[发明专利]一种LED芯片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LED芯片及其制备方法。

背景技术

目前，传统的蓝宝石衬底GaN大功率芯片的主要品质特征参数为光的提取效率和可靠性，而且提取效率会对可靠性有很大影响，因此光的提取效率对大功率芯片的品质特性影响较大。光的提取效率一般可分为内量子效率和外量子效率：内量子效率是指将注入的电能转化为光能量的效率，目前已能达到70-80％，对于外延生长好的芯片其内量子效率甚至能达到90％；外量子效率是指将光能量从芯片中提取出来的效率，目前只有40-50％，仍然存在很大的改善空间。所以目前的LED大功率芯片制备厂商均以提高外量子效率为首要研发目标。

导致外量子效率低的一个方面是因为在芯片上存在背面光的损失，背面光的损失主要有以下几个方面，一是背面激光切割导致侧壁灼伤层呈黑色，吸光严重；二是部分背面光由芯片射出后由于射出角度的原因从背面折射出光而浪费。因此，增加背面光的反射是提高芯片外量子效率的一条重要途径。目前流行的方法是在芯片衬底背面制作分散布拉格反射镜(Distributed Bragg Reflector)和背金属层(其中的一种或者两者的组合方式)。在众多金属中，铬(Cr)，铂(Pt)和金(Au)由于具有较高的反射率，导热率和稳定性，因而被选择应用于LED大功率芯片的背金属工艺。

然而，通过这些方法都未能达到有效地提高芯片正面出光效率的目的。

发明内容

本发明目的在于提供一种LED芯片及其制备方法，以解决芯片背面存在光射出导致的LED芯片出光效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种LED芯片，包括：衬底；N型氮化镓层，形成在上述衬底的上方；有源层，形成在上述N型氮化镓层的上方；P型氮化镓层，形成在上述衬底的上方；以及透明电极，形成在上述P型氮化镓层的上方，其中，上述衬底的下表面镀有反射层。

进一步地，反射层为DBR(Distributed Bragg Reflector)反射镜。

进一步地，反射层的下表面镀有金属层。

进一步地，金属层由以下金属：Cr、Pt和Au中的一种以上构成。

进一步地，衬底的下表面为经抛光的光滑面。

根据本发明的另一个方面，提供了一种LED芯片的制备方法，包括：步骤a)在衬底上生长N型氮化镓层；步骤b)在上述N型氮化镓层上生长有源层；步骤c)在上述有源层上生长P型氮化镓层；步骤d)在上述P型氮化镓层上生长ITO层；以及步骤e)进行光刻，形成芯片电极，其中，在上述步骤e)之后，进一步进行以下步骤：步骤g)在上述衬底的下表面镀反射层和金属层。

进一步地，在上述步骤e)之后步骤g)之前，还进行以下步骤：步骤f1)对上述衬底下表面进行研磨；步骤f2)对经步骤f1)的上述衬底下表面进行粗抛光；步骤f3)对经步骤f2)的上述衬底下表面进行精细抛光。

进一步地，在6μm抛光模式下进行上述步骤f2)，抛光量大于15μm。

进一步地，上述步骤f3)中使用SiO₂抛光液进行精细抛光。

进一步地，上述步骤f3)中精细抛光时间大于30min。

进一步地，对经步骤f3)的上述衬底下表面进行特殊的清洗处理，并对芯片表面进行去蜡清洗处理。

根据本发明的技术方案，通过对衬底进行一般的研磨抛光后再进行精细抛光以提高背面平整度，然后背镀DBR反射镜和金属，增加了芯片背面光的反射率，提高了芯片的出光效率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明提供的芯片截面结构示意图；

图2是本发明提供的芯片的制备方法流程图；

图3a示出了先后使用粒径为6μm和3μm的钻石抛光液进行抛光时，芯片衬底背面粗糙度随抛光量的变化曲线；

图3b示出了使用SiO₂抛光液进行抛光时，芯片衬底背面粗糙度随抛光时间的变化曲线；

图4a示出了衬底背面没有经过精细抛光的芯片的电性结果表；以及

图4b示出了衬底背面经过精细抛光的芯片的电性结果表。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。