专利名称：通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片及其制作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片及 其制作工艺，通过将p型金属pad延伸至非发光面部分上，从而减少对出光的遮挡，
提高发光二极管的出光效率。
背景技术：
第一只商用半导体二极管从上世纪60年代诞生，90年代第一只大功率发光二极 管诞生，围绕着如何提高发光二极管的出光效率，发光二极管的结构也经历了无数的 变化，如倒金字塔结构、倒装结构等等，发光二极管的光效也从刚诞生时的51m/W 提高到了今天高于1001m/W。效率的不断提高推动发光二极管进入了各大领域交通 信号灯、大屏幕背光源、甚至未来几年的路灯等高端领域，发展之所以如此迅速是由 于发光二极管具有寿命长、低功耗、绿色环保的优点。目前制约LED进入高端领域的 发展瓶颈是出光效率及散热，理论上发光二极管发光效率高达2001ra/W,但是现在发 光二极管的效率不到理论值的一半，一个重要原因就是一部分从激活区出来的光不能 从发光二极管芯片内部提取出来，尤其是金属电极的吸收、遮挡、除正上方方向之外 方向光的多次折射等影响。芯片表面的金属电极pad占发光面积接近1/3，大量有源 层发出的光由于金属pad的遮挡无法被提取，造成了耗电的同时不出光，从而造成发 光二极管效率低。
发明内容
本发明的目的在于针对已有技术存在的缺陷，提供一种通过延伸电极减少出光遮 挡提高出光效率的发光二极管芯片及其制作工艺，提高发光二极管的出光效率。
为达到上述目的，本发明的构思是针对当前LED存在的结构缺陷，金属电极 遮光较多，将p型金属pad延伸至发光面外部，从而减少金属pad对出光的遮挡，达 到提高出光效率的目的。
本发明采用采用刻蚀技术将芯片四周以及一对角刻蚀掉并用光刻胶保护好一个 角，采用绝缘材料填充其它刻蚀部分，填至与有源层上表面齐平后开始生长制作电流 扩散层，如ITO电流扩散层或者镍金电流扩展层或者p型ZnO电流扩散层，最后在 被刻蚀掉的角对应于填充绝缘材料的透明电流扩展层上表面位置制作金属电极pad,
并在对应于填充绝缘材料的芯片四周的透明电流扩展层上制作金辅助电流扩展层(n 型电极附近除外)，本发明是在原有结构的基础上进行的结构创新，将p型金属电极 延伸至发光面外部的填充材料上，减少了金属pad在发光面上表面对出光的遮挡，增 加了出光总量，从而有利于发光二极管出光效率的提高。
根据上述的发明构思，本发明采用下述技术方案
一种通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片，包括P型
电极pad、 n型电极pad、发光有源层、衬底和透明电流扩展层在芯片四周有淀积的 绝缘层与发光有源层齐平，在芯片四周除n型pad附近外，绝缘层上方有制作辅助电 流扩展层，在辅助电流扩展层上制作p型金pad。
所述的通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片，透明电流扩 展层为IT0电流扩展层或者镍金电流扩展层或者p型氧化锌电流扩展层；
一种制造根据权利要求1所述通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光 二极管芯片的制作工艺，其特征在于工艺步骤如下
1) 在原有工艺下通过MOCVD等设备完成发光有源层的生长制作；
2) 将相应尺寸芯片发光有源层四周以及一对对角刻蚀掉，深度刻蚀至衬底；
3) 将刻蚀出的一对对角中的一个通过光刻胶保护起来，然后通过薄膜淀积技术， 将刻蚀出的部分填充绝缘层至与发光有源层上表面齐平；
4) 清洗发光有源层上表面的杂质后，制作透明电流扩展层；
5) 在透明电流扩展层的上方相应的位置制作辅助电流扩展层以及p型金pad、 n 型金pad;
6) 表面清洗以及杂质清除；
7) 将圆片划分成单个芯片。 上述的通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片制作工艺的
步骤5)中，p型金pad电极的位置对应于填充有填充体角位置上的透明电流扩展层 上表面，辅助电流扩展层在四周填充好绝缘层的透明电流扩展层上方。
本通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片发明与传统芯片
相比，具有明显的优势通过四周的辅助电流扩展层，提高了电流扩散均匀性，避免
了p型电极对出光的遮挡，提高了出光效率。
图1传统发光二极管芯片的截面图 图2传统芯片的俯视图 图3是本发明的芯片分割前整体图 图4本发明单颗芯片俯视图 图5本发明单颗芯片截面图
具体实施例方式
本发明的一个优选实施例结合
如下
参见图3、图4和图5，本通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极 管芯片包括p型电极pad 1、 n型电极pad 2、发光有源层3、衬底4、透明电流扩 展层5、辅助电流扩展层6、绝缘层7，其特征在于基于传统工艺在衬底4上制作完 发光有源层3后，将每个芯片四周的发光有源层3刻蚀掉，并刻蚀出制作n型金pad 2的位置，在芯片四周淀积绝缘层7至与发光有源层3齐平后生长透明电流扩展层5， 在芯片四周制作辅助电流扩展层6后，制作n型金pad以及p型金pad;
本通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片的制备工艺如下 首先在原有工艺下通过M0CVD等设备完成发光有源层3的生长制作，将相应尺寸 芯片发光有源层3四周以及一对对角刻蚀掉，深度刻蚀至衬底；然后将刻蚀出的一对 对角中的一个通过光刻胶保护起来，通过薄膜淀积技术，将刻蚀出的部分填充绝缘层 7至与发光有源层3上表面齐平；清洗发光有源层3上表面的光刻胶等杂质后，制作 透明电流扩展层5;再后在透明电流扩展层的上方相应的位置制作辅助电流扩展层6 以及p型金pad 1、 n型金pad 2;最后表面清洗以及杂质清除，并将圆片划分成单 个芯片。
权利要求
1.一种通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片，包括p型电极pad(1)、n型电极pad(2)、发光有源层(3)、衬底(4)和透明电流扩展层(5)，其特征在于在芯片四周有淀积的绝缘层(7)与发光有源层(3)齐平，在芯片四周n型金pad除外，绝缘层(7)上方有辅助电流扩展层(6)，在辅助电流扩展层(6)上制作p型近pad。
2、 根据权利要求1所述的通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯 片，其特征在于所述透明电流扩展层(5)为IT0电流扩展层，或者镍金电流扩展 层，或者P型氧化锌电流扩展层。
3、 一种根据权利要求1所述通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管 芯片的制作工艺，其特征在于工艺步骤如下1) 在原有工艺下通过MOCVD等设备完成发光有源层(3)的生长制作；2) 将相应尺寸芯片发光有源层(3)四周以及一对对角刻蚀掉，深度刻蚀至衬底；3) 将刻蚀出的一对对角中的一个通过光刻胶保护起来，然后通过薄膜淀积技术， 将刻蚀出的部分填充绝缘层(7)至与发光有源层(3)上表面齐平；4) 清洗发光有源层(3)上表面的杂质后，制作透明电流扩展层(5);5) 在透明电流扩展层的上方相应的位置制作辅助电流扩展层(6)以及p型金pad(1)、 n型金pad (2);6) 表面清洗以及杂质清除；7) 将圆片划分成单个芯片。
4、 根据权利要求3所述的通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯 片的制作工艺，其特征在于所述步骤5)中，p型金pad (1)电极的位置对应于 填充有绝缘层(7)角位置上的透明电流扩展层(5)上表面，辅助电流扩展层(6) 在四周填充好绝缘层(7)的透明电流扩展层(5)上方。
全文摘要
本发明涉及一种通过延伸电极减少出光遮挡提高出光效率的发光二极管芯片及其制作工艺，它包括p型电极pad、n型电极pad、发光有源层、衬底和透明电流扩展层，在芯片四周有淀积的绝缘层至与发光有源层齐平，在芯片四周除n型电极pad附近外，绝缘层的上方有辅助电流扩展层，在辅助电流扩展层上制作p型金pad。本发明通过减少对出光的遮挡，从而达到提高发光二极管的出光效率。
文档编号H01L33/00GK101369621SQ20081004063
公开日2009年2月18日 申请日期2008年7月16日 优先权日2008年7月16日
发明者张建华, 李抒智, 杨卫桥, 殷录桥, 郭延生, 马可军 申请人:上海大学;上海半导体照明工程技术研究中心