一种高光效LED芯片及其制备方法与流程

本发明涉及led芯片及其制造技术领域，特别涉及一种高光效led芯片及其制备方法。

背景技术

目前led芯片主要采用四道或五道工艺制程，参考图1-3，通过在衬底层10上制作n电极台阶mesa、电流阻挡层cbl、电流扩展层或透明导电层tcl构成的外延层11，并在外延层11上制作金属pad电极12和钝化层pav，这种制造工艺较为成熟，但存在一些固有的缺点，比如：①电极金属挡光、吸光较大；②n极台阶刻蚀掉的发光面积较大，损失发光层；③外延n层缺乏扩展层等缺点。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高光效led芯片，包括：

衬底层及制作在所述衬底层上的外延层；

所述外延层上制作有第一电极及第二电极，以及位于所述第一电极与第二电极之间的间断式台阶；

所述间断式台阶表面制作有与所述第一电极连接的复合电极。

进一步的，所述外延片的边缘部位还制作有一圈侧壁扩展层，所述侧壁扩展层的材质与所述第一电极相同并同步制作且相连接。

本发明还提供了一种上述高光效led芯片的制备方法，包括如下步骤：

s1.提供一衬底层，并在所述衬底层上进行cbl电流阻挡层制作；

s2.在s1基础上进一步进行间断式台阶及透明导电层制作；

s3.在s2基础上进一步进行pav钝化层制作；

s4.在s3基础上进一步进行第一电极、复合电极和侧壁扩展层制作；

s5.最后完成第二电极制作。

具体的，包括如下步骤：

s1.通过沉积或蒸镀方法在所述衬底层上生长一层电流阻挡层；

s2.在s1基础上包括如下步骤：

s21.在所述电流阻挡层上作业cbl光刻、刻蚀及清洗制程形成间断式台阶；

s22.在s21基础上蒸镀一层透明导电层，然后在所述透明导电层上作业间断式光刻图层；

s23.在s22基础上进行所述透明导电层蚀刻和外延台阶蚀刻，然后清洗晶片表面；

s3.在s2基础上沉积或蒸镀一层透明绝缘的钝化层；

s4.在s3基础上包括如下步骤：

s41.采用boe湿法或icp干法刻蚀钝化层，并清洗晶片表面；

s42.通过负胶光刻工艺制作第一电极图形、复合电极图形及侧壁扩展层图形；

s43.蒸镀第一种反光金属材料进行制作所述第一电极、复合电极及侧壁扩展层，然后使用粘性剥离膜剥离出所需要的光刻图形；

s5.在s4基础上，通过负胶光刻工艺制作第二电极图形，然后蒸镀金并剥离出所述第二电极。

其中，s1中所述电流阻挡层的厚度大于材料为氧化硅、氮化硅、氧化钛等不导电、不吸收蓝光的薄膜材料中的一种或多种。

其中，s21中清洗制程采用硫酸与双氧水混合液或采用盐酸，常温下清洗10分钟以上；s22中所述透明导电层为ito或银纳米线，厚度在以上；s23中所述透明导电层蚀刻采用盐酸ito蚀刻液或采用氨水刻蚀银纳米线，并通过icp干蚀刻1um以上完成外延台阶蚀刻，然后采用硫酸与双氧水混合液或采用盐酸载常温下清洗10分钟以上完成晶片表面清洗。

其中，s3中透明绝缘的所述钝化层为氧化硅或氮化硅等材质中的一种或多种，厚度为

其中，s41中采用盐酸，常温下清洗10分钟以上完成晶片表面清洗；s43中第一种反光金属材料为反射率高的铝、银或钛金属。

通过上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

①基于间断式台阶的金属复合电极，可以有效减少遮光和吸光，提高芯片亮度2％左右；

②间断式台阶设置，可以有效降低发光面积损失，提高光取出效率1％左右；

③金属侧壁扩展层设置，可以有效提高n-gan电流扩展，降低芯片电压3％左右；

④采用本发明提供的制备工艺，芯片的发光效率可提高6％，即，在相同亮度下，可实现节能6％。

附图说明

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。

图1为现有技术的led芯片外观结构示意图；

图2为图1中a-a向剖视结构示意图；

图3为现有技术的led芯片制备工艺流程示意图；

图4为本发明实施例所公开的led芯片外观结构示意图；

图5为图4中b-b向剖视结构示意图；

图6为本发明实施例所公开的led芯片制备工艺流程示意图。

图中数字表示：

10.衬底层11.外延层12.pad电极

20.衬底层21.外延层221.第一电极222.第二电极

23.间断式台阶24.复合电极25.侧壁扩展层

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图4-5，本发明提供的高光效led芯片，包括：衬底层20及制作在衬底层20上的外延层21；外延层21上制作有第一电极221及第二电极222，以及位于第一电极221与第二电极222之间的间断式台阶23；间断式台阶23表面制作有与第一电极221连接的复合电极24；外延片的边缘部位还制作有一圈侧壁扩展层25，侧壁扩展层25的材质与第一电极221相同并同步制作且相连接。

参考图6，本发提供的一种高光效led芯片的制备方法，具体包括如下步骤：

s1.通过沉积或蒸镀方法在衬底层20上生长一层电流阻挡层，电流阻挡层的厚度大于材料为氧化硅、氮化硅、氧化钛等不导电、不吸收蓝光的薄膜材料中的一种或多种；

s2.在s1基础上包括如下步骤：

s21.在电流阻挡层上作业cbl光刻、刻蚀及清洗制程形成间断式台阶23，清洗制程采用硫酸与双氧水混合液或采用盐酸，常温下清洗10分钟以上；

s22.在s21基础上蒸镀一层透明导电层，然后在透明导电层上作业间断式光刻图层；其中，透明导电层为ito或银纳米线，厚度在以上；

s23.在s22基础上进行透明导电层蚀刻和外延台阶蚀刻，然后清洗晶片表面；其中，透明导电层蚀刻采用盐酸ito蚀刻液或采用氨水刻蚀银纳米线，并通过icp干蚀刻1um以上完成外延台阶蚀刻，然后采用硫酸与双氧水混合液或采用盐酸载常温下清洗10分钟以上完成晶片表面清洗；

s3.在s2基础上沉积或蒸镀一层透明绝缘的钝化层，透明绝缘的钝化层为氧化硅或氮化硅等材质中的一种或多种，厚度为

s4.在s3基础上包括如下步骤：

s41.采用boe湿法或icp干法刻蚀钝化层，并采用盐酸，常温下清洗10分钟以上完成晶片表面清洗；

s42.通过负胶光刻工艺制作第一电极图形、复合电极图形及侧壁扩展层图形；

s43.蒸镀第一种反光金属材料进行制作第一电极221、复合电极24及侧壁扩展层25，然后使用粘性剥离膜剥离出所需要的光刻图形；其中，第一种反光金属材料为反射率高的铝、银或钛金属；

s5.在s4基础上，通过负胶光刻工艺制作第二电极图形，然后蒸镀金并剥离出第二电极222。

本发明基于间断式台阶23的金属复合电极24，可以有效减少遮光和吸光，提高芯片亮度2％左右；通过间断式台阶23设置，可以有效降低发光面积损失，提高光取出效率1％左右；通过金属侧壁扩展层25设置，可以有效提高n-gan的电流扩展，降低芯片电压3％左右；采用本发明提供的制备工艺，芯片的发光效率可提高6％，即，在相同亮度下，可实现节能6％。

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。对上述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。