技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明屬于發(fā)光器件制造領(lǐng)域，具體涉及一種側(cè)壁和底部具有金屬反射層的led芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法。

背景技術(shù)：
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半導(dǎo)體發(fā)光二極管相對傳統(tǒng)照明光源而言，具有體積小、響應(yīng)快、使用壽命長、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點，在室內(nèi)外照明、大屏顯示、背光、交通信號燈、汽車燈等各個領(lǐng)域都具有廣泛的應(yīng)用。

led的電光效率取決于電流注入效率、內(nèi)量子效率和光提取率的乘積。目前，一般較好的芯片的電流注入效率可達90％甚至更高，內(nèi)量子效率也能達到70％左右，但由于gan材料較高的折射率，使得大部分光子由于全反射的原因被束縛在芯片內(nèi)部直至被材料吸收，無法有效地利用，導(dǎo)致led的光提取率較低。從而影響led電光效率的進一步提升。

因此，如何提升led芯片的發(fā)光效率，一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題之一。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種側(cè)壁和底部具有金屬反射層的led芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法，在現(xiàn)有的工藝基礎(chǔ)上就能實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)led芯片的制備，并且能大幅度地提高光效率。

為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種側(cè)壁和底部具有金屬反射層的led芯片結(jié)構(gòu)制作流程和方法，包括如下步驟：

提供襯底，可選的，藍寶石材料襯底；

在所述襯底的正面沉積sio2薄膜，并刻蝕形成凹槽結(jié)構(gòu)；

在所述的凹形槽結(jié)構(gòu)上依次沉積金屬薄膜、緩沖層、n型半導(dǎo)體，有源層，p型半導(dǎo)體。優(yōu)選的，所述金屬薄膜為鈦薄膜；

通過刻蝕的方法將上述外延片的金字塔結(jié)構(gòu)刻蝕為柱狀結(jié)構(gòu)；

在上述柱狀結(jié)構(gòu)表面沉積一層金屬氧化物絕緣層和鈍化層，優(yōu)選的，所述金屬氧化物為al2o3，鈍化層為sio2。

將p型半導(dǎo)體表面的鈍化層和金屬氧化物絕緣層刻蝕除去，使得p型半導(dǎo)體裸露出來；

在p型半導(dǎo)體表面制備透明導(dǎo)電層，制備p型電極；

刻蝕除去邊緣透明導(dǎo)電層、鈍化層、緩沖層，在金屬薄膜上制備n型電極。

附圖說明

圖1至圖11是本發(fā)明led芯片結(jié)構(gòu)的制作方法一實施例中各個步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提出的一種側(cè)壁和底部具有金屬反射層的led芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實施例的目的。

首先請參考圖1，提供襯底100，優(yōu)選的，所述襯底材料為藍寶石(al2o3)襯底，但是本發(fā)明對所述襯底的材料并不進行限定，其材料也可以是硅片、尖晶石、碳化硅、砷化鎵、氮化鎵等其它襯底。

在所述襯底材料上沉積一定厚度的sio2層101，參考的薄膜厚度約為100～200nm。

在這之后，可以采用cf4和o2刻蝕氣體，標準光刻工藝和反應(yīng)離子刻蝕制備圖形化sio2掩膜102，圖2為掩膜102的剖面示意圖，本發(fā)明對形成的圖案不作限定。需要說明的是，本實例采用的刻蝕方法和工藝只是本發(fā)明的一個實例，本發(fā)明對制備所述sio2掩膜102的方法不作限定。

請參考圖3，在所述掩膜102上沉積金屬反射膜，優(yōu)選的，采用銀薄膜103。但是本發(fā)明對所述的金屬薄膜的材料不進行限定，但要具有良好的導(dǎo)電性，便于制備電極。需要說明的是，本發(fā)明對金屬薄膜的數(shù)量和層數(shù)也不作限定，也可以為鈦薄膜和銀薄膜的堆疊結(jié)構(gòu)。

在這之后，請參考圖4，在所述的金屬薄膜103上沉積緩沖層、n型半導(dǎo)體、有源層、p型半導(dǎo)體。具體的，在實施例中，所述的緩沖層為未摻雜的gan層104，所述的n型半導(dǎo)體為n型gan層105，所述有源層為ingan層和gan層交替堆疊形成的多量子阱層(mqws)106，所述p型半導(dǎo)體層為p型gan層107。本實例中l(wèi)ed的發(fā)光波長可以通過調(diào)節(jié)多量子阱層106的in組分來實現(xiàn)。

請參考圖5，刻蝕p型gan層107、ingan/gan多量子阱層106、n型gan層105形成柱狀結(jié)構(gòu)。

繼續(xù)參考圖6，在裸露的柱狀結(jié)構(gòu)表面沉積絕緣層以及金屬反射層，優(yōu)選的，所選的絕緣層為al2o3108，金屬反射層為ag109。

在這之后，在金屬反射層109表面沉積鈍化層。請參考圖7，優(yōu)選的，鈍化層所選材料為sio2110。

請繼續(xù)參考圖8，刻蝕至p型半導(dǎo)體上表面，在所述的p型半導(dǎo)體表面形成透明導(dǎo)電層111，如圖9所示。

接著參考圖10，刻蝕鈍化層110、金屬反射層109、鈍化層108、緩沖層104至金屬反射層103表面。最后參考圖11，在金屬導(dǎo)電層103上制備n型電極112，在透明導(dǎo)電層111上制備p型電極113。本發(fā)明對電極所選的材料不作任何限定，電極112和113可以是鎳、鉻、鋁、欽、鉑、金、錫等金屬材料中的一種或者多種。

此外，需要說明的是，雖然本發(fā)明披露如上，但本發(fā)明并非限定于此。本發(fā)明的led芯片結(jié)構(gòu)可以但不限于采用上述的制作方法得到。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種改動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當以權(quán)利要求所限定的范圍為準。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種側(cè)壁和底部具有金屬反射層的LED芯片結(jié)構(gòu)及其制作方法，其中制作方法包括：在襯底上沉積二氧化硅薄膜，利用光刻技術(shù)制備二氧化硅掩膜，在二氧化硅掩膜層上沉積金屬反射層，接著依次生長緩沖層、N型半導(dǎo)體、有源層、P型半導(dǎo)體、絕緣層、金屬反射層以及鈍化層。采用光刻技術(shù)對外延片進行刻蝕至P型半導(dǎo)體層，制備透明導(dǎo)電層，接著采用光刻技術(shù)對外延片進一步刻蝕至N型半導(dǎo)體層，分別在N型半導(dǎo)體層和透明導(dǎo)電層上制備N型和P型電極。本發(fā)明兼顧目前的工藝生產(chǎn)流程，在常用LED器件結(jié)構(gòu)中引入金屬反射層，能夠?qū)⒊Ｒ?guī)LED不能利用的光線經(jīng)多次反射后被利用，減小光線在襯底表面發(fā)生全反射的幾率，進而提升LED芯片的發(fā)光效率。

技術(shù)研發(fā)人員：楊國鋒;汪金;張秀梅;謝峰;錢維瑩
受保護的技術(shù)使用者：江南大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.18
技術(shù)公布日：2017.08.11