[发明专利]具有导光柱的高压LED芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种具有导光柱的高压LED芯片，其特征是通过光刻工艺，在高压芯片每颗晶粒单元的侧面形成具有倾斜角度的导光柱，导光柱的横截面形状是波浪形、三角形或半圆形的周期性结构。

2.根据权利要求1所述的具有导光柱的高压LED芯片，其特征是所述每颗晶粒单元的侧面具有正梯形底角的倾斜角度，正梯形的底角是30°-150°。

3.根据权利要求1所述的具有导光柱的高压LED芯片，其特征是相邻两颗晶粒单元之间刻蚀有隔离槽，隔离槽的深度向下延伸至蓝宝石层。

4.一种具有导光柱的高压LED芯片的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）通过光刻工艺，利用感应耦合等离子（ICP）刻蚀约11000?-15000 ?深度，在每颗LED晶粒的表面刻蚀出N型GaN台面，使每颗LED晶粒的N型GaN露出；

（2）在外延片的表面沉积厚度5000 ?-10000 ?的SiO₂保护层，并在SiO2层上面制作4μm-7μm的光刻胶保护层，以制备高压LED芯片的隔离槽，同时在每颗小晶粒的侧面制备导光柱结构；

（3）在外延片表面蒸镀氧化铟锡（ITO）透明导电层，通过光刻工艺，采用化学蚀刻方法，仅保留P型GaN上的ITO透明导电层，用以提高电流在P型GaN表面分布的均匀性；之后，在外延片表面沉积厚度为2000 ?-7000 ?的SiO₂绝缘层，通过光刻、湿法刻蚀，在沟槽间电极连接处制作桥接绝缘层；

（4）通过光刻工艺，在所述P电极区和N电极区分别制作P电极和N电极，同时在桥接绝缘层上蒸镀连接电极，使一颗LED晶粒的P电极与另一LED晶粒的N电极通过连接电极连接，多颗LED晶粒之间通过连接电极连接形成串联电路，构成完整的高压LED芯片。

5.根据权利要求4所述的具有导光柱的高压LED芯片的制备方法，其特征在于步骤（2）中隔离槽和导光柱的制备具体包括：

首先通过光刻工艺在所述光刻胶保护层制备隔离槽图案和导光柱图案，导光柱图案是分布在每个小晶粒边缘的横截面为波浪形、三角形或半圆形的周期性结构；再利用BOE溶液蚀刻SiO₂保护层，使小晶粒之间的GaN暴露，从而将隔离槽图案和导光柱图案转移到SiO₂层；然后利用感应耦合等离子（ICP）刻蚀，将隔离槽图案和导光柱图案转移到GaN层，其中，在ICP刻蚀过程中，通过调节刻蚀气体BCl₃和Cl₂的比例，比例范围在1：1~1：20，以形成每颗小晶粒的正梯形侧面角度，从而制备具有侧面倾斜角度的导光柱。