[发明专利]一种高出光效率的LED晶片及其制造方法

权利要求书

1.一种高出光效率的LED晶片，包括衬底，形成于衬底正面的半导体层， 所述半导体层包括依次形成于衬底正面的N型半导体层、发光层以及P型半导 体层，其特征在于：所述衬底为倒梯台形状，倒梯台衬底的侧边与垂直方向形 成的夹角为30～45°；所述半导体层为倒梯台形状，倒梯台半导体层的侧边与 衬底正面形成的夹角为50～70°，所述半导体层的底部表面积比所述衬底正面 的表面积小。

2.根据权利要求1所述高出光效率的LED晶片，其特征在于：所述倒梯 台衬底的侧边与垂直方向形成的夹角为38°；倒梯台半导体层的侧边与衬底正 面形成的夹角为60°。

3.根据权利要求1或2所述高出光效率的LED晶片，其特征在于：所述 衬底与N型半导体层之间还设置有一层缓冲层，所述缓冲层与所述N型半导体 层形成倒梯台形状，缓冲层的底部表面积比所述衬底正面的表面积小。

4.根据权利要求3所述高出光效率的LED晶片，其特征在于：所述倒梯 台衬底的背面及侧面设置有反射层。

5.一种高出光效率的LED晶片制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(a)通过金属有机化学气相沉积或分子束外延技术在衬底上生长出半导 体层形成外延片，所述半导体层为依次在衬底上生长的N型半导体层、发光层 及P型半导体层；

(b)在外延片的表面沉积SiO₂保护层，通过图形曝光半导体平面工艺， 使用电感耦合等离子体刻蚀半导体层，使半导体层形成凹形台面及切割道，部 分N型半导体层外露凹形台面，利用激光或钻石刀在外延片的正面沿切割道切 割，在外延片的正面形成X轴切割槽和Y轴切割槽，所述X轴切割槽和Y轴切 割槽的深度为5～40μm，将外延片浸泡SiO₂腐蚀溶液里，去除SiO₂保护层；

(c)将外延片的背面研磨、精抛光，使衬底的厚度为80～200μm；

(d)利用相互成夹角的双束激光头，双束激光头的激光束形成交叉点， 在衬底上切出V型槽，所述V型槽的位置与步骤(b)X轴切割槽和Y轴切割 槽的位置对应，所述V型槽的夹角为60～90°，V型槽的深度为20～80μm，V 型槽的开口宽度为30～500μm；

(e)采用蓝膜将步骤(d)切割的碎屑粘走，用水冲洗外延片，去除残留 碎屑；

(f)将外延片浸泡在酸性混合溶液里，将步骤(b)X轴切割槽和Y轴切 割槽两侧形成的半导体层吸光物质及步骤(d)切割V型槽时两侧碳化的衬底 吸光物质蚀刻去除，使衬底为倒梯台形状，倒梯台衬底的侧边与垂直方向形成 的夹角为30～45°，半导体层呈倒梯台形状，倒梯台半导体层的侧边与衬底正 面形成的夹角为50～70°，所述半导体层的底部表面积比所述衬底正面的表面 积小；

(g)在所述凹形台面制作N电极，在P型半导体层的表面制作P电极；

(h)裂片、点测分选。

6.根据权利要求5所述的LED晶片制造方法，其特征在于：步骤(f)所 述酸性混合溶液为H₂SO₄和H₃PO₄的混合物，所述H₂SO₄与H₃PO₄在同一浓度时的 体积比为(2～5)∶1，浸泡时所述混合物的温度为200～300℃，浸泡时间为 5～30分钟。

7.根据权利要求5所述的LED晶片制造方法，其特征在于：步骤(f)所 述倒梯台衬底的侧边与垂直方向形成的夹角为38°；所述倒梯台半导体层的侧 边与衬底正面形成的夹角为60°。

8.根据权利要求5所述的LED晶片制造方法，其特征在于：步骤(f)在 所述倒梯台衬底的底部及侧面形成有反射层。

9.根据权利要求8所述的LED晶片制造方法，其特征在于：所述反射层 为氧化物反射层或/和金属反射层。

10.根据权利要求9所述的LED晶片制造方法，其特征在于：所述氧化物 为SiO₂或TiO₂，所述金属为Au或Al或Ag。