一种具有侧壁dbr的led芯片的制造方法
【专利摘要】一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，对发光结构进行刻蚀，形成第一通孔，并在第一通孔侧壁形成具有高反射性能的DBR层，这样能较好的把芯片侧面的光反射回芯片内部，减少芯片侧面出光而导致的漏蓝问题，同时，把芯片侧面的光反射回内部能增加芯片轴相出光，提高芯片的亮度和改善芯片的光型分布。
【专利说明】
一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体光电器件以及半导体照明制造领域，尤其是涉及一种LED芯片的制造方法。
【背景技术】
[0002]LED作为新一代的固体冷光源，具有低能耗、寿命长、易控制、安全环保等特点，是理想的节能环保产品，适用各种照明场所。
[0003]现有封装过程中，直接在LED芯片上喷涂一层荧光粉，然后用模具进行透镜封装。传统的LED芯片具有五面出光的特点，因此除了正面喷涂荧光粉能正常出光外，其他四面侧壁容易出现漏蓝、发黄等的问题，存在较严重不同角度颜色差异。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，以解决现有技术中LED芯片漏蓝、发黄等的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，包括:
提供第一衬底；
在所述第一衬底上形成发光结构，其中，所述发光结构包括依次形成的N型氮化镓层、有源层、P型氮化镓层；
对所述发光结构进行刻蚀，形成贯穿所述发光结构的第一通孔和形成贯穿所述P型氮化镓层和有源层的第二通孔；
在所述P型氮化镓层表面及第一通孔和第二通孔的侧壁形成DBR层；
对所述P型氮化镓层表面的DBR层进行图形化刻蚀，漏出发光区域；
在所述P型氮化镓层表面及P型氮化镓层上的DBR层表面形成欧姆接触层；
在所述欧姆接触层表面形成P型电极，在所述第二通孔内填充金属层形成N型电极。
[0006]优选的，所述P型电极在所述P型氮化镓层上的DBR层的垂直投影上。
[0007]优选的，所述P型电极的面积小于等于所述P型氮化镓层上的DBR层的面积。
[0008]优选的，所述DBR层是采用电子束蒸镀或磁控溅射工艺形成的。
[0009]优选的，所述电极是采用电子束蒸镀、磁控溅射、电镀或化学镀工艺在所述欧姆接触层或第二通孔中沉积填充金属层形成的。
[0010]优选的，所述第一通孔、第二通孔是采用干法刻蚀工艺形成的。
[0011 ]优选的，所述欧姆接触层是采用电子束蒸镀或磁控溅射工艺形成的。
[0012]优选的，所述欧姆接触层在氮气等惰性气体的保护下进行高温退火。
[0013]与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点:
本发明提供的一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，对发光结构进行刻蚀，形成第一通孔，并在第一通孔侧壁形成具有高反射性能的DBR层，这样能较好的把芯片侧面的光反射回芯片内部，减少芯片侧面出光而导致的漏蓝问题，同时，把芯片侧面的光反射回内部能增加芯片轴相出光，提高芯片的亮度和改善芯片的光型分布。
[0014]此外，在P型氮化镓层表面形成DBR层，可作为LED芯片的电流阻挡层，一方面能够抑制芯片在垂直方向的电流注入，增加芯片的电流扩展性能；另一方面，该DBR层能把P型电极遮挡的光线反射出去，从而增加芯片的出光效率。
【附图说明】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明实施例提供的一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法的流程图；
图2a-2f为本发明实施提供的一种具有侧壁DBR的LED芯片的制作工艺流程图。
具体实施例
[0017]正如【背景技术】所述，现有技术中的LED芯片在封装过程中容易出现漏蓝等的问题。
[0018]基于此，本发明提供了一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，以克服现有技术存在的上述问题，包括:
提供第一衬底;在所述第一衬底上形成发光结构，其中，所述发光结构包括依次形成的N型氮化镓层、有源层、P型氮化镓层;对所述发光结构进行刻蚀，形成贯穿所述发光结构的第一通孔和形成贯穿所述P型氮化镓层和有源层的第二通孔;在所述P型氮化镓层表面及第一通孔和第二通孔的侧壁形成DBR层;对所述P型氮化镓层表面的DBR层进行图形化刻蚀，漏出发光区域;在所述P型氮化镓层表面及P型氮化镓层上的DBR层表面形成欧姆接触层;在所述欧姆接触层表面形成P型电极，在所述第二通孔内填充金属层形成N型电极。
[0019]本发明提供的一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，对发光结构进行刻蚀，形成第一通孔，并在第一通孔侧壁形成具有高反射性能的DBR层，这样能较好的把芯片侧面的光反射回芯片内部，减少芯片侧面出光而导致的漏蓝问题，同时，把芯片侧面的光反射回内部能增加芯片轴相出光，提高芯片的亮度和改善芯片的光型分布。此外，在P型氮化镓层表面形成DBR层，可作为LED芯片的电流阻挡层，一方面能够抑制芯片在垂直方向的电流注入，增加芯片的电流扩展性能；另一方面，该DBR层能把P型电极遮挡的光线反射出去，从而增加芯片的出光效率。
[0020]以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做详细的说明。
[0021]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0023]下面通过具体实施例详细描述。
[0024]实施例一
本实施例提供了一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，其流程图如图1所示，包括以下步骤:
S201:提供第一衬底；
第一衬底的材料可以为蓝宝石、碳化硅或硅，也可以为其他半导体材料，本实施例中优选第一衬底为蓝宝石衬底。
[0025]S202:在所述第一衬底上形成发光结构；
其中，所述发光结构包括依次形成的N型氮化镓层、有源层和P型氮化镓层。
[0026]具体地，如图2a所示，先在第一衬底10上形成发光结构20，即在第一衬底10上依次生长N型氮化镓层21、有源层22、P型氮化镓层23。
[0027]S203:对所述发光结构进行刻蚀，形成贯穿所述发光结构的第一通孔和形成贯穿所述P型氮化镓层和有源层的第二通孔；
如图2b所示，采用电感耦合等离子或反应离子刻蚀工艺，对所述发光结构20进行干法刻蚀，形成贯穿所述发光结构20的第一通孔。此外，采用电感耦合等离子或反应离子刻蚀工艺，对所述P型氮化镓层23和有源层22进行干法刻蚀，形成贯穿所述P型氮化镓层23和有源层22，终止位置在N型氮化镓层21表面的第二通孔。
[0028]通过形成第一通孔，形成单个LED芯片，便于后续形成侧壁DBR层。
[0029]S204:在所述P型氮化镓层表面及第一通孔和第二通孔的侧壁形成DBR层；
如图2c所示，采用电子束蒸镀或磁控溅射工艺，在所述P型氮化镓层23表面及第一通孔和第二通孔的侧壁形成具有高反射性能和钝化性能的DBR层30。
[0030]在第一通孔侧壁形成的DBR层能将芯片侧壁发出的光反射回芯片内部，增加芯片的轴向出光，同时防止芯片漏蓝。在第二通孔侧壁形成的DBR层能将后续形成的P、N电极进行绝缘，防止芯片出现短路。在P型氮化层表面形成的DBR层可以作为芯片的电流阻挡层，抑制芯片在垂直方向的电流注入，增加芯片的电流扩展性能，同时，该DBR层能把P型电极遮挡的光线反射出去，从而增加芯片的出光效率。
[0031]S205:对所述P型氮化镓层表面的DBR层进行图形化刻蚀，漏出发光区域；
采用干法刻蚀或湿法腐蚀工艺，对所述P型氮化镓层24表面的DBR层30进行图形化刻蚀，漏出发光区域，如图2d所示。
[0032]S206:在所述P型氮化镓层表面及P型氮化镓层上的DBR层表面形成欧姆接触层； 如图2e所示，采用电子束蒸发或者磁控溅射工艺在所述P型氮化镓层23表面及P型氮化镓层23上的DBR层30表面形成欧姆接触层40。具体的，在形成所述欧姆接触层40的过程中，将芯片放置在氮气等惰性气体环境中高温退火5min?60min，以使欧姆接触性能更加良好。
[0033]S207:在所述欧姆接触层表面形成P型电极，在所述第二通孔内填充金属层形成N型电极；
如图2f所示，采用电子束蒸发或者磁控溅射工艺在所述欧姆接触层40表面沉积金属层形成P型电极51，并在所述第二通孔内填充金属层形成N型电极52。具体的，所述P型电极51在所述P型氮化镓层23上的DBR层30的垂直投影上，且所述P型电极51的面积小于等于所述P型氮化镓层23上的DBR层30的面积。在P型电极垂直投影下的DBR层能把P型电极遮挡反射回芯片内部的光线经DBR层反射出去，从而增加芯片的出光效率。
[0034]最后采用正切或背切的方法沿着第一通孔对芯片进行切割，将切割好的芯粒进行光电参数的测试和分选，将合格的芯粒进行后续的封装等工艺后，形成成品的LED芯片或LED发光器件。
[0035 ]本实施例提供的一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，对发光结构进行刻蚀，形成第一通孔，并在第一通孔侧壁形成具有高反射性能的DBR层，这样能较好的把芯片侧面的光反射回芯片内部，减少芯片侧面出光而导致的漏蓝问题，同时，把芯片侧面的光反射回内部能增加芯片轴相出光，提高芯片的亮度和改善芯片的光型分布。此外，在P型氮化镓层表面形成DBR层，可作为LED芯片的电流阻挡层，一方面能够抑制芯片在垂直方向的电流注入，增加芯片的电流扩展性能；另一方面，该DBR层能把P型电极遮挡的光线反射出去，从而增加芯片的出光效率。
[0036]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种具有侧壁DBR的LED芯片的制造方法，包括: 提供第一衬底； 在所述第一衬底上形成发光结构，其中，所述发光结构包括依次形成的N型氮化镓层、有源层、P型氮化镓层； 对所述发光结构进行刻蚀，形成贯穿所述发光结构的第一通孔和形成贯穿所述P型氮化镓层和有源层的第二通孔； 在所述P型氮化镓层表面及第一通孔和第二通孔的侧壁形成DBR层； 对所述P型氮化镓层表面的DBR层进行图形化刻蚀，漏出发光区域； 在所述P型氮化镓层表面及P型氮化镓层上的DBR层表面形成欧姆接触层； 在所述欧姆接触层表面形成P型电极，在所述第二通孔内填充金属层形成N型电极。2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述P型电极在所述P型氮化镓层上的DBR层的垂直投影上。3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述P型电极的面积小于等于所述P型氮化镓层上的DBR层的面积。4.根据权利要求1-3中任一所述的制造方法，其特征在于，所述DBR层是采用电子束蒸镀或磁控溅射工艺形成的。5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述电极是采用电子束蒸镀、磁控溅射、电镀或化学镀工艺在所述欧姆接触层或第二通孔中沉积填充金属层形成的。6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述第一通孔、第二通孔是采用干法刻蚀工艺形成的。7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述欧姆接触层是采用电子束蒸镀或磁控溅射工艺形成的。8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述欧姆接触层在氮气等惰性气体的保护下进行高温退火。
【文档编号】H01L33/14GK105932120SQ201610435517
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】徐亮, 何键云
【申请人】佛山市国星半导体技术有限公司