发光二极管芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种发光二极管芯片及其制作方法，其具有发光外延叠层，至少依次包括第一半导体层、发光层及其第二半导体层，将第二半导体层设置成侧壁倾斜结构或具有倾斜侧边的凸起结构，然后在其顶面上披覆透明导电层，并延伸至其倾斜侧壁/侧边上，可以增加透明导电层与倾斜侧壁/侧边的接触面积，相对于常规平面结构而言其接触面积有效增加，如此有助于降低发光二极管操作电压。此外，外延叠层中的发光层辐射出光线遇上侧壁倾斜结构的金属延伸电极（透明导电层），将依照入射‑反射原理，将光线反射至侧壁,如此增加LED组件出光率。

Light emitting diode chip and manufacturing method thereof

The present invention provides a light emitting diode chip and its manufacturing method, which has LED epitaxial layer stack comprises at least a first semiconductor layer, a light-emitting layer and a second semiconductor layer and the second semiconductor layer disposed side wall inclined structure or has a convex structure inclined side, and then cover the transparent conductive layer covered on the top. It extends to the inclined side wall / side and contact area increases transparent conductive layer and inclined side wall / side, compared with the conventional planar structure of the contact area increases, this helps to reduce the operating voltage of the light emitting diode. In addition, the light-emitting layer epitaxial lamination in a light radiation in the upper side wall inclined structure metal extension electrode (transparent conductive layer), will be in accordance with the principle of incident, the light reflected to the side wall, thus increasing LED component light rate.

【技术实现步骤摘要】
发光二极管芯片及其制作方法
本专利技术涉及一种发光二极管芯片，更具体地是一种具有斜角度延伸电极的发光二极管芯片结构及其制作方法。
技术介绍
发光二极管（lightemittingdiode，简称LED）是一种PN接面处于正偏压情况下将电能转换成光能的半导体二极管。近年来，发光二极管得到了广泛的应用，在各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域起着越来越重要的作用。典型的发光二极管结构可包括n型电极与n型层、基板、多重或单一量子阱区、p型层与p型电极。加上正偏压后，量子阱区产生的光线在经过多次全反射后，大部分都被半导体材料或者基板吸收，使得LED内部的吸收损失变更大，大幅降低组件的光萃取率。所以对于这种传统的LED结构而言，即使内部的光电转化效率很高，它的外量子效率也不会很高。当前有很多种方法来提高LED出光的提取效率，如加厚窗口层、表面粗化、透明衬底、倒金字塔结构等。
技术实现思路
本专利技术提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，其可以增加电极与外延叠层的欧姆接触区域，降低顺向工作电压，并有效地提高器件的取光效率。根据专利技术的第一个方面，一种发光二极管芯片，包括：一第一半导体层，具有一第一区域及一第二区域；一发光层，形成于所述第一半导体层的第一区域上；一第二半导体层，形成于所述发光层上，其具有一顶面、一底面和一倾斜侧壁，所述倾斜侧壁与第二半导体层内侧的底面形成一锐角；一透明导电层，形成于部分所述第二半导体层的顶面并延伸至所述第二半导体层的倾斜侧壁上；一第一电极和一第二电极分别形成于所述第一半导体层的第二区域上和透明导电层上。根据专利技术的第二个方面，一种发光二极管芯片，包括：一第一半导体层；一发光层，形成于所述第一半导体层上；一第二半导体层，形成于所述发光层上，其具有若干个凸起，且所述凸起具有一顶面、一底面和至少一倾斜侧边，所述倾斜侧边与底面内侧形成一锐角；一透明导电层，形成于部分所述凸起的顶面并延伸至所述凸起的倾斜侧边上；一电极形成于所述透明导电层上。根据专利技术的第三个方面，一种发光二极管芯片的制作方法，包括：提供一基板；在所述基板上形成发光外延叠层，其至少包含一第一半导体层、一发光层和一第二半导体层，其中所述第一半导体层，具有一第一区域及一第二区域；通过蚀刻工艺，从所述第二半导体的表面向下蚀刻至第一半导体层，使得部分第一半导体层裸露出来，即第二区域裸露出来，而发光层位于所述第一半导体层的第一区域上；通过蚀刻工艺或者激光切割或者钻刀切割或前述任意组合之一，使得所述第二半导体形成一倾斜侧壁，所述倾斜侧壁与第二半导体层内侧的底面形成一锐角；在部分所述第二半导体层的顶面沉积透明导电层并延伸至所述第二半导体层的倾斜侧壁上；分别在所述第一半导体层的第二区域上和透明导电层上制作第一电极和第二电极。根据专利技术的第四个方面，一种发光二极管芯片的制作方法，包括：提供一基板；在所述基板上形成发光外延叠层，其至少包含一第一半导体层、一发光层和一第二半导体层；通过蚀刻工艺或者激光切割或者钻刀切割或前述任意组合之一，在所述第二半导体层上形成具有若干个凸起，并使得所述凸起具有一顶面、一底面和至少一倾斜侧边，即所述倾斜侧边与底面内侧形成一锐角；至少在所述部分凸起的顶面形成透明导电层并延伸至所述凸起的倾斜侧边上；在所述透明导电层上制作电极。在一些实施例中，定义夹在所述凸起之间的区域为沟道，还在所述沟道上形成透明导电层。在一些实施例中，在形成发光外延叠层之前，还可以先在基板上形成缓冲层。在一些实施例中，所述锐角优选介于15~75°之间。在一些实施例中，所述透明导电层可以选用诸如AuZn、AuBe、CrAu等可与半导体成欧姆接触之金属电极，也可以选用如ITO、IZO、GZO等非金属电极。在一些实施例中，所述透明导电层延伸至第二半导体层的倾斜侧壁或倾斜侧边上，可以有效增加欧姆接触面积，降低发光二极管操作电压。在一些实施例中，所述凸起的倾斜侧边呈相互平行。在一些实施例中，所述蚀刻工艺选用干法蚀刻或者湿法蚀刻或者前述组合。前述发光二极管芯片可应用于各种显示系统、照明系统、汽车尾灯等领域。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。图1为实施例1之发光二极管芯片的结构剖视图。图2为实施例1之发光二极管芯片的结构俯视图。图3为实施例2之发光二极管芯片的结构剖视图。图4为实施例2之发光二极管芯片的结构俯视图。图5为实施例3之发光二极管芯片的结构剖视图。图6为实施例3之发光二极管芯片的结构俯视图。图7-12为实施例4之制作发光二极管芯片的工艺流程图。图示说明基板101，201，301，401；第一半导体层102，202，302，402；发光层103，203，303，403；第二半导体层104，204，304，404；透明导电层105，205，305，405；第一电极106，206，306，406；第二电极107，207，307，407；凸起208，308，408。具体实施方式下面结合示意图对本专利技术的LED器件结构及其制备方法进行详细的描述，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。实施例1请参看图1和图2，本实施例的发光二极管芯片，包括：外延生长用基板101、第一半导体层102、发光层103、具有倾斜侧壁的第二半导体层104、透明导电层105、第一电极106和第二电极107。具体地，外延生长基板101可选用如Al2O3、AlN、PCB或MCPCB等不导电基板，也可以选用Si导电基板，在本实施例优选蓝宝石（Al2O3）。发光外延叠层形成于基板101之上，其从下至上依次包括第一半导体层102、发光层103和第二半导体层104，其中第一半导体层102为N型半导体披覆层，其具有一第一区域及一第二区域；发光层103为多量子阱结构；第二半导体层104为具有倾斜侧壁的P型半导体披覆层，在一些变型的实施例中，在生长发光外延叠层之前还可包括生长缓冲层。在本实施例中，第一半导体102形成于第一区域上；第二半导体层104，形成于所述发光层103上，其具有顶面、底面和倾斜侧壁，其中倾斜侧壁与第二半导体层内侧的底面形成一锐角θ，该锐角θ可选介于15~75°之间，在本实施例优选45°角。透明导电层105，形成于部分第二半导体层104的顶面并延伸至其倾斜侧壁上，如此可以有效增加欧姆接触面积，降低发光二极管操作电压。在本实施例中，透明导电层105可以选用诸如AuZn、AuBe、CrAu等可与半导体形成欧姆接触之金属电极，也可以选用如ITO、IZO、GZO等非金属电极，透明导电层105优选IZO材料作为后续金属电极的延伸电极。第一电极106和第二电极107分别形成于第一半导体层102的第二区域上和透明导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
发光二极管芯片，包括：一第一半导体层；一发光层，形成于所述第一半导体层上；一第二半导体层，形成于所述发光层上，其具有若干个凸起，且所述凸起具有一顶面、一底面和至少一倾斜侧边，所述倾斜侧边与底面内侧形成一锐角，所述凸起的倾斜侧边全部呈相互平行；一透明导电层，形成于部分所述凸起的顶面并延伸至所述凸起的倾斜侧边上，有效增加欧姆接触面积，降低发光二极管操作电压；一电极形成于所述透明导电层上。

【技术特征摘要】
1.发光二极管芯片，包括：一第一半导体层；一发光层，形成于所述第一半导体层上；一第二半导体层，形成于所述发光层上，其具有若干个凸起，且所述凸起具有一顶面、一底面和至少一倾斜侧边，所述倾斜侧边与底面内侧形成一锐角，所述凸起的倾斜侧边全部呈相互平行；一透明导电层，形成于部分所述凸起的顶面并延伸至所述凸起的倾斜侧边上，有效增加欧姆接触面积，降低发光二极管操作电压；一电极形成于所述透明导电层上。2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：定义夹在所述相邻凸起之间的区域为沟道，还在所述沟道上形成透明导电层。3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于：所述锐角介于15~75°之间。4.发光二极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘家铭，黄冠英，杨恕帆，吴超瑜，王笃祥，
申请(专利权)人：天津三安光电有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12