一种等腰梯形式发光二极管的制备工艺的制作方法

本发明涉及发光二极管技术领域，特别是一种等腰梯形式发光二极管的制备工艺。

背景技术：

发光二极管，也称LED芯片，为了避免正装LED芯片中因电极挤占发光面积从而影响发光效率，芯片研发人员设计了倒装结构，即把正装芯片倒置，使发光层激发出的光直接从电极的另一面发出(衬底最终被剥去，芯片材料是透明的)，同时，针对倒装设计出方便LED封装厂焊线的结构，从而，整个芯片称为倒装芯片(FlipChip)，该结构在大功率芯片较多用到。倒装LED芯片的优点在于：一是没有通过蓝宝石散热，可通大电流使用；二是尺寸可以做到更小，光学更容易匹配；三是散热功能的提升，使芯片的寿命得到了提升；四是抗静电能力的提升；五是为后续封装工艺发展打下基础。但是现有倒装倒装LED芯片还存在以下缺点：

LED倒装芯片的光需要从背面取出，为了提高光的取出效率，芯片的正面都做有光的反射层，现有的倒装芯片，许多光会在芯片的反射层进行多次全反射，导致光损失，若在衬底上形成一个等腰梯形的芯片结构，会减少光的全反射，但是在制备这种芯片是，其角度（等腰梯形两边的倾斜角度）不易控制，部分光线还是会在芯片内部损失。

因此本发明人设计一种在衬底上容易控制特定角度的等腰梯形式发光二极管制备工艺，能够在制备等腰梯形式LED芯片，改变光线传播方向，使在芯片内部发生全反射的光线逸出。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种等腰梯形式发光二极管的制备工艺，根据发光二极管的宽度、高度来准确地控制反射光的出射角度，实现不同角度的出光结构，以避免光损失，提高出光量。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种等腰梯形式发光二极管的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一、在衬底上生成第一N-GaN层；

步骤二、在第一N-GaN层上形成两个以上的具有等腰梯形截面的光阻层，各光阻层并列且相互独立；

步骤三、在光阻层的两侧蒸镀上DBR阻挡层，使DBR阻挡层在第一N-GaN层上与光阻层形成角度互补；

步骤四、用胶液去掉DBR阻挡层中间的光阻层，使相邻DBR阻挡层之间形成间隙；

步骤五、在第一N-GaN层上方的各个间隙内依次向上依次外延生长第二N-GaN层、有源层以及P-GaN层，所述依次生长的第二N-GaN层、有源层以及P-GaN层与它们两侧的DBR阻挡层形成角度互补；

步骤六、利用ICP刻蚀掉DBR阻挡层；

步骤七、在P-GaN层表面蒸镀一层镜面反射层，在其中一层镜面反射层的中间刻蚀出通孔，该通孔通向P-GaN层；

步骤八、在镜面反射层上蒸镀一层Barrier阻挡层，在具有通孔的镜面反射层上方的Barrier阻挡层也刻蚀出相对于的通孔；

步骤九、在第二N-GaN层、有源层以及P-GaN层的两侧以及Barrier阻挡层上方蒸镀一层保护层，在在通孔上方的保护层刻蚀出一P-Pad空间；

步骤十、在P-Pad空间中蒸镀上P-Pad层，P-Pad层通过通孔与P-GaN层连接，在不具有P-Pad空间的保护层上蒸镀N-Pad层，N-Pad层与第二N一GaN层连接。

所述步骤二光阻层的形成方法是：先在第一N-GaN层上形成一层覆盖整个第一N-GaN层光阻，然后采用黄光光刻工艺显影掉无需保留的光阻，剩下并列且相互独立各光阻层。

所述保护层为SiNx保护层。

所述Barrier阻挡层、保护层、P-Pad层以及N-Pad层均采用CVD蒸镀形成。

所述光阻层的等腰梯形截面的倾斜角度为45-60°。

采用上述方案后，本发明具的有益效果是：本发明的通过角度互补的方式制作具有等腰梯形截面的发光二极管，先通过光阻层和DBR阻挡层配合塑性，确定等腰梯形截面的倾斜角度，去掉光阻层后在DBR阻挡层之间的间隙中生长第二N-GaN层、有源层以及P-GaN，因此形成的发光二极管的角度由光阻层的角度决定，所以只需对光阻层角度进行控制就能够控制发光二极管的角度，而这个角度需要结合预先设定的LED灯高度、宽度等参数来控制；

采用本发明工艺制作的发光二极管中，有源层的光经过镜面反射层反射，依次通过P-GaN层、有源层以及第二N-GaN层和第一N-GaN层溢出，由于等腰梯形的设定，上述隔层宽度依次增大，不能对反射光再次反射，从而能够是光全部溢出，避免光损失，提供了出光量。附图说明

图1-10是本发明制作过程的结构示意图。

标号说明

衬底1，第一N-GaN层2，第二N-GaN层3，有源层4，P-GaN层5，镜面反射层6，Barrier阻挡层7，保护层8，光阻层9、DBR阻挡层10，通孔11，P-GaN空间12，P-Pad层13，N-Pad层14。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示的一种等腰梯形式发光二极管的制备工艺，包括以下步骤：

步骤一、在衬底1上生成第一N-GaN层2；

步骤二、在第一N-GaN层2上形成两个以上的具有等腰梯形截面的光阻层，各光阻层并列且相互独立；所述等腰梯形角度在30°~90°，优选的角度在45°~60°；

步骤三、在光阻层的两侧蒸镀上DBR阻挡层10，使DBR阻挡层10在第一N-GaN层上与光阻层形成角度互补；

步骤四、用胶液去掉DBR阻挡层中间的光阻层，使相邻DBR阻挡层之间形成间隙；

步骤五、在第一N-GaN层上方的各个间隙内依次向上依次外延生长第二N-GaN层、有源层以及P-GaN层，所述依次生长的第二N-GaN层、有源层以及P-GaN层与它们两侧的DBR阻挡层形成角度互补；

步骤六、利用ICP刻蚀掉DBR阻挡层；

步骤七、在P-GaN层表面蒸镀一层镜面反射层，在其中一层镜面反射层的中间刻蚀出通孔，该通孔通向P-GaN层；

步骤八、在镜面反射层上蒸镀一层Barrier阻挡层，在具有通孔的镜面反射层上方的Barrier阻挡层也刻蚀出相对于的通孔；

步骤九、在第二N-GaN层、有源层以及P-GaN层的两侧以及Barrier阻挡层上方蒸镀一层保护层，在在通孔上方的保护层刻蚀出一P-Pad空间；

步骤十、在P-Pad空间中蒸镀上P-Pad层，P-Pad层通过通孔与P-GaN层连接，在不具有P-Pad空间的保护层上蒸镀N-Pad层，N-Pad层与第二N一GaN层连接。

所述步骤二光阻层的形成方法是：先在第一N-GaN层上形成一层覆盖整个第一N-GaN层光阻，然后采用黄光光刻工艺显影掉无需保留的光阻，剩下并列且相互独立各光阻层。

所述保护层为SiNx保护层。

所述Barrier阻挡层、保护层、P-Pad层以及N-Pad层均采用CVD蒸镀形成。

以上仅为本发明的具体实施例，并非对本发明的保护范围的限定。凡依本案的设计思路所做的等同变化，均落入本案的保护范围。