一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED及其制作方法技术

本发明专利技术涉及LED技术领域，具体涉及一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED及其制作方法，所述LED自下而上依次是蓝宝石衬底、反光膜层、Ag金属反光层、第一介质膜层、第二介质膜层、P型半导体层、P电极、MQW发光层、N型半导体层、N电极和钝化膜；所述Ag金属反光层呈微棱镜阵列方式排布。本发明专利技术通过在蓝宝石衬底表面加工具有Ag微棱镜反光结构，可提升芯片正面出光亮度，同时通过设置特殊形状和大小的微棱镜，有效提升出光角度及光型。升出光角度及光型。升出光角度及光型。

【技术实现步骤摘要】
一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED及其制作方法


[0001]本专利技术涉及LED
，具体涉及一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED及其制作方法。

技术介绍

[0002]LED（发光二极管）是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，可高效地将电能转化为光能。随着LED高亮度化和多色化的进展,应用领域也不断扩展，从指示灯到显示屏，再从室外显示屏到中等光通量功率信号灯和特殊照明的白光光源，最后发展到高光通量通用照明光源。对于LED亮度要求，出光角度及光型的不断提升，除对配合LED芯片下游封装企业进行要求外，芯片企业也得从自身芯片工艺进行优化。
[0003]微棱镜结构是一种具有微米级别尺寸的光学元件，通常由透明材料制成，其表面具有微小的棱镜形状。微棱镜结构在光学系统中起到重要的角色，可以实现光束分束、聚焦、反射等作用。根据不同的应用需求，微棱镜结构可以设计成不同的形状和大小，从而满足各种光学要求。微棱镜结构的表面形状为反射面，具有较高的反射性能，可以有效反射光束，实现光束分束和聚焦等功能。微棱镜结构的定向性好，可以将入射光线按照预定方向进行反射或透射，有利于光束的定向控制。而如何将微棱镜结构与LED芯片结构相结合来提升芯片出光亮度是项重要的课题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED及其制作方法，该LED芯片通过在蓝宝石衬底表面加工具有Ag微棱镜反光结构，提升芯片正面出光亮度，同时通过设置特殊形状和大小的微棱镜，提升出光角度及光型。r/>[0005]本专利技术的技术方案为：一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，所述LED自下而上依次是蓝宝石衬底、反光膜层、Ag金属反光层、第一介质膜层、第二介质膜层、P型半导体层、P电极、MQW发光层、N型半导体层、N电极和钝化膜；所述Ag金属反光层呈微棱镜阵列方式排布。
[0006]本专利技术通过在蓝宝石衬底表面加工具有Ag微棱镜反光结构，然后将其与LED外延片键合，将微棱镜以阵列方式平布在芯片内部，有源区发出的光经过微棱镜反光结构界面处发生折射、反射，改变出光角度，从而把光线更好地集中到正面出射，有效提升了芯片正面出光亮度，实现了微棱镜与LED的有机结合。
[0007]进一步的，上述技术方案中，所述微棱镜以共底边的方式平面分布延展，其中底边为等边三角形，边长为5μm，三条棱长均为5μm。本技术方案中通过将微棱镜设置成特殊形状和大小，提升了出光角度及光型，可满足各种光学需求。
[0008]进一步的，上述技术方案中，所述反光膜层的材料为聚酯，厚度≥2μm。本技术方案中以聚酯材料为反光膜层，其强度高、性质稳定、操作简单、反射效果好。
[0009]进一步的，上述技术方案中，所述Ag金属反光层在所述反光膜层上，厚度为0.2μm
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0.4μm。
[0010]进一步的，上述技术方案中，所述第一介质膜层和所述第二介质膜层的材料均为SiO2，厚度为3μm
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4μm。
[0011]进一步的，上述技术方案中，所述P型半导体层表面为GaP结构。
[0012]本专利技术还提供一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED的制作方法，包括以下步骤：S1.在GaAs衬底上，利用MOCVD（金属有机化合物化学气相沉淀）生长出LED外延片；S2.在外延片上，利用碘酸粗化溶液进行P型半导体层的表面粗化；S3.在一蓝宝石衬底上，利用光刻
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蚀刻结合技术，先涂上一层光刻胶，然后通过掩模板进行光刻，显影后得到孔阵列，然后通过湿法刻蚀技术在蓝宝石衬底上得到微棱镜阵列，用有机溶液去除残留的光刻胶；S4.在得到图案化的微棱镜阵列表面利用旋涂方式，旋涂一层反光膜层，并固化；S5.在固化后的反光膜层上通过蒸镀方式形成一层Ag金属反光层；S6.在粗化完的外延片及蓝宝石衬底的Ag金属反光层表面，通过PECVD(等离子体增强化学的气相沉积法)分别沉积第二介质膜层和第一介质膜层；S7.将第二介质膜层和第一介质膜层进行CMP（化学机械抛光）抛光、湿法表面活化，然后将两种衬底的介质膜层的晶圆相对贴合在一起，进行键合；S8.通过使用冷却循环溶液对键合完的晶圆进行反应，将GaAs衬底去除，完全露出N面外延层；S9.进行台面制作，P电极和N电极制作，切割道制作，钝化膜制作；S10.最后进行蓝宝石衬底减薄，隐切，劈裂，测试，形成LED芯片。
[0013]进一步的，上述技术方案步骤S3中，所述微棱镜阵列以共底边的方式平面分布延展，底边为等边三角形，边长与棱长相等，均为5μm；所述有机溶液为丙酮或异丙醇。
[0014]进一步的，上述技术方案步骤S7中，表面活化所使用的溶液为加热至60℃的强酸混合液或强碱混合液；键合条件为：压力12000kg
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15000kg，温度420℃
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450℃，压合时间30min
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60min。
[0015]进一步的，上述技术方案步骤S8中，所述冷却循环溶液为NH4OH、H2O体积比为1:10的混合溶液。
[0016]本专利技术与现有技术相比，其有益效果有：本专利技术通过在蓝宝石衬底表面加工具有Ag微棱镜阵列反光结构，然后将其与LED外延片键合，将微棱镜以阵列方式平布在芯片内部，可有效提升芯片正面出光亮度，实现了微棱镜与LED的有机结合；同时通过将微棱镜设置成特殊形状和大小，可提升出光角度及光型，满足各种光学需求。
[0017]本专利技术只需在键合前，将微棱镜阵列分布在蓝宝石衬底上，然后用介质膜层填充，并不会影响后加工，制作方法操作方便。
附图说明
[0018]图1为本专利技术LED外延结构示意图；图2为本专利技术蓝宝石微棱镜截面结构示意图；图3为本专利技术微棱镜阵列部分俯视图；
图4为本专利技术LED芯片结构截面示意图。
[0019]示意图中标号说明：1、GaAs衬底；2、N型半导体层；3、MQW发光层；4、P型半导体层；5、蓝宝石衬底；6、反光膜层；7、Ag金属反光层；8、第一介质膜层；9、第二介质膜层；10、P电极；11、N电极；12、钝化膜。
具体实施方式
[0020]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]在本申请的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
[0022]在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，其特征在于，所述LED自下而上依次是蓝宝石衬底、反光膜层、Ag金属反光层、第一介质膜层、第二介质膜层、P型半导体层、P电极、MQW发光层、N型半导体层、N电极和钝化膜；所述Ag金属反光层呈微棱镜阵列方式排布。2.根据权利要求1所述的一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，其特征在于，所述微棱镜以共底边的方式平面分布延展，其中底边为等边三角形，边长为5μm，三条棱长均为5μm。3.根据权利要求1所述的一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，其特征在于，所述反光膜层的材料为聚酯，厚度≥2μm。4.根据权利要求1所述的一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，其特征在于，所述Ag金属反光层在所述反光膜层上，厚度为0.2μm
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0.4μm。5.根据权利要求1所述的一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，其特征在于，所述第一介质膜层和所述第二介质膜层的材料均为SiO2，厚度为3μm
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4μm。6.根据权利要求1所述的一种Ag微棱镜反光结构同侧电极LED，其特征在于，所述P型半导体层表面为GaP结构。7.一种如权利要求1
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6任一项所述的Ag微棱镜反光结构同侧电极LED的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.在GaAs衬底上，利用MOCVD生长出LED外延片；S2.在外延片上，利用碘酸粗化溶液进行P型半导体层的表面粗化；S3.在一蓝宝石衬底上，利用光刻
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蚀刻结合技术，先涂上一层光刻胶，然后通过掩模板进行光刻，显影后得到孔阵列，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宝，戴文，王克来，李俊承，林擎宇，熊露，熊珊，
申请(专利权)人：南昌凯捷半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：