本發(fā)明屬于半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種凸型LED芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法。

背景技術(shù)：

LED(Light Emitting Diode)，發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。

半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)P-N結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED燈發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。

LED產(chǎn)業(yè)是近幾年最受矚目的產(chǎn)業(yè)之一，發(fā)展至今，LED產(chǎn)品己具有節(jié)能、省電、高效率、反應(yīng)時(shí)間快、壽命長(zhǎng)，且不含汞，具有環(huán)保效益等優(yōu)點(diǎn)，因此被認(rèn)為是新世代綠色節(jié)能照明的最佳光源。LED燈是廣泛應(yīng)用于人們的日常生活，例如交通紅綠燈、車(chē)頭燈、戶外顯示器、手機(jī)背光源，電器的指示燈、部分照明路燈等都廣泛采用尤其而言，在節(jié)能環(huán)保方面，LED燈相比普通白熾燈和熒光燈具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因此未來(lái)LED光源代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源成為主要照明光源己經(jīng)成為共識(shí)。

然而要代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源，LED的成本要盡可能低，目前LED發(fā)光結(jié)構(gòu)通常都是采用金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積(M0CVD)技術(shù)異質(zhì)外延制備。其中,常用的異質(zhì)襯底目前主要有藍(lán)寶石、碳化硅和硅襯底，然而硅襯底以其便宜的價(jià)格，大尺寸等優(yōu)勢(shì)，在LED照明上具有極其明顯的優(yōu)勢(shì)。但是，由于硅襯底具有吸光特性，因此硅襯底上的外延層需要轉(zhuǎn)移到另外的襯底上以制備成垂直結(jié)構(gòu)LED芯片。雖然通過(guò)砝襯底轉(zhuǎn)移得到的垂直結(jié)構(gòu)LED芯片有很多的優(yōu)勢(shì)，但是芯片的成本會(huì)升高。

另外現(xiàn)有技術(shù)中LED燈采用黃光制程，采用黃光制成導(dǎo)致LED燈的出光量比較小，為解決LED芯片的制造成本高且出光量低的問(wèn)題，先設(shè)計(jì)一種凸型LED芯片結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種凸型LED芯片結(jié)構(gòu)及其制造方法，通過(guò)在襯底上覆蓋有反射層，且在反射層上覆蓋有緩沖層；通過(guò)將LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面設(shè)計(jì)成凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，凸臺(tái)兩側(cè)面與水平面間的夾角小于45°，解決了LED芯片制造成本高、生產(chǎn)效率低且LED燈的出光量低的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種凸型LED芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底、反射層和LED發(fā)光結(jié)構(gòu)；

所述襯底的上表面覆蓋有發(fā)射層，所述反射層的上方設(shè)置有LED發(fā)光結(jié)構(gòu)；

所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)為凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電膜；所述第一半導(dǎo)體層覆蓋在緩沖層上，且所述有源層覆蓋在第一半導(dǎo)體層上，所述緩沖層上覆蓋有第二半導(dǎo)體層。

進(jìn)一步地，還包括緩沖層，所述緩沖層設(shè)置在反射層和LED發(fā)光結(jié)構(gòu)之間，所述緩沖層的厚度為100-300nm。

進(jìn)一步地，所述LED發(fā)光結(jié)構(gòu)兩傾斜面與水平面間的夾角小于45°。

進(jìn)一步地，所述第二半導(dǎo)體上覆蓋有透明導(dǎo)電膜；所述透明導(dǎo)電膜上設(shè)置有第一電極；所述第一半導(dǎo)層上設(shè)置有第一電極。

進(jìn)一步地，所述制備反射層的材料為氧化硅，且反射層采用反射鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，所述反射層的厚度為1-3um。

進(jìn)一步地，所述第一半導(dǎo)體層為P型摻雜，第二半導(dǎo)體層為N型摻雜，或第一半導(dǎo)體層為N型摻雜，第二半導(dǎo)體層為P型摻雜。

一種LED的制造方法，包括以下步驟：

S1、提供襯底；

S2、在襯底的上表面通過(guò)蒸發(fā)的方式形成反射層；

S3、在反射層的上表面通過(guò)濺射法形成緩沖層；

S4、在反射層的表面上形成LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，其中LED發(fā)光結(jié)構(gòu)(40)包括包括第一半導(dǎo)體層、有源層、第二半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電膜；依次在反射層的表面上沉積第一半導(dǎo)體層、有源層和第二半導(dǎo)體層；

S5、在第二半導(dǎo)體層的上表面貼有透明導(dǎo)電膜；

S6、提供凹模板，通過(guò)將凹模板倒置在LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，并采用蝕刻的方式將LED發(fā)光結(jié)構(gòu)蝕刻成凸臺(tái)狀；

S7、在凸臺(tái)狀LED發(fā)光結(jié)構(gòu)上的第一半導(dǎo)體層上設(shè)置有第一電極；在透明導(dǎo)電膜上設(shè)置有第一電極。

進(jìn)一步地，所述緩沖層的形成工藝，采用鋁靶，工作氣壓為1.3Pa，功率為100W，所述襯底的溫度為400℃，濺射氣氛中的氮?dú)鉂舛葹?0％。

進(jìn)一步地，所述凹模板的第一斜邊和第二斜邊與水平面的夾角分別小于45°。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明通過(guò)在襯底上覆蓋有反射層，且在反射層上覆蓋有緩沖層，避免對(duì)襯底進(jìn)行圖形化，降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率；通過(guò)將LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面設(shè)計(jì)成凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，能夠有效減少全發(fā)射現(xiàn)象，增加LED燈的出光亮。

附圖說(shuō)明

為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

圖1為本發(fā)明一種LED局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種凸型LED芯片結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明LED發(fā)光結(jié)構(gòu)制作的凹模板結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下：

10-襯底，20-反射層，30-緩沖層，40-LED發(fā)光結(jié)構(gòu)，100-凹模板，101-第一斜邊，102-第二斜邊，401-第一半導(dǎo)體層，402-有源層，403-第二半導(dǎo)體層，404-透明導(dǎo)電膜。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1、2所示，一種凸型LED芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底10、反射層20、緩沖層30和LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40,在襯底10的上表面覆蓋有發(fā)射層20，反射層20的上表面覆蓋有緩沖層30，緩沖層30上方覆蓋有LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40；

LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40包括第一半導(dǎo)體層401、有源層402、第二半導(dǎo)體層403和透明導(dǎo)電膜404；第一半導(dǎo)體層401覆蓋在緩沖層30上，且有源層402覆蓋在第一半導(dǎo)體層401上，緩沖層30上覆蓋有第二半導(dǎo)體層403，第二半導(dǎo)體403上覆蓋有透明導(dǎo)電膜404；

其中第一半導(dǎo)體層401為P型摻雜，第二半導(dǎo)體層403為N型摻雜，或第一半導(dǎo)體層401為N型摻雜，第二半導(dǎo)體層403為P型摻雜；

反射層20為氧化硅材料制成，且采用反射鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，反射層20的厚度為1-3um。

如圖3所示，為一凹模板100，凹模板100的第一斜邊101和第二斜邊102與水平面的夾角分別小于45°，通過(guò)凹模板100對(duì)LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40進(jìn)行制作，形成具有凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)；凸臺(tái)LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40的一邊具有部分厚度的第一半導(dǎo)體層401，在部分厚度的第一半導(dǎo)體401上設(shè)置有第一電極201；在透明導(dǎo)電膜404上設(shè)置有第一電極201。

呈凸臺(tái)結(jié)構(gòu)的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40，凸臺(tái)的傾斜面與水平面的夾角分別小于45°。

一種LED的制作方法，包括如下步驟：

S1、提供襯底10；

S2、在襯底10的上表面通過(guò)蒸發(fā)的方式形成1-3um的氧化硅的結(jié)構(gòu)，即為反射層20；

S3、在反射層20的上表面通過(guò)濺射法形成緩沖層30；

S4、在反射層20的表面上形成LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40，其中LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40包括包括第一半導(dǎo)體層401、有源層402、第二半導(dǎo)體層403和透明導(dǎo)電膜404；依次在反射層20的表面上沉積第一半導(dǎo)體層401、有源層402和第二半導(dǎo)體層403；

S5、在第二半導(dǎo)體層403的上表面貼有透明導(dǎo)電膜404；

S6、提供一個(gè)凹模板100，通過(guò)將凹模板100倒置在LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40，并采用蝕刻的方式將LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40蝕刻成凸臺(tái)狀，形成的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40的兩側(cè)面為為傾斜面，且傾斜面與水平面的夾角小于45°；

S7、凸臺(tái)狀的LED發(fā)光結(jié)構(gòu)40上的第一半導(dǎo)體層401上設(shè)置有第一電極201；在透明導(dǎo)電膜404上設(shè)置有第一電極201。

采用濺射法形成緩沖層30的具體工藝：采用鋁靶，工作氣壓為1.3Pa，功率為100W，襯底11的溫度為400℃，濺射氣氛中的氮?dú)鉂舛葹?0％。

第一半導(dǎo)體層401采用P-GaN進(jìn)行沉積，且沉積的厚度為2um；第二半導(dǎo)體層403采用N-GaN進(jìn)行沉積，且沉積的厚度為200nm。

本發(fā)明通過(guò)在襯底上覆蓋有反射層，且在反射層上覆蓋有緩沖層，避免對(duì)襯底進(jìn)行圖形化，降低生產(chǎn)成本以及提高生產(chǎn)效率；通過(guò)將LED發(fā)光結(jié)構(gòu)的側(cè)面設(shè)計(jì)成凸臺(tái)結(jié)構(gòu)，能夠有效減少全發(fā)射現(xiàn)象，增加LED燈的出光亮。

以上內(nèi)容僅僅是對(duì)本發(fā)明的構(gòu)思所作的舉例和說(shuō)明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的構(gòu)思或者超越本權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。