一種增加發(fā)光面積led芯片結(jié)構(gòu)及制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)及制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，GaN基發(fā)光二極管結(jié)構(gòu)分為正裝結(jié)構(gòu)、垂直結(jié)構(gòu)以及正裝結(jié)構(gòu)。其中，正裝結(jié)構(gòu)芯片通過干法蝕刻的方式裸露N型氮化鎵層，然后在P型氮化鎵上形成透明導(dǎo)電層，最后使用鎳金等金屬制作P/N電極，形成電流通路發(fā)光；垂直結(jié)構(gòu)芯片通過使用導(dǎo)電沉底或者襯底轉(zhuǎn)移等方式形成導(dǎo)電的沉底層，使P/N電極分別位于芯片上下兩個面;倒裝結(jié)構(gòu)芯片制作流程與正裝類似，只是透明導(dǎo)電層由反射金屬層或者透明導(dǎo)電層加反射層形成，光由芯片的藍(lán)寶石襯底面出射。
[0003]隨著LED芯片功率的上升，對于芯片的散熱需求越來越高，倒裝結(jié)構(gòu)逐漸成為功率型芯片的主流結(jié)構(gòu)。芯片結(jié)構(gòu)中影響芯片發(fā)光效率的主因是芯片發(fā)光層的面積在整個芯片面積上的占比。倒裝芯片結(jié)構(gòu)都需要使用干法蝕刻的方式蝕刻裸露出N型氮化鎵，不可避免的造成芯片發(fā)光面積損失?，F(xiàn)有技術(shù)中公開利用N型氮化鎵側(cè)壁制作N電極接觸金屬，但都未提出明確可控面積的側(cè)壁絕緣層制作方法。
[0004]公開號為CN10426947IA公開一種全角度側(cè)壁反射電極的LED芯片及其制作方法。其全角度側(cè)壁反射電極的LED芯片的P-GaN和量子阱層的側(cè)壁設(shè)有斜坡，在斜坡上形成鈍化層，接著在斜坡上形成N電極，N電極同時和N-GaN平面接觸。其N電極焊盤直接形成于P-GaN和鈍化層之上，雖然可以部分減小發(fā)光面積的損失，然而，N電極同時與N-GaN平面接觸，依然損失部分發(fā)光面積，發(fā)光效率有待進一步提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)及制作方法，以進一步減少發(fā)光面積損失，進一步提高發(fā)光效率，從而在同等芯片面積下增加芯片發(fā)光層面積。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案為:
一種增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)，包括襯底、外延層、導(dǎo)電層、P電極和N電極;外延層由依次形成的N-GaN、有源發(fā)光層及P-GaN構(gòu)成，N-GaN形成在襯底上；導(dǎo)電層形成在P-GaN上，導(dǎo)電層上形成P電極;有源發(fā)光層及P-GaN的外側(cè)壁上形成第一斜坡，第一斜坡上形成絕緣層，絕緣層部分延伸至導(dǎo)電層表面;N-GaN的外側(cè)壁形成第二斜坡，N電極形成在第二斜坡上并借助絕緣層與有源發(fā)光層、P-GaN及導(dǎo)電層絕緣。
[0007]進一步，所述導(dǎo)電層為金屬反射層。
[0008]進一步，所述金屬反射層上形成金屬基膜層，P電極形成在金屬基膜層上。
[0009]進一步，所述金屬基薄膜層為銀、鋁或金，設(shè)置為單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0010]進一步，所述金屬反射層為銀、鈦、鋁、鉻、銦、錫、金及其合金，設(shè)置為單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0011]進一步，所述導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電層。
[0012]—種增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)制作方法，包括以下步驟:
一，提供襯底；
二，在襯底上形成外延層，外延層依次由N-GaN、有源發(fā)光層及P-GaN構(gòu)成；
三，蝕刻有源發(fā)光層和P-GaN的外側(cè)壁形成第一斜坡；
四，在P-GaN上形成導(dǎo)電層；
五，在第一斜坡上形成絕緣層并部分延伸至導(dǎo)電層表面；
六，蝕刻N-GaN外側(cè)壁形成第二斜坡，在第二斜坡上形成N電極，在導(dǎo)電層上形成P電極。
[0013]進一步，所述導(dǎo)電層為金屬反射層。
[0014]進一步，在絕緣層延伸至導(dǎo)電層表面部分蝕刻圖形，絕緣層蝕刻圖形部分上形成金屬基膜層，金屬基膜層與金屬反射層電連接;然后在金屬基膜層上形成二次布線絕緣層并部分裸露金屬基膜層，P電極形成在裸露的金屬基膜層上。
[0015]進一步，所述導(dǎo)電層為透明導(dǎo)電層。
[0016]采用上述方案后，本發(fā)明N-GaN的外側(cè)壁形成第二斜坡，N電極形成在第二斜坡上并借助絕緣層與有源發(fā)光層、P-GaN及導(dǎo)電層絕緣，使得N電極無需與N-GaN平面接觸，而是形成在N-GaN外側(cè)壁的斜坡上，進一步減少發(fā)光面積損失，提尚發(fā)光效率，從而在同等芯片面積下增加芯片發(fā)光層面積。
[0017]同時，本發(fā)明增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)制作方法中，一次蝕刻在有源發(fā)光層和P-GaN的外側(cè)壁形成第一斜坡，在第一斜坡上形成絕緣層，通過控制第一斜坡的傾斜角度，使得側(cè)壁絕緣層的面積可以控制;二次蝕刻在N-GaN外側(cè)壁形成第二斜坡，在第二斜坡上形成N電極，通過控制第二斜坡的傾斜角度，使得可以控制N-GaN第二斜坡的面積，實現(xiàn)芯片電壓優(yōu)化。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明實施例一的俯視圖；
圖2是本發(fā)明實施例一的剖視圖；
圖3a至圖3f是本發(fā)明實施例一的制作工藝圖；
圖4是本發(fā)明實施例二的俯視圖；
圖5是本發(fā)明實施例二的剖視圖；
圖6a至圖6f是本發(fā)明實施例二的制作工藝圖；
圖7是本發(fā)明實施例三的俯視圖；
圖8是本發(fā)明實施例三的剖視圖；
圖9a至圖9e是本發(fā)明實施例三的制作工藝圖；
圖10是本發(fā)明實施例四的剖視圖；
圖11是本發(fā)明實施例五的剖視圖；
圖12是本發(fā)明實施例六的剖視圖。
[0019]標(biāo)號說明
襯底I外延層2
N-GaN 21第二斜坡211
N歐姆接觸金屬212 有源發(fā)光層22 P-GaN 23第一斜坡24
導(dǎo)電層3金屬反射層31
絕緣層4N電極51
P電極52金屬基膜層6 二次布線絕緣層7。
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明做詳細(xì)描述。
[0021]參閱圖1至圖3f所示，本發(fā)明揭示的一種增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)實施例一，包括襯底1、外延層2、導(dǎo)電層3、絕緣層4、N電極51和P電極52。
[0022]外延層2由依次形成的N-GaN 21、有源發(fā)光層22及P-GaN 23構(gòu)成，N-GaN 21形成在襯底I上。導(dǎo)電層3形成在P-GaN 23上，導(dǎo)電層3上形成P電極52;本實施例中，所述導(dǎo)電層3為金屬反射層31，形成倒裝芯片。所述金屬反射層31為銀、鈦、鋁、鉻、銦、錫、金及其合金，設(shè)置為單層或多層結(jié)構(gòu)。
[0023]有源發(fā)光層22及P-GaN23的外側(cè)壁上形成第一斜坡24，第一斜坡24上形成絕緣層4，絕緣層4部分延伸至導(dǎo)電層3表面。N-GaN 21的外側(cè)壁形成第二斜坡211，N電極51形成在第二斜坡211上并借助絕緣層4與有源發(fā)光層22、P-GaN 23及導(dǎo)電層3絕緣，N電極51借助N歐姆接觸金屬212與N-GaN 21連接。
[0024]—種增加發(fā)光面積LED芯片結(jié)構(gòu)制作方法，包括以下步驟:
一，提供襯底I，可以為藍(lán)寶石襯底。
[0025]二，如圖3a所示，在襯底I上形成外延層2，外延層2依次由N-GaN 21、有源發(fā)光層22及P-GaN 23構(gòu)成。
[0026]三，如圖3b所示，蝕刻有源發(fā)光層22和P-GaN23的外側(cè)壁形成第一斜坡24。
[0027]四，如圖3c所示，在P-GaN23上形成導(dǎo)電層3，本實施例中，所述導(dǎo)電層3為金屬反射層31。
[0028]五，如圖3d所示，在第一斜坡24上形成絕緣層4并部分延伸至導(dǎo)電層3表面。
[0029]六，如圖3e所示，蝕刻N-GaN21外側(cè)壁形成第二斜坡211，并在第二斜坡211上形成N歐姆接觸金屬212，如圖3f所示，在第二斜坡211上形成N電極51，N電極51借助N歐姆接觸金屬212與N-GaN 21連接，在導(dǎo)電層3上形成P電極52，形成如圖2所示的LED芯