[发明专利]一种发光二极管外延片、芯片及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体发光技术领域，尤其涉及一种发光二极管外延片、芯片及其制作方法。

背景技术

发光二极管(LED)就是将具备直接带隙的半导体做成P/N二极管，在热平衡的条件下，大部分的电子没有足够的能量跃升致导电带，当加上正向偏压，P-N结的内建电场强度被削弱，导致大量电子从N型半导体扩散到P型半导体。在合适的偏压下，电子，空穴会在P-N结界面结合而发光。电源的电流会不断的补充电子和空穴给N型和P型半导体，使得发光可以持续进行。LED发光是电子与空穴的结合，电子所带的能量是以光的形式输出。

目前LED制作方法是通过MOCVD(金属有机化学汽相淀积)设备在衬底上外延生长晶体材料结构。通常依次在衬底形成负型半导体材料(N型半导体材料，例如N型氮化镓)、发光层和正极半导体材料(P型半导体材料，例如P型氮化镓)，得到发光二极管晶圆片。该发光二极管晶圆片中的LED随着材料和结构的不同，所发出得光的颜色不同。

图1为现有技术中的一种发光二极管晶圆片的结构示意图。请参照图1，发光二极管晶圆片包括P型氮化镓层4、发光层3、N型氮化镓2以及蓝宝石衬底1，该P型氮化镓层4、发光层3和N型氮化镓2依次层叠在该蓝宝石衬底1上。

发光二极管作为新一代优良的光源，但是现在的亮度还不能较好的满足人们的需求，于是，怎样提高发光二极管的发光效率成为科研人员的研究热点。通常，提高发光二极管的发光效率的方法有提高内量子效率和提高外量子效率。本发明人经过潜心研究发现，目前提高外量子效率要比提高内量子效率容易得多以及全反射成为影响发光二极管外量子效率很重要的因素。发光二极管的半导体材料的折射率相对于空气高很多，发光层产生的光极容易在发光二极管芯片中发生全反射，而不容易射出，造成外量子效率低下。

发明内容

本发明为解决现有技术中发光二极管的发光效率低下技术问题，提供一种发光二极管外延片的制作方法。具体方法如下：

一种发光二极管外延片的制作方法，包括如下步骤：

步骤一、提供发光二极管晶圆片，所述晶圆片包括基体和形成于基体上的发光结构；

步骤二、将具有通孔的掩模板紧贴在所述晶圆片的表面，通过真空镀膜机在所述晶圆片的表面形成折射率小于1.5的粗糙结构；

步骤三、分离所述掩模板，得到发光二极管外延片。

本发明还提供一种发光二极管外延片。该发光二极管外延片由上述方法制作得到。

发明还提供一种发光二极管芯片。该发光二极管芯片由上述发光二极管外延片经由制备电极、崩裂而得到。

本发明的发光二极管外延片的制作方法通过掩模板在晶圆片的表面形成粗糙结构形成一种发光二极管外延片，减少全反射，使得由该发光二极管外延片制作得到的发光二极管芯片的出光效率得到有效提升。

附图说明

图1为现有技术中的一种发光二极管晶圆片的结构示意图；

图2A、图2B是本发明实施例提供的掩模板俯视图；

图3是本发明一实施例的掩模板的横截面示意图；

图4是本发明另一实施例的掩模板的横截面示意图；

图5是本发明实施例的制作过程中的真空镀膜机的结构示意图；

图6是本发明实施例的发光二极管外延片的结构示意图；

图7是本发明实施例的发光二极管芯片的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图1-7及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明的核心思想是通过真空镀膜机和掩模板在发光二极管晶圆片的表面沉积粗糙结构得到发光二极管外延结构，减少全反射，从而增加由该发光二极管外延片制得的发光二极管芯片的出光效率。

本发明实施例所说的发光二极管晶圆片包括水平结构的晶圆片和垂直结构的晶圆片。

所谓水平结构的晶圆片，包括基体和位于基体上的发光结构，该基体一般为蓝宝石衬底、硅衬底等。

所谓垂直结构的晶圆片，包括导电基体和位于导电基体上的发光结构。该导电基体一般为铜衬底、铝衬底等。

上述发光结构，一般包括依次层叠(可以至上而下，也可以至下而上)的N型半导体层、有源层、P型半导体层。该有源层一般为多量子阱层。