发光二极管芯片及其制作方法与流程

本公开涉及半导体，特别涉及一种发光二极管芯片及其制作方法。

背景技术：

1、发光二极管(light emitting diode，led)因具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，目前已经被广泛应用于背光、照明、景观等各个光源领域。

2、相关技术中，led芯片包括：衬底、分布式布拉格反射(distributed braggreflection，dbr)层和发光结构，发光结构位于衬底的正面，dbr层位于衬底的背面。

3、然而，上述结构中，发光结构发射的光线入射至dbr层时，入射角小的入射光线会折射进入dbr层，dbr层会吸收部分入射光线，造成反射率的损失，影响led芯片的发光效率。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，能有效减少dbr层对光的吸收，提高led芯片的发光效率。所述技术方案如下：

2、一方面，提供了一种发光二极管芯片，包括衬底、发光结构、第一分布式布拉格反射层和第二分布式布拉格反射层，所述衬底具有相对的正面和背面，所述发光结构位于所述衬底的正面，所述衬底的背面具有至少一个凹槽，所述第一分布式布拉格反射层位于所述凹槽中，所述第一分布式布拉格反射层包括多个第一高折射率层和多个第一低折射率层，所述第二分布式布拉格反射层位于所述背面且覆盖所述第一分布式布拉格反射层，所述第二分布式布拉格反射层包括多个第二高折射率层和多个第二低折射率层，所述第一高折射率层与所述第一低折射率层的折射率差值大于所述第二高折射率层与所述第二低折射率层的折射率差值。

3、可选地，所述第一高折射率层的折射率大于或者等于所述第二高折射率层的折射率，所述第一低折射率层的折射率小于所述第二低折射率层的折射率。

4、可选地，所述第一高折射率层与所述第一低折射率层在波长为500nm处的折射率差值为0.49至1.25，所述第二高折射率层与所述第二低折射率层在波长为500nm处的折射率差值为0.49至1.25。

5、可选地，所述第一分布式布拉格反射层与所述衬底的背面平齐。

6、可选地，所述第一高折射率层的材料包括tio2、zns、znse、ta2o5、hfo2、zro2中的至少一种，所述第二高折射率层的材料包括tio2、zns、znse、ta2o5、hfo2、zro2中的至少一种，所述第一低折射率层的材料包括sio2、mgf2、alf3、na3alf6、baf2中的至少一种，所述第二低折射率层的材料包括sio2、mgf2、alf3、na3alf6、baf2中的至少一种。

7、可选地，所述第一分布式布拉格反射层靠近所述衬底的一侧为所述第一低折射率层，所述第一分布式布拉格反射层远离所述衬底的一侧为所述第一高折射率层。

8、可选地，所述第二分布式布拉格反射层靠近所述衬底的一侧为所述第二低折射率层，所述第二分布式布拉格反射层远离所述衬底的一侧为所述第二高折射率层。

9、可选地，所述凹槽的深度为1μm至5μm。

10、可选地，所述凹槽为圆柱形凹槽、四棱柱形凹槽或六棱柱形凹槽。

11、另一方面，提供了一种发光二极管芯片的制作方法，包括：在衬底的正面形成发光结构；在所述衬底的背面形成至少一个凹槽；在所述凹槽中形成第一分布式布拉格反射层，所述第一分布式布拉格反射层位于所述凹槽中，所述第一分布式布拉格反射层包括多个第一高折射率层和多个第一低折射率层；在所述衬底的背面形成第二分布式布拉格反射层，所述第二分布式布拉格反射层位于所述衬底的背面且覆盖所述第一分布式布拉格反射层，所述第二分布式布拉格反射层包括多个第二高折射率层和多个第二低折射率层，所述第一高折射率层与所述第一低折射率层的折射率差值大于所述第二高折射率层与所述第二低折射率层的折射率差值。

12、本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

13、本公开实施例中，衬底的背面具有至少一个凹槽，凹槽中填充有第一分布式布拉格反射层，第一分布式布拉格反射层包括多个第一高折射率层和多个第一低折射率层。由于第一分布式布拉格反射层填充在衬底背面的凹槽中，在衬底厚度不变的情况下，led芯片的总厚度不会发生变化，因此在保证产品厚度不变的情况下，第一分布式布拉格反射层可以减少发光结构发射的光线在衬底中的传播行程，第一分布式布拉格反射层能更早地反射光线，从而提高led芯片的发光效率。

14、并且，通过在衬底的背面设置覆盖衬底的背面和第一分布式布拉格反射层的第二分布式布拉格反射层，第二分布式布拉格反射层包括多个第二高折射率层和多个第二低折射率层，第一高折射率层与第一低折射率层的折射率差值大于第二高折射率层与第二低折射率层的折射率差值。由于dbr层中高低折射率层的折射率差值越大，dbr层的反射率越高，因此，第一分布式布拉格反射层可以增大光线的反射率。而且dbr层中高低折射率层的层叠对数越多，dbr层的反射率越高，因此，第一分布式布拉格反射层可以与第二分布式布拉格反射层配合，使dbr层中高低折射率层的层叠对数增多，从而减少dbr层对光的吸收，提高led芯片的发光效率，同时也不会使dbr层厚度过大影响后续划裂制程。

技术特征：

1.一种发光二极管芯片，其特征在于，包括衬底、发光结构、第一分布式布拉格反射层和第二分布式布拉格反射层，

2.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一高折射率层的折射率大于或者等于所述第二高折射率层的折射率，所述第一低折射率层的折射率小于所述第二低折射率层的折射率。

3.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一高折射率层与所述第一低折射率层在波长为500nm处的折射率差值为0.49至1.25，所述第二高折射率层与所述第二低折射率层在波长为500nm处的折射率差值为0.49至1.25。

4.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射层与所述衬底的背面平齐。

5.根据权利要求1所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一高折射率层的材料包括tio2、zns、znse、ta2o5、hfo2、zro2中的至少一种，所述第二高折射率层的材料包括tio2、zns、znse、ta2o5、hfo2、zro2中的至少一种，所述第一低折射率层的材料包括sio2、mgf2、alf3、na3alf6、baf2中的至少一种，所述第二低折射率层的材料包括sio2、mgf2、alf3、na3alf6、baf2中的至少一种。

6.根据权利要求1至5任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第一分布式布拉格反射层靠近所述衬底的一侧为所述第一低折射率层，所述第一分布式布拉格反射层远离所述衬底的一侧为所述第一高折射率层。

7.根据权利要求6所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述第二分布式布拉格反射层靠近所述衬底的一侧为所述第二低折射率层，所述第二分布式布拉格反射层远离所述衬底的一侧为所述第二高折射率层。

8.根据权利要求1至5和权利要求7任一项所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述凹槽的深度为1μm至5μm。

9.根据权利要求8所述的发光二极管芯片，其特征在于，所述凹槽为圆柱形凹槽、四棱柱形凹槽或六棱柱形凹槽。

10.一种发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，包括：

技术总结
本公开实施例提供了一种发光二极管芯片及其制作方法，属于半导体技术领域。该发光二极管包括衬底、发光结构、第一DBR层和第二DBR层，衬底具有相对的正面和背面，发光结构位于衬底的正面，衬底的背面具有至少一个凹槽，第一DBR层位于凹槽中，第一DBR层包括多个第一高折射率层和多个第一低折射率层，第二DBR层位于背面且覆盖第一DBR层，第二DBR层包括多个第二高折射率层和多个第二低折射率层，第一高折射率层与第一低折射率层的折射率差值大于第二高折射率层与第二低折射率层的折射率差值。本公开实施例能有效减少DBR层对光的吸收，提高LED芯片的发光效率。

技术研发人员：郝亚磊,韩艺蕃,陈沛然,王绘凝,王江波
受保护的技术使用者：华灿光电（浙江）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15