一种基于GaN基外延的红光LED制造方法技术

本发明专利技术公开了一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，在芯片的氧化铝衬底上生长氮化镓外延片，衬底具备绝缘性；发光部分为GaN，其工作电压与蓝绿光的工作电压一致，便于红光LED与蓝绿光LED组合使用时进行电路设计；按照预设角度对外延缓冲层和外延片进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层，在衬底侧壁制备黑化层，能够减少侧面漏光比例，并且通过氮化镓聚焦层能够使蓝光聚焦，从而减少蓝光发射到侧壁黑化层的比例，提高出光效率；将红光转换物质涂覆在黑化层外以及衬底远离外延片的一端，能够将蓝光转换为红光，从而得到红光LED芯片，提高了红光LED的整体性能，且便于红光LED与蓝绿光LED组合使用。合使用。合使用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于GaN基外延的红光LED制造方法
[0001]本案是以申请号为202110931119.0，申请日为2021年8月13日，名称为《一种红光LED芯片及其制造方法》的专利申请为母案的分案申请。


[0002]本专利技术涉及LED制造
，特别涉及一种基于GaN基外延的红光LED制造方法。

技术介绍

[0003]目前红光LED的制造方法一般使用GaAs(砷化镓)衬底和AlInGaP(铝铟镓磷)四元结构的外延，而蓝绿光采用蓝宝石(氧化铝)衬底，GaN(氮化镓)为主体的化合物结构。
[0004]传统的红光制造技术存在启动电压低、反向截止电压低、衬底无绝缘性无法直接制作倒装芯片、材料本身机械性能不足、制造过程高污染以及使用原材料(砷烷)的高风险性等缺陷；并且现有的红光LED芯片与蓝绿光LED芯片在结构和使用的材料上差异较大，导致了红光LED芯片在一般使用时，尤其是在与蓝绿光LED组合使用时存在诸多不便，从而影响最终器件的整体性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，能够提高红光LED的整体性能，且便于红光LED与蓝绿光LED组合使用。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，包括步骤：
[0008]在芯片的氧化铝衬底上生长氮化镓外延片；
[0009]按照预设角度对所述外延片以及位于所述衬底与所述外延片之间的外延缓冲层进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层；
[0010]分割所述芯片，并在所述衬底的侧壁制备黑化层；
[0011]将红光转换物质涂覆在所述黑化层外以及所述衬底远离所述外延片的一端，形成转换层，得到红光LED芯片。
[0012]为了解决上述技术问题，本专利技术采用另一种的技术方案为：
[0013]一种红光LED芯片，包括氧化铝衬底、氮化镓聚焦层、黑化层和转换层：
[0014]所述氮化镓聚焦层位于所述氧化铝衬底的一端，包括具有预设角度斜面的外延片和外延缓冲层，所述外延缓冲层位于所述外延片与所述衬底之间；
[0015]所述黑化层位于所述衬底的侧壁；
[0016]所述转换层位于所述黑化层外以及所述衬底远离所述氮化镓聚焦层的一端。
[0017]本专利技术的有益效果在于：在芯片的氧化铝衬底上生长氮化镓外延片，衬底具备绝缘性；发光部分为GaN，其工作电压与GaN蓝绿光的工作电压一致，便于红光LED与蓝绿光LED组合使用时进行电路设计；按照预设角度对外延缓冲层和外延片进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层，在衬底的侧壁制备黑化层，能够减少侧面蓝光漏光的比例，并且通过氮化镓聚焦层能
够使蓝光聚焦，防止蓝光源向两侧散射，从而减少发射到侧壁黑化层的比例，提高出光效率；将红光转换物质涂覆在黑化层外以及衬底远离外延片的一端，能够将蓝光转换为红光，从而得到红光LED芯片，提高了红光LED的整体性能，且便于红光LED与蓝绿光LED组合使用。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的一种基于GaN基外延的红光LED制造方法的流程图；
[0019]图2为本专利技术实施例的一种红光LED芯片的结构示意图；
[0020]图3为本专利技术实施例的一种基于GaN基外延的红光LED制造方法的氮化镓聚焦层示意图；
[0021]标号说明：
[0022]1、电极包覆防漏光层；2、反射膜聚焦层；3、氮化镓聚焦层；4、黑化层；5、隔离层；6、转换层；7、保护层；8、外延缓冲层；9、外延层；10、氧化铝衬底；11、第一角度斜面；12第二角度斜面。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0024]请参照图1和图3，本专利技术实施例提供了一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，包括步骤：
[0025]在芯片的氧化铝衬底上生长氮化镓外延片；
[0026]按照预设角度对所述外延片以及位于所述衬底与所述外延片之间的外延缓冲层进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层；
[0027]分割所述芯片，并在所述衬底的侧壁制备黑化层；
[0028]将红光转换物质涂覆在所述黑化层外以及所述衬底远离所述外延片的一端，形成转换层，得到红光LED芯片。
[0029]从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：在芯片的氧化铝衬底上生长氮化镓外延片，衬底具备绝缘性；发光部分为GaN，其工作电压与GaN蓝绿光的工作电压一致，便于红光LED与蓝绿光LED组合使用时进行电路设计；按照预设角度对外延缓冲层和外延片进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层，在衬底的侧壁制备黑化层，能够减少侧面蓝光漏光的比例，并且通过氮化镓聚焦层能够使蓝光聚焦，防止蓝光源向两侧散射，从而减少发射到侧壁黑化层的比例，提高出光效率；将红光转换物质涂覆在黑化层外以及衬底远离外延片的一端，能够将蓝光转换为红光，从而得到红光LED芯片，提高了红光LED的整体性能，且便于红光LED与蓝绿光LED组合使用。
[0030]进一步地，所述按照预设角度对所述外延片以及位于所述衬底与所述外延片之间的外延缓冲层进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层，得到氮化镓聚焦层包括：
[0031]在所述外延缓冲层上刻蚀水平夹角为第一角度的斜面，在所述外延片上刻蚀水平夹角为第二角度的斜面，所述第一角度小于所述第二角度；
[0032]刻蚀后形成两个不同角度且连续的斜面，得到氮化镓聚焦层。
[0033]由上述描述可知，在外延缓冲层上刻蚀水平夹角为第一角度的斜面，在外延片上
刻蚀水平夹角为第二角度的斜面，形成了不同角度坡面的连续组合，可以减少此部分的全反射；同时，两个不同角度坡面的组合形成了类似圆形聚光碗的效应，相比单一坡面，更有利于光的聚集。
[0034]进一步地，所述得到氮化镓聚焦层之后包括：
[0035]根据所述氮化镓聚焦层的形状，在所述氮化镓聚焦层远离所述衬底的一端进行涂胶、曝光、显影和蒸镀，得到反射聚焦层；
[0036]在所述反射聚焦层远离所述氮化镓聚焦层的一端，按照预设材料顺序进行蒸镀，得到电极包覆防漏光层，并将所述电极包覆防漏光层作为与基板焊接时的接触电极；
[0037]在所述衬底远离所述氮化镓聚焦层的一端的边缘进行光刻，得到隔离层。
[0038]由上述描述可知，反射聚焦层与氮化镓聚焦面结合，能够防止蓝光源向两侧散射；电极包覆层能够防止反射聚焦层漏光，同时具备与基板的焊接结合能力；隔离层能够防止蓝光从边缘散逸，只留中心部分可出光。
[0039]进一步地，分割所述芯片，并在所述衬底的侧壁制备黑化层包括：
[0040]使用激光将激光焦点由所述衬底靠近所述隔离层的一端向所述衬底靠近所述外延片的一端分割芯片，并在激光分割时在所述衬底的侧壁形成黑化层。
[0041]由上述描述可知，在使用激光分割芯片的时候，在衬底的侧壁形成黑化层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，其特征在于，包括步骤：在芯片的氧化铝衬底上生长氮化镓外延片；按照预设角度对所述外延片以及位于所述衬底与所述外延片之间的外延缓冲层进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层；根据所述氮化镓聚焦层的形状，在所述氮化镓聚焦层远离所述衬底的一端制备反射聚焦层，具体为蒸镀二氧化硅和氧化钛交替组成的分布式布拉格反射镜；分割所述芯片，并在所述衬底的侧壁制备黑化层；将红光转换物质涂覆在所述黑化层外以及所述衬底远离所述外延片的一端，形成转换层，得到红光LED芯片。2.根据权利要求1所述的一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，其特征在于，所述按照预设角度对所述外延片以及位于所述衬底与所述外延片之间的外延缓冲层进行刻蚀，得到氮化镓聚焦层包括：在所述外延缓冲层上刻蚀水平夹角为第一角度的斜面，在所述外延片上刻蚀水平夹角为第二角度的斜面，所述第一角度小于所述第二角度；刻蚀后形成两个不同角度且连续的斜面，得到氮化镓聚焦层。3.根据权利要求1所述的一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，其特征在于，在所述氮化镓聚焦层远离所述衬底的一端蒸镀二氧化硅和氧化钛交替组成的反射聚焦层之后包括：在所述反射聚焦层远离所述氮化镓聚焦层的一端，按照预设材料顺序进行蒸镀，得到电极包覆防漏光层，并将所述电极包覆防漏光层作为与基板焊接时的接触电极。4.根据权利要求3所述的一种基于GaN基外延的红光LED制造方法，其特征在于，所述按照预设材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张帆，
申请(专利权)人：福建兆元光电有限公司，
类型：发明
国别省市：