全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方法技术

本发明专利技术涉及ＬＥＤ芯片技术领域，公开了一种全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方法。该方法基于传统ＬＥＤ工艺流程，在不增加任何工艺步骤的基础上，通过合理的版图设计，实现ＬＥＤ芯片全侧壁粗化。在不增加任何生产成本的前提下，能有效提高ＬＥＤ的发光效率。本发明专利技术可通过常规ＬＥＤ工艺流程予以实现：首先对ＧａＮ外延片进行台面刻蚀，形成侧壁锯齿状粗化的ＧａＮ台面和Ｎ型ＧａＮ沟槽，其中ＧａＮ台面包括Ｐ型ＧａＮ、量子阱和Ｎ型ＧａＮ，在Ｐ型ＧａＮ表面制备侧壁锯齿状粗化的透明导电薄膜，然后在导电薄膜上制备Ｐ型电极，在沟槽内制备Ｎ型电极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及LED芯片
，尤其是涉及一种全侧壁锯齿状粗化发光二极管 (LED)芯片的制备方法。
技术介绍
LED作为照明光源具有节能(当LED的效率达到1501m/W时，同等亮度下能耗约为 白炽灯的1/10)、长寿命(约10万小时)、体积小、低电压、易控制、环保等优点。LED光源的 这些优点，将引发照明产业技术和应用的革命，如同半导体晶体管替代电子管一样，在若干 年后，LED作为新光源的固态照明灯，将有机会逐渐取代传统的照明灯而进入每一个角落。 但是，由于GaN的折射率与空气的折射率相差很大，仅有一部分光可以从器件内 部发射出来，导致LED的发光效率较低，因此，采用各种方法来提高LED发光效率成为一个 研究的热点问题。目前，很多研究集中在采用各种技术，例如粗化技术和全反射技术等，来 提高LED芯片的正面出光，通过增加LED芯片侧面出光来提高LED发光效率尚未引起足够 重视。上海蓝光科技有限公司在公开号为CN101494273A的专利中提出了一种采用湿法腐 蚀工艺进行LED侧壁粗化，提高LED发光效率的方法，但缺点是与传统的LED工艺相比，引 入了额外的工艺，并且这种工艺并没有对LED芯片整个侧壁进行粗化，即仅对N-GaN、量子 阱、P-GaN侧壁进行了粗化，未对ITO层侧壁进行粗化。 2004年3月的IEEE光子科技杂志第16巻第3期(IEEE PHOTONICSTECHNOLOGY LETTERS. VOL. 16. NO. 3. MARCH 1. 2004)上，由C. S. Chang， S. J. Chang， Y. K. Su， Senior Member, IEEE， C. T. Lee， Senior Member, IEEE， Y. C. Lin， W. C. Lai， S. C. Shei， J. C. Ke， and H.M. Lo所著的Nitride-Based LEDs With Textured Side Walls (侧壁粗化的氮化物基发 光二极管)中，报道了一种制备具有半圆形侧壁粗化的LED，其光功率与传统LED相比提高 了 10X左右，然而，文献中也未对IT0层侧壁进行粗化，此外，根据公开号为CN101447545A 专利的报道，三角形比矩形和半圆形更有利于出光，本专利技术提出了一种基于传统LED工艺 流程，在不增加任何工艺步骤的基础上，通过合理的版图设计，实现LED芯片全侧壁锯齿状 粗化(包括N型GaN、量子阱、P型GaN和ITO侧壁)的方法。在不增加任何生产成本的前 提下，能有效提高LED的发光效率。
技术实现思路
( — )要解决的技术问题 本专利技术的主要目的在于提供一种，以提高LED的发光效率。( 二 )技术方案 为达到上述目的，本专利技术提供了一种全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方 法，该方法包括 首先对GaN外延片进行台面刻蚀，形成侧壁锯齿状粗化的GaN台面和N型GaN沟槽，其中GaN台面包括P型GaN、量子阱和N型GaN，然后在P型GaN表面形成侧壁锯齿状粗 化的透明导电薄膜，再在透明导电薄膜上制备P型电极，在沟槽内制备N型电极，使LED芯 片的所有侧壁均被粗化。 上述方案中，LED芯片的形状为正方形、矩形、三角形或平行四边形。 上述方案中，LED芯片侧壁粗化形状为三角形、矩形、正方形或梯形。 上述方案中，LED芯片的所有侧壁包括N型GaN、量子阱、P型GaN和透明导电薄膜。(三)有益效果 本专利技术提供的这种，基于传统LED 工艺流程，在不增加任何工艺步骤的基础上，通过合理的版图设计，实现LED芯片全侧壁粗 化(包括N型GaN、量子阱、P型GaN和ITO侧壁)，在不增加任何生产成本的前提下，能有 效提高LED的发光效率。附图说明 图1为本专利技术实施例的全侧壁锯齿状粗化LED芯片的制备流程示意图；其中 图la为通过刻蚀形成侧壁锯齿状粗化的GaN台面(包括P型GaN、量子阱、N型 GaN)禾P N型GaN沟槽； 图lb为在P型GaN台面上形成一层侧壁锯齿状粗化的透明导电薄膜； 图lc为分别在透明导电薄膜和N型GaN沟槽内制备LED的P电极和N电极。具体实施例方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照 附图，对本专利技术进一步详细说明。 图1为本专利技术提出的全侧壁锯齿状粗化LED芯片制备流程示意图。主要包括以下 工艺步骤 步骤1 :形成侧壁锯齿状粗化的GaN台面。 如图la所示，首先对常规LED台面刻蚀光刻版进行修改，将台面刻蚀光刻版边缘 变为锯齿状粗化。然后，通过依次刻蚀GaN外延片的P型GaN、量子阱和N型GaN，形成GaN 台面和N型GaN沟槽，其中，GaN台面(包括P型GaN、量子阱、N型GaN)的侧壁，均被锯齿 状粗化。 步骤2 :形成侧壁锯齿状粗化的透明导电薄膜。 如图lb所示，首先对常规LED透明导电膜光刻版进行修改，将透明导电膜光刻版 边缘变为锯齿状粗化。淀积透明导电膜，然后通过腐蚀制备出侧壁被锯齿状粗化的透明导 电膜。 步骤3 :制备LED的P、 N电极。 如图lc所示，其版图和工艺制备步骤与常规的LED —样。 本专利技术最大的特点是，与常规制备LED的工艺流程相比，在不增加任何工艺步骤 的基础上，通过合理的版图设计，实现了 LED芯片全侧壁锯齿状粗化(包括N型GaN、量子 阱、P型GaN和ITO侧壁)，能有效提高LED的发光效率。 以上所述的具体实施例，对本专利技术的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求一种，其特征在于，该方法包括首先对GaN外延片进行台面刻蚀，形成侧壁锯齿状粗化的GaN台面和N型GaN沟槽，其中GaN台面包括P型GaN、量子阱和N型GaN，然后在P型GaN表面形成侧壁锯齿状粗化的透明导电薄膜，再在透明导电薄膜上制备P型电极，在沟槽内制备N型电极，使LED芯片的所有侧壁均被粗化。2. 如权利要求1所述的，其特征在于 LED芯片的形状为正方形、矩形、三角形或平行四边形。3. 如权利要求1所述的，其特征在于 LED芯片侧壁粗化形状为三角形、矩形、正方形或梯形。4. 如权利要求1所述的，其特征在于 LED芯片的所有侧壁包括N型GaN、量子阱、P型GaN和透明导电薄膜。全文摘要本专利技术涉及LED芯片
，公开了一种。该方法基于传统LED工艺流程，在不增加任何工艺步骤的基础上，通过合理的版图设计，实现LED芯片全侧壁粗化。在不增加任何生产成本的前提下，能有效提高LED的发光效率。本专利技术可通过常规LED工艺流程予以实现首先对GaN外延片进行台面刻蚀，形成侧壁锯齿状粗化的GaN台面和N型GaN沟槽，其中GaN台面包括P型GaN、量子阱和N型GaN，在P型GaN表面制备侧壁锯齿状粗化的透明导电薄膜，然后在导电薄膜上制备P型电极，在沟槽内制备N型电极。文档编号H01L33/20GK101789477SQ201010113819公开日2010年7月28日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日专利技术者伊晓燕, 孙莉莉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全侧壁锯齿状粗化发光二极管芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括：首先对ＧａＮ外延片进行台面刻蚀，形成侧壁锯齿状粗化的ＧａＮ台面和Ｎ型ＧａＮ沟槽，其中ＧａＮ台面包括Ｐ型ＧａＮ、量子阱和Ｎ型ＧａＮ，然后在Ｐ型ＧａＮ表面形成侧壁锯齿状粗化的透明导电薄膜，再在透明导电薄膜上制备Ｐ型电极，在沟槽内制备Ｎ型电极，使ＬＥＤ芯片的所有侧壁均被粗化。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闫发旺，孙莉莉，张会肖，伊晓燕，王军喜，王国宏，曾一平，李晋闽，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]