[实用新型]一种新型发光二极管

说明书

技术领域

本发明属于发光二极管领域，涉及一种新型发光二极管。 

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode, LED)是由化合物半导体制作而成的发光元件，将电能转换成光的形式激发释出。与一般白炽灯泡不同，LED属冷发光，其优点有耗电量低、元件寿命长、无须暖灯时间、反应速度快等优点，再加上其体积小、耐震动、适合量产，容易配合应用上的需求制成极小或阵列式元件。目前LED已普遍使用于资讯、通讯及消息性电子产品与显示装置上，成为日常生活中不可或缺重要电子元件。地球的环境危机除了温室效应外，人类面临最大的困境就是能源匮乏。即将匮乏的能源除了石油外，电能消耗也十份惊人。在世界各国，目前使用在照明方面的电能消耗最大，“照明节能”将成为未来最重要的节能科技，为此低能耗的LED照明，将是我们最佳选择。传统的发光二极管制作工艺是在衬底上生长外延即磊晶，制备芯片，而后进行划片、切割将他们分离，最后经封装得到发光二极管。传统的二极管由于芯片侧面未作处理，光在芯片内部持续反射，大部分光进多次反射而被损耗，导致最终的二极管发光效率偏低。因此，如何突破现有技术的局限，提高二极管的出光率，提高其亮度，是亟待解决的技术问题。 

发明内容

本实用新型的主要目的是为解决现有技术的局限性，提供一种新型的发光二极管，用于增加二极管的出光率，提高二极管的亮度。 

本实用新型主要对划片、切割后的芯片进行蚀刻新结构处理，使磊晶层中N型氮化物层与衬底成小于90°的角，优选45°，以此提高二极管出光率增加其亮度。

也可以在外延生长前对磊晶面的衬底进行图形化处理，得到图形化的衬底， 

所述的图形化衬底，为在衬底上蚀刻出直径为2.5-3μm高为1.2-1.5μm锥顶向衬底内的圆锥形图案，衬底表面每个圆锥底的圆形图案相互之间的间隔为3-4μm。优选直径为3μm，高为1.5μm锥顶向衬底内的圆锥形图案，衬底表面每个圆锥底的圆形图案相互之间的间隔为3μm。 

本发明中所述的衬底，其材料选自：蓝宝石（Al2O3）、碳化硅(SiC)、硅(Si),优选蓝宝石衬底。 

本实用新型发光二极管的制作方法为： 

A、对蓝宝石衬底在磊晶前对需磊晶的一面进行蚀刻，形成图形化蓝宝石衬底；

B、在图形化的蓝宝石衬底上利用MOCVD（金属有机化学气相沉积）进行外延生长，磊晶，生长氮化镓LED元件结构，包括N型氮化物层、发光层、P型氮化物层；

C、磊晶完成后，进行划片、切割；

D、在磊晶层表面蒸度SiO2厚度为5000—50000?；

E、蒸度后在220-320℃磷酸、硫酸混合液中进行蚀刻，蚀刻3—60分钟，至N型氮化物层侧面与衬底成一定角度，去除SiO2，进行后续工艺处理。

所述的图形化衬底，是利用黄光微影在蓝宝石衬底上做出直径为3μm的圆形图案，每个图形之间间隔3μm，利用电浆增强型化学气相沉积系统（PECVD）再在蓝宝石衬底上面沉积SiO2,去掉光阻后即可形成间隔为3μm的圆形阵列图案，利用SiO2当作蚀刻遮罩，把沉积有SiO2的蓝宝石衬底放在300℃的磷酸与硫酸的溶液中蚀刻90秒，见图1，图形化后的蓝宝石衬底。 

对外延生长后的衬底片切割后进行蒸度SiO2,并由于外延生长的各层其材料的成分不同，所以各层抗酸碱性程度不同，本实用新型蚀刻过程中控制在只对N型氮化物层进行蚀刻，其他各层均可忽略不计。 

附图说明

图1 图形化后的蓝宝石衬底示意图 

图2 侧面蚀刻后的芯片

图3本实用新型产品结构示意图（图形化后的蓝宝石衬底4、N型氮化物层3、主动发光层2、P型氮化物层1）

具体实施方式

实施例 

1、         图形化衬底制备

首先利用黄光微影在蓝宝石衬底上做出直径 3μm 的圆形，接着利用电浆增强型化学气相沉积系统 (PECVD) 在上面沉积 SiO2, 去掉光阻后即可形成间隔 3μm 的圆形阵列图案，利用 SiO2 当作蚀刻遮罩，放入温度 300 ℃的磷酸与硫酸水溶液中蚀刻蓝宝石衬底，蚀刻完成经清洗等处理

2、         外延生长

在MOCVD中对进行图形化处理后的蓝宝石衬底的图形面上进行外延生长，生长氮化镓 LED 元件结构。

3、         磊晶完成后，对外延片研磨抛光后，进行划片、切割。