道深槽91的軸線深度為10微米，即圓柱體的高度為10微米。
[0075]這里切割道深槽91和凹槽92是采用電感耦合等離子體刻蝕的切割道深槽91和凹槽92，其中，刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為45min ；
[0076]透明導電層6，是通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在P型半導體層5上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的透明導電層6 ；
[0077]P電極81以及N電極82，是分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在透明導電層6以及N型半導體層3上，然后通過金屬剝離的方法去除不需要部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的P電極81以及N電極82 ；
[0078]保護層7，是通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出的保護層7。
[0079]從圖2和圖3中可以看出設置了切割道后,將芯片分為了 a和b兩部分。
[0080]本實施例還提供了一種LED芯片的制作方法，如圖4和圖5所示，圖4為本發(fā)明的LED芯片制作方法的流程示意圖，包括以下步驟:
[0081]步驟201制備芯片基體:沿軸線方向，依次將緩沖層設置在PPS襯底上、將N型半導體層設置在所述緩沖層上、將發(fā)光層設置在所述N型半導體層上、將P型半導體層設置在所述發(fā)光層上。
[0082]本發(fā)明中的PSS襯底為圖形化藍寶石襯底，透明導電層為氧化銦錫薄膜，保護層為二氧化硅保護層。
[0083]步驟202刻蝕切割道深槽和凹槽:采用電感耦合等離子體刻蝕切割道深槽和凹槽，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為10sCCm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為45min。切割道深槽和凹槽的位置是由光罩設計時確定，光罩畫好后，切割道深槽和凹槽的位置就已經確定了。
[0084]凹槽軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形；凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。本實施例中凹槽的立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對凹槽92的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中凹槽92的橫截面為橢圓形，長軸為20微米，凹槽92的軸向深度為10微米。
[0085]切割道深槽91在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，切割道深槽91的軸線深度為5-10微米。切割道深槽立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對切割道深槽91的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中切割道深槽91的橫截面積為橢圓形，立體結構為柱體，橢圓形的長軸為15微米，切割道深槽91的軸線深度為10微米，即圓柱體的高度為10微米。
[0086]步驟203電感耦合等離子體刻蝕:清洗后，依次經過勻膠、軟烤、曝光、顯影、堅膜后采用電感耦合等離子體刻蝕形成芯片，在本步驟203電感耦合等離子體刻蝕中刻蝕過程的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為lOmin，取出放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片體表面的光刻膠洗凈，沖水甩干。
[0087]步驟204制作透明導電層:將透明導電層通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，然后放入去膠液中浸泡15min，將芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干。
[0088]步驟205制作P電極以及N電極:將步驟204制作透明導電層的芯片經過勻膠、軟烤、曝光、硬烤以及顯影制作出圖形，將P電極以及N電極分別通過蒸發(fā)臺法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，通過金屬剝離的方法去除不需要金屬的部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min,將芯片表面的光刻膠洗凈,沖水甩干。
[0089]P電極和N電極安裝好后，步驟202刻蝕切割道深槽和凹槽中的凹槽恰好設置在所述P電極和N電極之間，切割道深槽恰好位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底。
[0090]P電極和N電極均為反射電極結構，反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金，本實施例中的反射電極結構為鎳/銀結構。
[0091]步驟206制作保護層:將所述芯片的外部通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出保護層，通過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后用BOE腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面上的光刻膠洗凈，沖水甩干，得到芯片產品。
[0092]實施例三
[0093]如圖2和圖3所示，本實施例提供了一種LED芯片，包括:軸向依次設置的PSS襯底1、緩沖層2、N型半導體層3、發(fā)光層4、P型半導體層5、透明導電層6和保護層7。
[0094]本發(fā)明中的PSS襯底I為圖形化藍寶石襯底。透明導電層6為氧化銦錫薄膜。保護層7為二氧化硅材質的保護層，當然這里不對保護層的材質不做具體限定。
[0095]在透明導電層6上設有P電極81，該P電極81軸向延長至貫穿保護層7，在N型半導體層3上設有N電極82，P電極81和N電極82均為反射電極結構，這里的反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金，本實施例中的反射電極為鎳/招結構。
[0096]在P電極81和N電極82之間設有軸向直至PSS襯底I的凹槽92，該凹槽92的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形，這里的凹槽立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對凹槽92的形狀做具體限定，可以依具體情況而定。凹槽92在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，凹槽92的軸向深度為5-10微米，本實施例中凹槽92的橫截面為正方形，對角線長度為10微米，凹槽92的軸向深度為8微米(即縱向深度)。
[0097]本發(fā)明提供的芯片中還設有切割道10，該切割道內設有切割道深槽91，91切割道深槽位于所述N電極82、P電極81的橫向延長線上，軸向延伸至PSS襯底I。切割道深槽91的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形，這里的切割道深槽91立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對切割道深槽91的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中切割道深槽91的橫截面積為正方形，立體結構為柱體，正方形的對角線為10微米，即切割道深槽91在橫截面方向上的最大寬度為10微米。切割道深槽91的軸線深度為8微米。
[0098]這里切割道深槽91和凹槽92是采用電感耦合等離子體刻蝕的切割道深槽91和凹槽92，其中，刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為35min ；
[0099]透明導電層6，是通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在P型半導體層5上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的透明導電層6 ；
[0100]P電極81以及N電極82，是分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在透明導電層6以及N型半導體層3上，然后通過金屬剝離的方法去除不需要部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的P電極81以及N電極82 ；
[0101]保護層7，是通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出的保護層7。
[0102]從圖2和圖3中可以看出設置了切割道后,將芯片分為了 a和b兩部分。
[0103]本實施例還提供了一種LED芯片的制作方法，如圖4和圖5所示，圖4為本實施例的LED芯片制作方法的流程示意圖，包括以下步驟:
[0104]步驟201制備芯片基體:沿軸線方向，依次將緩沖層設置在PPS襯底上、將N型半導體層設置在所述緩沖層上、將發(fā)光層設置在所述N型半導體層上、將P型半導體層設置在所述發(fā)光層上。
[0105]本發(fā)明中的PSS襯底為圖形化藍寶石襯底，透明導電層為氧化銦錫薄膜，保護層為二氧化硅保護層。
[0106]步驟202刻蝕切割道深槽和凹槽:采用電感耦合等離子體刻蝕切割道深槽和凹槽，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為10sCCm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為35min。切割道深槽和凹槽的位置是由光罩設計時確定，光罩畫好后，切割道深槽和凹槽的位置就已經確定了。
[0107]凹槽軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形；凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。本實施例中凹槽的立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對凹槽92的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中凹槽92的橫截面為正方形，對角線長度為10微米，凹槽92的軸向深度為8微米(即縱向深度)。
[0108]切割道深槽91在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，切割道深槽91的軸線深度為5-10微米。切割道深槽立體結構為圓柱體或棱柱體結構，這里不對切割道深槽91的形狀做具體限定，可以依具體情況而定，本實施例中切割道深槽91的橫截面積為正方形，立體結構為柱體，正方形的對角線為10微米，即切割道深槽91在橫截面方向上的最大寬度為10微米。切割道深槽91的軸線深度為8微米。
[0109]步驟203電感耦合等離子體刻蝕:清洗后，依次經過勻膠、軟烤、曝光、顯影、堅膜后采用電感耦合等離子體刻蝕形成芯片，在本步驟203電感耦合等離子體刻蝕中刻蝕過程的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為8min，取出放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片體表面的光刻膠洗凈，沖水甩干。
[0110]步驟204制作透明導電層:將透明導電層通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，然后放入去膠液中浸泡15min，將芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干。
[0111]步驟205制作P電極以及N電極:將步驟204制作透明導電層的芯片經過勻膠、軟烤、曝光、硬烤以及顯影制作出圖形，將P電極以及N電極分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，通過金屬剝離的方法去除不需要金屬的部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min,將芯片表面的光刻膠洗凈,沖水甩干。
[0112]P電極和N電極安裝好后，步驟202刻蝕切割道深槽和凹槽中的凹槽恰好設置在所述P電極和N電極之間，切割道深槽恰好位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底。
[0113]P電極和N電極均為反射電極結構，反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金，本實施例中的反射電極結構為鎳/銀結構。
[0114]步驟206制作保護層:將所述芯片的外部通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出保護層，通過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后用BOE腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面上的光刻膠洗凈，沖水甩干，得到芯片產品。
[0115]本申請制作的LED芯片，相比現有技術相比，達到如下效果:
[0116](I)本發(fā)明中的芯片N、P電極之間設有直至PSS襯底的凹槽，通過凹槽的設計，在N、P電極之間形成了一些電流隔斷層，阻擋了電流在N、P電極之間聚集，能夠起到電流阻擋的作用，同時使電流橫向擴展到其他區(qū)域，減少了電流積聚，能夠使電流擴散更均勻，提高了 LED芯片的熱穩(wěn)定性能的同時也能延長器件的使用壽命。
[0117](2)由于深槽直達PSS襯底，降低了光從光密介質往光疏介質的折射率，由GaN變成了 Al2O3，折射率由2.3降低到1.77，增加了深槽邊緣的出光角度，使深槽邊緣傳導過來的光和下面反射上來的光更容易取出，增加了芯片的光效，同電流情況下，提高了 LED芯片的熱穩(wěn)定性能的同時也能延長器件的使用壽命。
[0118](3)由于表面沒有GaN (外延層)，背面DBR反射上來的光只經過藍寶石襯底，大大降低了表面的全反射，增加了出光效率。在切割道部分也設有直至PSS襯底的深槽，增加了邊緣的出光，由于表面沒有GaN 了，切割道下面DBR反射上來的光也只經過藍寶石襯底，降低了表面的全反射，增加了出光效率。
[0119](2)本發(fā)明中凹槽的橫截面的尺寸設置的盡量小，避免了發(fā)光區(qū)損失，結構設計合理，使得電流擴散均勻，整體熱穩(wěn)定性好。
[0120](3)本發(fā)明中P電極以及N電極的結構均采用反射電極結構，與現有的Cr/Pt/Au電極相比較，由于反射電極結構的鎳很薄，發(fā)光層發(fā)出的光發(fā)射到電極下面時，被下面的鎳吸收掉的很少，因此，光損失也少，使用本發(fā)明的結構后，光被反射出去的概率更高。
[0121](4)本發(fā)明中透明導電層采用氧化銦錫薄膜，提高了導電性能。
[0122](5)本發(fā)明中設置了襯底、緩沖層以及保護層，整體結構完整；保護層延長了芯片的使用壽命。
[0123]還需要說明的是，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、商品或者系統(tǒng)不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、商品或者系統(tǒng)所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、商品或者系統(tǒng)中還存在另外的相同要素。
[0124]本領域技術人員應明白，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)或計算機程序產品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例或結合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限于磁盤存儲器、CD-ROM、光學存儲器等)上實施的計算機程序產品的形式。
[0125]以上所述僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請。對于本領域技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權利要求范圍之內。
【權利要求】
1.一種LED芯片，其特征在于，包括:軸向依次設置的PSS襯底、緩沖層、N型半導體層、發(fā)光層、P型半導體層、透明導電層和保護層，其中， 在所述透明導電層上設有P電極，該P電極軸向延長至貫穿所述保護層，所述N型半導體層上設有N電極，在所述P電極和N電極之間設有軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形； 所述芯片中還設有切割道，該切割道內設有切割道深槽，所述切割道深槽位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底， 所述切割道深槽和凹槽是采用電感耦合等離子體刻蝕的切割道深槽和凹槽，其中，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為1sccm, Cl2 流量為 50sccm,刻蝕時間為 25_45min ； 所述透明導電層，是通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的透明導電層； 所述P電極以及N電極，是分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，然后通過金屬剝離的方法去除不需要部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干后得到的P電極以及N電極；所述保護層，是通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出的保護層。
2.如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。
3.如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述切割道深槽在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，所述切割道深槽的軸線深度為5-10微米。
4.如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述P電極和N電極均為反射電極結構，所述反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金。
5.如權利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述透明導電層為氧化銦錫薄膜，所述保護層為二氧化硅保護層。
6.一種LED芯片的制作方法，其特征在于，包括以下步驟: 沿軸線方向，依次將緩沖層設置在PPS襯底上、將N型半導體層設置在所述緩沖層上、將發(fā)光層設置在所述N型半導體層上、將P型半導體層設置在所述發(fā)光層上； 采用電感耦合等離子體刻蝕切割道深槽和凹槽，所述刻蝕的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BC13流量為lOsccm，Cl2流量為50sccm，刻蝕時間為 25-45min ； 清洗后，依次經過勻膠、軟烤、曝光、顯影、堅膜后采用電感耦合等離子體刻蝕形成芯片，所述刻蝕過程的工藝參數為:ICP功率為500W，RF功率為80W，腔體壓力為5mtorr，BCl3流量為lOsccm，Cl2流量為50SCCm，刻蝕時間為5-lOmin，取出放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片體表面的光刻膠洗凈，沖水甩干； 將透明導電層通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法鍍在所述P型半導體層上，然后經過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后，用ITO蝕刻液腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干； 將所述芯片經過勻膠、軟烤、曝光、硬烤以及顯影制作出圖形，將P電極以及N電極分別通過蒸發(fā)臺或者濺射鍍膜法分別設置在所述透明導電層以及所述N型半導體層上，通過金屬剝離的方法去除不需要金屬的部分的金屬，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面的光刻膠洗凈，沖水甩干； 將所述芯片的外部通過等離子體增強化學氣相沉積法沉積出保護層，通過勻膠、軟烤、曝光、顯影以及堅膜后用BOE腐蝕出圖形，放入去膠液中浸泡15min，將所述芯片表面上的光刻膠洗凈，沖水甩干，得到芯片產品； 其中，所述凹槽為設置在所述P電極和N電極之間，軸向直至所述PSS襯底的凹槽，該凹槽的橫截面為圓形、橢圓形或正多邊形； 所述切割道深槽為位于所述N電極、P電極的橫向延長線上，軸向延伸至所述PSS襯底。
7.如權利要求6所述的LED芯片制作方法，其特征在于，所述凹槽在橫截面方向上最大寬度為5-20微米，該凹槽的軸向深度為5-10微米。
8.如權利要求6所述的LED芯片制作方法，其特征在于，所述切割道深槽在橫截面方向上的最大寬度為5-15微米，所述切割道深槽的軸線深度為5-10微米。
9.如權利要求6所述的LED芯片制作方法，其特征在于，所述P電極和N電極均為反射電極結構，所述反射電極結構為鎳/鋁結構或鎳/銀結構，其連接線為金屬線，其焊線為金。
10.如權利要求6所述的LED芯片制作方法，其特征在于，所述透明導電層為氧化銦錫薄膜，所述保護層為二氧化硅保護層。
【文檔編號】H01L33/44GK104393135SQ201410657876
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月18日 優(yōu)先權日:2014年11月18日
【發(fā)明者】何鵬, 付宏威 申請人:湘能華磊光電股份有限公司