[发明专利]一种双面图形的硅化物复合衬底GaN基LED芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管，包括蓝宝石图形衬底，图形衬底正面上生长有外延层，电流扩展层，P、N电极台面，SiO₂掩膜，P电极、N电极；其特征在于所述的图形衬底是衬底背面减薄抛光至衬底厚度80～150μm，衬底的正面和背面都制有内凹坑图形，衬底的背面内凹坑内填满有SiO₂或SiN_x后再蒸镀有一层布拉格反射膜系和一层金属膜组成的ODR介质膜，使得衬底正面内凹坑图形、背面内凹坑图形，以及背面内凹坑内的SiO₂或SiN_x共同构成具有不同折射率的复合衬底。

2.如权利要求1所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管，其特征在于所述的布拉格反射膜系为SiO、SiO₂、TiO₂中的两种或多种，按照λ/4n厚度交替生长形成，生长周期为3～4对；所述的金属膜材料为Al、Ag或Au中的任意一种。

3.如权利要求1所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管，其特征在于所述内凹坑图形的形状为半球形、圆锥形或圆台形。

4.如权利要求1所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管，其特征在于所述内凹坑图形的开口宽为2～4μm、深度为2～4μm，图形间隔为2～4μm。

5.如权利要求1所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管，其特征在于所述的SiO₂掩膜厚度为700～1500埃。

6.如权利要求1所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管，其特征在于所述的布拉格反射膜系厚度为3000～7000埃，所述的金属膜厚度为1000～1500埃。

7.一种权利要求1～5任一项所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管的制作方法，包括步骤如下：

(1)将蓝宝石衬底背面减薄抛光，减薄后的衬底厚度为80～150μm；

(2)用光阻对步骤(1)所述减薄后的衬底正面和背面制备图形，通过刻蚀将图形转移到衬底正面和背面两个面上，并去除光阻；

(3)在步骤(2)所得双面图形的衬底正面上生长外延层，外延层依次包括N型GaN层、有源层、P型GaN层；

(4)在步骤(3)生长的外延层上面制备电流扩展层，得到一种半导体结构；

(5)将步骤(4)制得的半导体结构上通过干法刻蚀制得P电极、N电极台面；

(6)在P电极、N电极台面上采用PECVD技术制备SiO₂掩膜，通过光刻技术将P电极、N电极区域暴露出来；

(7)采用电子束蒸镀技术蒸镀P电极、N电极；

(8)对制备完电极的芯片在衬底背面内凹坑里通过PECVD技术生长SiO₂或SiN_x并填满内凹坑，与衬底正面内凹坑图形、衬底背面内凹坑图形共同构成具有不同折射率、不同出光角的GaN基LED支撑层；

(9)最后，在内凹坑内填满SiO₂或SiN_x的衬底背面上再制备一层ODR介质膜，所述ODR介质膜自上而下由一层布拉格反射膜系和一层金属膜构成，布拉格反射膜系材料为SiO、SiO₂、TiO₂中的两种或多种，金属膜材料为Al、Ag或Au中的任意一种。得到双面图形的硅化物复合衬底GaN基LED芯片。

8.如权利要求7所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管的制作方法，其特征在于步骤(2)所述刻蚀图形方法为干法刻蚀或湿法腐蚀。

9.如权利要求7所述的双面图形的硅化物复合衬底的发光二极管的制作方法，其特征在于步骤(4)所述制备电流扩展层采用电子束蒸镀技术或溅射技术。