[发明专利]表面粗化的发光二极管芯片及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种芯片，尤其是涉及一种表面粗化的发光二极管芯片。

本发明还涉及一种芯片的制造方法，尤其是涉及一种表面粗化的发光二极管芯片的制造方法。

【背景技术】

所谓的发光二极管(Light-Emitting Diode)就是将具备直接能隙的半导体材料做成P/N二极管，在热平衡的条件下，大部份的电子没有足够的能量跃升至导电带。再施以顺向徧压，则电子会跃升至导电带，而电子在原价键带上的原位置即产生空穴。在适当的徧压下，电子、空穴便会在P/N界面区域(P-N Juction)结合而发光，电源的电流会不断的补充电子和空穴给N型半导体和P型半导体，使得电子、空穴结合而发光得以持续进行。LED发光的原理是电子和空穴的结合，电子所带的能量，以光的形式释放出来，称为自发放射。一般LED所放出的光便是属于此种类型。

最早出现的发光二极管存在发光效率很低、寿命较短的缺陷，其发光二极管芯片的衬底是采用光滑的平面，在衬底上通过芯片制程的方法在衬底上生长出n型层、发光层、p型层、n型电极层以及p型电极层，上述所述在衬底上生长出的n型层、发光层以及p型层几乎都是较为光滑的平面。根据光的折射原理，光从光密(即光在其中传播速度较小的)介质射到光疏(即光在其中传播速度较大的)介质的界面时，光要离开法线折射，当入射角增加到某种情形时，折射线将延表面进行，即折射角为90°，该入射角称为临界角。若入射角大于临界角，则无折射，全部光线均反回光密媒质，此现象就出现了光的全反射。根据上述光的折射原理，由于芯片的折射率大于空气的折射率，光是通过折射从芯片中射入空气中的。由于芯片的衬底以及出光面都是较为光滑的平面，通电时，光在芯片内从不同的角度发出至芯片的发光表面上，当部分光在芯片内的入射角大于临界角时，这部分光会在通过芯片的出光面以及衬底的底部发生多次全反射，光在芯片内产生可见光共振，从而使部分全反射的光转换成热能，使整个芯片产生较高的热量。因此，这种芯片的制造存在着寿命短、出光效率低的缺陷。

随着芯片制程能力的不断提升，发光二极管要求的发光效率与亮度不断的增加，传统的芯片制程已不能解决大功率发光二极管的散热问题以及提高光效的技术问题，大功率的发光二极管也渐渐取代传统的小功率发光二极管，大功率芯片外延的结构与传统的发光二极管结构相同，但芯片制作工艺确不尽相同。大功率LED芯片的面积比传统普通LED芯片的面积要大，且大功率LED是在较大电源的工作环境下使用时将产生大量的热量。

为了将普通LED和大功率LED所产生的热量散布出去，将电能最大化地转化为光能，同时将普通LED以及大功率LED的出光效率进一步提升，一直以来都是本行业研发人员重点解决的课题之一。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是：提供一种具有提高发光效率的、表面粗化的发光二极管芯片。

另外，本发明解决的另一个技术问题是：提供一种具有提高发光效率的、表面粗化的发光二极管芯片的制造方法。

对于本发明提供一种具有提高发光效率的、表面粗化的发光二极管芯片来说，其技术问题是通过以下技术方案实现的，一种发光二极管芯片，包括：衬底，形成于衬底正面的n型半导体层，形成于n型半导体层上的发光层，形成于发光层上的p型半导体层，在n型半导体层上通过刻蚀形成的负电极焊线区，在p型半导体层形成的正电极金属层以及在负电极焊线区上形成的负电极金属层，在衬底的正面、背面以及在负电极金属层与发光层和p型半导体层之间的局部负电极焊线区设置有锥状的光学微结构。

优选方式，所述p型半导体层上还形成有电流扩散层。

优选方式，在所述电流扩散层表面设置有锥状的光学微结构。

优选方式，所述锥状体的高度为0.5～5μm，底部直径为2～10μm；为达到更好的光线反射效果，所述锥状体的高度最好为1.5～4μm，底部直径最好为4～8μm。

优选方式，所述正电极金属层形成的图形线条至负电极金属层形成的图形线条距离相等。

优选方式，所述正、负电极金属层的厚度为1～5μm；为了达到更好的效果，所述正、负电极金属层的厚度量好为2～3μm。

优选方式，所述p型半导体层与正电极金属层接触位置之间设置有电流阻档层；

优选方式，在所述衬底的背面还分别镀有氧化物反射层以及金属反射层。