一种具有电极导光结构的LED芯片及制作方法技术

本发明专利技术公开了一种具有电极导光结构的LED芯片及制作方法，该制作方法通过设置倒锥形结构和与该倒锥形结构相匹配的镜面金属电极结构，减少了镜面金属电极与MQW多量子阱有源层的接触面积，且锥形的电极结构的两个侧面有利于光进行反射出光，进而减少了电极吸光的问题。并且设置倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率，减少了与空气之间的全反射，也进一步增加了出光量。还有在有效的外延层区域通过设置电极凹槽的结构，间接的增大了外延层区域的电流密度，更好的利于出光。

LED chip with electrode light guide structure and manufacturing method thereof

The invention discloses a LED chip with an electrode guide structure and a fabrication method. By setting an inverted conical structure and a mirror metal electrode structure matching the inverted conical structure, the contact area of the mirror metal electrode and the active layer of the MQW multi quantum well is reduced, and the two sides of the conical electrode structure are on the two side. It is beneficial for light to reflect light, thereby reducing the problem of light absorption. The reflectivity of the inverted hammer structure is less than the reflectivity of the transparent conductive layer, which reduces the total reflection between the air and further increases the output of light. Moreover, by setting the electrode groove in the effective epitaxial layer, the current density of the epitaxial layer is indirectly increased, which is better for the light generation.

【技术实现步骤摘要】
一种具有电极导光结构的LED芯片及制作方法
本专利技术涉及LED芯片制造
，更具体地说，尤其涉及一种具有电极导光结构的LED芯片及制作方法。
技术介绍
随着科学技术的不断发展，各种各样的LED芯片已广泛应用于人们的日常生活、工作以及工业中，为人们的生活带来了极大的便利。发光二极管(LightEmittingDiode，LED)具有效率高、能耗低、寿命长、无污染、体积小、色彩丰富等诸多优点，被广泛应用在照明、显示和背光等领域。但是，目前传统的LED芯片制作一般都是在外延层结构制备完成后再制作正背面电极，该正背面电极会吸收LED芯片发光，导致LED芯片出光量减少。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种具有电极导光结构的LED芯片及制作方法，该LED芯片极大程度的降低了电极的吸光问题，提高了LED芯片的出光量，且增大了外延层结构内的电流密度，更好的有利于出光。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有电极导光结构的LED芯片的制作方法，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上形成外延层结构，所述外延层结构包括：在第一方向上依次设置的布拉格反射镜层、第一型半导体层、MQW多量子阱有源层、第二型半导体层以及透明导电层，其中，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构；刻蚀去除部分所述透明导电层以及部分所述第二型半导体层，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层，形成电极凹槽；在所述电极凹槽内形成倒锤形结构，所述倒锤形结构的开口大小在所述第一方向上逐渐变大，所述倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率；在所述倒锥形结构内设置镜面金属电极结构，所述镜面金属电极结构与所述倒锥形结构相匹配。优选的，在上述制作方法中，所述在所述电极凹槽内形成倒锤形结构包括：在所述电极凹槽内多次蒸镀氧化铟锡；采用氢氟酸对所述氧化铟锡进行抛光旋涂，形成侧壁光滑的倒锥形结构。优选的，在上述制作方法中，所述衬底为GaAs衬底。优选的，在上述制作方法中，所述透明导电层为GaP层。优选的，在上述制作方法中，所述第一型半导体层为N型半导体层，所述第二型半导体层为P型半导体层。优选的，在上述制作方法中，所述镜面金属电极结构为镜面铜电极结构。优选的，在上述制作方法中，所述刻蚀去除部分所述透明导电层以及部分所述第二型半导体层，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层，形成电极凹槽，采用的是电感耦合等离子刻蚀工艺。本专利技术还提供了一种具有电极导光结构的LED芯片，所述LED芯片包括：衬底；设置在所述衬底上的外延层结构，所述外延层结构包括：在第一方向上依次设置的布拉格反射镜层、第一型半导体层、MQW多量子阱有源层、第二型半导体层以及透明导电层，其中，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构；贯穿部分所述透明导电层以及部分所述第二型半导体层，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层的电极凹槽；设置在所述电极凹槽内的倒锤形结构，所述倒锤形结构的开口大小在所述第一方向上逐渐变大，所述倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率；设置在所述倒锥形结构内的镜面金属电极结构，所述镜面金属电极结构与所述倒锥形结构相匹配。通过上述描述可知，本专利技术提供的一种具有电极导光结构的LED芯片的制作方法，通过设置倒锥形结构和与该倒锥形结构相匹配的镜面金属电极结构，减少了镜面金属电极与MQW多量子阱有源层的接触面积，且锥形的电极结构的两个侧面有利于光进行反射出光，进而减少了电极吸光的问题。并且，设置倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率，减少了与空气之间的全反射，也进一步增加了出光量。最后，在有效的外延层区域通过设置电极凹槽的结构，间接的增大了外延层区域的电流密度，更好的利于出光。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种具有电极导光结构的LED芯片的制作方法的流程示意图；图2-图6为本专利技术实施例图1所示的制作方法对应的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。参考图1，图1为本专利技术实施例提供的一种具有电极导光结构的LED芯片的制作方法的流程示意图。所述制作方法包括：S101：提供一衬底。具体的，如图2所示，所述衬底11包括但不限定于GaAs衬底。S102：在所述衬底上形成外延层结构，所述外延层结构包括：在第一方向上依次设置的布拉格反射镜层、第一型半导体层、MQW多量子阱有源层、第二型半导体层以及透明导电层，其中，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构。具体的，如图2所示，所述外延层结构在本专利技术实施例中仅仅以举例的形式进行说明，对其外延层结构并不作限定，通过在衬底11上依次设置布拉格反射镜层12、第一型半导体层13、MQW多量子阱有源层14、第二型半导体层15以及透明导电层16，其中，所述透明导电层16包括但不限定于GaP层，所述第一型半导体层12为N型半导体层，所述第二型半导体层15为P型半导体层。S103：刻蚀去除部分所述透明导电层以及部分所述第二型半导体层，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层，形成电极凹槽。具体的，如图3所示，在刻蚀之前先将外延层结构表面进行清洗，然后使用图形化光刻，之后使用电感耦合等离子刻蚀工艺对所述透明导电层16以及所述第二型半导体层15进行刻蚀，形成贯穿部分所述透明导电层16以及部分所述第二型半导体层15，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层14的电极凹槽17。S104：在所述电极凹槽内形成倒锤形结构，所述倒锤形结构的开口大小在所述第一方向上逐渐变大，所述倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率。具体的，如图4所示，首先在所述电极凹槽17内多次蒸镀氧化铟锡18，形成大致形状的倒锥形结构，之后如图5所示，包括但不限定于采用氢氟酸对所述氧化铟锡进行抛光旋涂，形成侧壁光滑的倒锥形结构19。需要说明的是，所述GaP层与空气之间会存在全反射现象，但是通过设置氧化铟锡的倒锥形结构，该氧化铟锡的反射率小于GaP层的反射率，进而减少了与空气之间的全反射，由此增加出光量。S105：在所述倒锥形结构内设置镜面金属电极结构，所述镜面金属电极结构与所述倒锥形结构相匹配。具体的，所述镜面金属电极结构20为锥形结构，所述镜面金属电极结构20包括但不限定于镜面铜电极。如图6所示，所述倒锥形结构19和所述镜面金属电极结构20的设计有效减少了镜面金属电极结构20与MQW多量子阱有源层14的接触面积，且锥形的电极结构的两个侧面有利于光进行反射出光，进而减少了电极吸光的问题。并且，通过设置镜面金属电极结构20，结合布拉格反射镜层12的反射，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有电极导光结构的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上形成外延层结构，所述外延层结构包括：在第一方向上依次设置的布拉格反射镜层、第一型半导体层、MQW多量子阱有源层、第二型半导体层以及透明导电层，其中，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构；刻蚀去除部分所述透明导电层以及部分所述第二型半导体层，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层，形成电极凹槽；在所述电极凹槽内形成倒锤形结构，所述倒锤形结构的开口大小在所述第一方向上逐渐变大，所述倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率；在所述倒锥形结构内设置镜面金属电极结构，所述镜面金属电极结构与所述倒锥形结构相匹配。

【技术特征摘要】
1.一种具有电极导光结构的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：提供一衬底；在所述衬底上形成外延层结构，所述外延层结构包括：在第一方向上依次设置的布拉格反射镜层、第一型半导体层、MQW多量子阱有源层、第二型半导体层以及透明导电层，其中，所述第一方向垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构；刻蚀去除部分所述透明导电层以及部分所述第二型半导体层，直至暴露出所述MQW多量子阱有源层，形成电极凹槽；在所述电极凹槽内形成倒锤形结构，所述倒锤形结构的开口大小在所述第一方向上逐渐变大，所述倒锤形结构的反射率小于所述透明导电层的反射率；在所述倒锥形结构内设置镜面金属电极结构，所述镜面金属电极结构与所述倒锥形结构相匹配。2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在所述电极凹槽内形成倒锤形结构包括：在所述电极凹槽内多次蒸镀氧化铟锡；采用氢氟酸对所述氧化铟锡进行抛光旋涂，形成侧壁光滑的倒锥形结构。3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述衬底为GaAs衬底。4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述透明导电层为GaP层。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾钊，赵炆兼，马祥柱，张国庆，陈凯轩，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32