[发明专利]一种高亮度LED芯片结构及其制备方法

权利要求书

1.一种LED芯片结构的制备方法，其特征在于，所述LED芯片在厚度方向依次包括衬底、外延层和电极，且所述外延层包括缓冲层、N-GaN层、量子阱层及P-GaN层，N-GaN层为包括上台阶部和下台阶部的台阶型结构，量子阱层及P-GaN层依次设置在所述上台阶部上方，所述下台阶部的N-GaN上设置有N区围坝结构，所述电极包括设置在所述N区围坝结构中间区域的N电极和设置在P-GaN层上的P电极，

所述N区围坝结构为一端由所述N-GaN层的下台阶部封闭的空心的柱体状，所述围坝的侧壁上不留缺口或留有用于电流流出的缺口，所述围坝结构高度为0.7um～5um，且N区围坝结构的高度大于等于其所包围的N电极高度，N区围坝结构的宽度为4um～40um，所述N区围坝结构为含GaN的结构；

所述制备方法包括先在衬底上形成所述外延层结构，再从外延层结构顶部的P-GaN层向下刻蚀至N-GaN层，使得刻蚀形成N-GaN层的台阶结构和所述N区围坝结构；或者所述制备方法包括先在衬底上形成所述外延层结构，再在外延层结构顶部的P-GaN层上形成电流阻挡层，再从电流阻挡层顶部向下刻蚀至N-GaN层，使得刻蚀形成N-GaN层的台阶结构和所述N区围坝结构；或者所述制备方法包括先在衬底上形成所述外延层结构，再在外延层结构顶部的P-GaN层上形成电流阻挡层和电流扩展层，再从电流扩展层顶部向下刻蚀至N-GaN层，使得刻蚀形成N-GaN层的台阶结构和所述N区围坝结构，且刻蚀使得N区围坝结构的顶部不含有电流扩展层的成分。

2.根据权利要求1中的制备方法，其特征在于，所述N区围坝结构空心处横截面形状为矩形、圆形、椭圆形以及其它任何多边形的一种，所述N区围坝结构的高度大于其所包围的N电极高度。

3.根据权利要求1中的制备方法，其特征在于，所述P-GaN层上方设有电流阻挡层，所述电流阻挡层和所述P-GaN层上方设有电流扩展层，所述LED芯片结构还包括一沉积于所述芯片表面的钝化层；包括所述衬底以及含缓冲层、N-GaN层、量子阱层、P-GaN层的外延层的总厚度为4um～10um，所述电流阻挡层的厚度为所述电流扩展层的厚度为所述钝化层的厚度为所述P电极和N电极厚度为0.7um～5um。

4.根据权利要求1～3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，N区围坝结构上的缺口朝向P电极一侧，且所述缺口的长度为N区围坝结构内壁周长的1/3以内。

5.根据权利要求1～3中任意一项所述的制备方法，其特征在于，所述围坝结构的底部与N-GaN层的结构相同，围坝结构的上部可选地与电流阻挡层、P-GaN层、量子阱层或N-GaN层的结构相同。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在刻蚀形成N-GaN层的台阶结构和所述N区围坝结构的步骤中，控制真空度为2mTorr～10mTorr，在MESA刻蚀形成N-GaN层台阶型结构及N区图形的同时采用BCl₃和Cl₂形成等离子体，其中BCl₃：Cl₂＝1：3～6，在N型GaN层的下台阶部上应用ICP干法刻蚀所述N区围坝结构。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在形成N-GaN层的台阶结构和所述N区围坝结构后，在N区围坝结构内部区域蒸镀电极材料并剥离去胶形成所述N电极。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成N电极和P电极后，在N电极和P电极以外区域制作一层钝化层，所述N区围坝结构顶部可选择性地制作所述钝化层，所述钝化层的材料为SiO₂和Si₃N₄中的一种或者两种组合。