发光二极管芯片及其制造方法技术

一种发光二极管芯片及其制造方法。所述发光二极管芯片包括：衬底及衬底上的发光外延叠层，所述发光外延叠层依次包括：ｎ型界面层；ｎ型界面层上的发光层；发光层上的ｐ型界面层，其中，所述ｐ型界面层与所述发光层、ｎ型界面层的面积相同；所述ｐ型界面层上具有ｐ电极；所述衬底的背面具有外接电极层；所述ｎ型界面层的侧壁通过导电部与所述外接电极层电连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及照明技术，特别涉及。
技术介绍
发光二极管(LED，Light Emitting Diode)是一种能够将电能转化为可见光的固 态半导体器件。由于其具有体积小、耗电量低及使用寿命长的优点，已逐渐代替传统光源而 被越来越广泛地应用于照明领域。目前，III-V族氮化物半导体材料已广泛用于发光二极管的制造工艺中。以GaN 为例，其通常生长于蓝宝石衬底上。然而，由于蓝宝石本身为绝缘体，无法通过掺杂等手段 去改变其导电特性。因此，需要通过电极使生长于蓝宝石衬底上的发光二极管器件与外界 形成电连接。参照图1所示，例如中国专利申请200610004656. 6中，发光二极管的制造方 法包括在粗糙化的蓝宝石衬底上1依次生长GaN结晶层2、GaN 二维平化层3、n型GaN层 4、发光层5和ρ型GaN层6 ；对ρ型GaN层6进行部分刻蚀至η型GaN层4 ；在ρ型GaN层 6上及所暴露的η型GaN层4上分别形成ρ电极8、η电极7。ρ、η电极的制作，一方面是为了实现欧姆接触，另一方面也可作为封装时钉线之 用。但是，类似上述中国专利申请的发光二极管制造方法中，ρ、η电极是分别制作在部分刻 蚀的P型GaN层及部分的η型GaN层上的。此种方法将使得发光二极管器件实际发光面积 减小。为弥补这个问题，必然需要将发光二极管器件的尺寸做大。由此，又会增加材料成本 且会增加发光二极管器件的面积。
技术实现思路
本专利技术提供一种发光二极管及其制造方法，以解决现有技术P、η电极的制造方法 使得发光二极管面积减小的问题。为解决上述问题，本专利技术发光二极管芯片包括衬底及衬底上的发光外延叠层，所 述发光外延叠层依次包括η型界面层；η型界面层上的发光层；发光层上的ρ型界面层，其 中，所述ρ型界面层与所述发光层、η型界面层的面积相同；所述P型界面层上具有P 电极；所述衬底的背面具有外接电极层；所述η型界面层的侧壁通过导电部与所述外接电 极层电连接。可选地，所述η型界面层边缘的杂质离子浓度大于中心的杂质离子浓度。相应地，本专利技术还提供一种发光二极管芯片的制造方法，包括在衬底上形成发光外延叠层，依次包括在衬底上形成η型界面层；在所述η型界 面层上形成发光层；在所述发光层上形成P型界面层；对具有所述发光外延叠层的衬底进行划片；将划片后的衬底背面与外接电极层粘接，以及在划片后的η型界面层的侧壁形成 导电部，所述导电部使得所述η型界面层与所述外接电极层电连接；在划片后的ρ型界面层上形成ρ电极。可选地，所述η型界面层边缘的杂质离子浓度大于中心的杂质离子浓度。与现有技术相比，上述具有以下优点1)通过导电部使得η型界面层与外接电极层电连接，以外接电极层承担η电极的 导电功能，从而P型界面层及η型界面层的全部面积均位于发光区内，增大了发光二极管芯 片的实际发光面积；2)将发光二极管芯片的一些制造工艺与划片工艺整合，因而无需采用蚀刻工艺， 节省了制造成本；3)可选方案中，所述η型界面层侧壁具有较高杂质浓度，使得发光二极管芯片内 部的电流分布更均勻，提高了发光二极管芯片的发光效率。附图说明图1是现有技术的一种发光二极管制造方法中完成ρ、η电极后的结构示意图；图2是本专利技术发光二极管制造方法的一种实施方式流程图；图3至图8是本专利技术发光二极管制造方法的一种实施例示意图。具体实施例方式本专利技术的专利技术人通过对现有技术发光二极管制造方法的分析发现，现有技术在制 作发光二极管的P、η电极时，都将P、η电极制作在同一面。为将P、η电极制作在同一面， 就不得不牺牲一部分的η型界面层的面积以安置η电极。从而，发光二极管的实际发光面 积减小。并且，为使得安置η电极的部分η型界面层暴露出，在制造过程中还需引入蚀刻工 艺，如此也造成了制造成本的提高。有鉴于此，本专利技术的专利技术人通过形成于η型界面层侧壁的导电部将所述η型界面 层与衬底背面的外接电极层电连接，以所述外接电极层承担η电极的导电功能。借由该种 方式，使得Ρ、η电极位于不同面，且都无需占用各自对应的ρ型、η型界面层，以使得实际发 光面积增大。此外，本专利技术的专利技术人还借由芯片制造中的划片工艺，使得η型界面层的侧壁 暴露出，无需如现有技术那样采用蚀刻工艺。因而，制造发光二极管的成本大大减小。参照图2所示，本专利技术发光二极管芯片制造方法的一种实施方式包括步骤Si，在衬底上形成发光外延叠层，依次包括在衬底上形成η型界面层；在所 述η型界面层上形成发光层；在所述发光层上形成ρ型界面层；步骤s2，在所述发光外延叠层上形成导电层；步骤S3，对具有所述发光外延叠层及导电层的衬底进行划片；步骤s4，将划片后的衬底背面与外接电极层粘接；步骤s5，在划片后的η型界面层的侧壁形成导电部，所述导电部使得所述η型界面 层与所述外接电极层电连接；步骤s6，在划片后的导电层上形成ρ电极。以下结合蓝光发光二极管的工艺举例对上述发光二极管制造方法的实施方式进 一步说明。参照图3所示，在衬底100上形成缓冲层200。所述衬底1 00可以为蓝宝石衬底或碳化硅衬底。形成所述缓冲层200的方法可以为金属有机物化学气相沉积(MOCVD)。所 述缓冲层200的材料可以为GaN。参照图4a所示，在所述缓冲层200上形成η型界面层301。所述η型界面层301 中杂质离子浓度的分布可以是均勻的，或者也可以是不均勻的。参照图4b所示，在一种实 施例中，所述η型界面层301的边缘的杂质离子浓度要大于中心的杂质离子浓度。结合图4c和4d所示，形成所述杂质离子浓度分布不均勻的η型界面层301的步 骤可以包括首先，在所述缓冲层200上形成第一界面层301a。形成所述第一界面层301a的方 法可以为金属有机物化学气相沉积，所述第一界面层301a的材料可以为GaN。接着，对所述第一界面层301a进行第一次η型离子注入，形成第一 η型界面层 301b。此时，所述第一 η型界面层301b的杂质离子分布还是均勻的，即边缘与中心的杂质 离子浓度相同或基本相同。可选地，在所述第一次η型离子注入之后，还可以进行一次退火 处理。。然后，在所述第一 η型界面层301b覆盖一掩模部M,所述掩模部M遮盖了第一 η型 界面层301b的中心部分，仅暴露出边缘部分。所述掩模部M可以为软掩模，例如光刻胶；或 者也可以为硬掩模，例如氮化硅硬掩模。在覆盖掩模部M后，对所述第一 η型界面层301b继续进行η型离子注入，形成最 终的η型界面层301。可选地，在所述第二次η型离子注入之后，还可以进行一次退火处理。在所述第二次离子注入的过程中，由于第一η型界面层301b的中心部分有掩模部 M遮盖，因而中心部分的杂质离子浓度不发生变化。而相对地，边缘部分由于暴露在外，在所 述第二次离子注入之后，边缘部分的杂质离子浓度增加。其结果是，边缘及中心部分的杂质 离子浓度就呈现如图4b的分布。参照图5所示，在所述η型界面层301上形成发光层302。形成所述发光层302的 方法可以为金属有机物化学气相沉积。所述发光层302的材料为GaN或InGaN。具体地，所 述发光层302可以为单量子阱(SQW)或多量子阱(MQW)结构。 继续参照图5所示，在所述发光层302上形成ρ型界面层303。形成所述ρ型界面 层303步骤可以包括首先，在所述发光层302上形成第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光二极管芯片，包括：衬底及衬底上的发光外延叠层，所述发光外延叠层依次包括：ｎ型界面层；ｎ型界面层上的发光层；发光层上的ｐ型界面层，其特征在于，所述ｐ型界面层与所述发光层、ｎ型界面层的面积相同；所述ｐ型界面层上具有ｐ电极；所述衬底的背面具有外接电极层；所述ｎ型界面层的侧壁通过导电部与所述外接电极层电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张汝京，
申请(专利权)人：张汝京，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]