[发明专利]一种高亮度半导体发光二极管芯片及其制作方法

权利要求书

1.一种高亮度半导体发光二极管芯片，其特征在于，包括图形化蓝宝石衬底(1)，所述图形化蓝宝石衬底(1)包括上表面带有凸起图文(1.2)的蓝宝石基底(1.1)，所述凸起图文(1.2)上设有DBR图层(1.3)。

2.根据权利要求1所述的高亮度半导体发光二极管芯片，其特征在于，所述DBR图层(1.3)在380-800nm的可见光波段的反射率大于95％。

3.根据权利要求1所述的高亮度半导体发光二极管芯片，其特征在于，所述凸起图文(1.2)和所述DBR图层(1.3)所形成的结构的规格是：底端宽度为1-4um，高度为1-3um，相邻结构之间的间距为0.2-0.5um；同一结构中，所述DBR图层(1.3)的高度为所述凸起图文(1.2)的高度的0.5-2.0倍。

4.根据权利要求1所述的高亮度半导体发光二极管芯片，其特征在于，所述DBR图层(1.3)为由二氧化硅层和二氧化钛层相间层叠而成的结构。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的高亮度半导体发光二极管芯片，其特征在于，还包括基于所述图形化蓝宝石衬底(1)依次设置的缓冲层(2)、n型氮化物半导体层(3)、电流扩展层(4)、有源层(5)、p型氮化物半导体层(6)、电流阻挡层(7)和透明导电层(8)，N型电极(9)设置在n型氮化物半导体层(3)上，P型电极(10)设置在电流阻挡层(7)和透明导电层(8)上。

6.根据权利要求5所述的高亮度半导体发光二极管芯片，其特征在于，所述透明导电层(8)与所述p型氮化物半导体层(6)同轴心设置，且所述透明导电层(8)的侧边到轴心的垂直距离比所述p型氮化物半导体层(6)的侧边到轴心的垂直距离小0.1-15um。

7.一种高亮度半导体发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，包括制作图形化蓝宝石衬底(1)，具体包括以下步骤：

步骤一、对蓝宝石衬底平面片进行清洗；

步骤二、在蓝宝石衬底平面片的上表面沉积DBR层；

步骤三、制作图形得到图形化蓝宝石衬底(1)，具体是：先通过光刻方式制作多个圆柱状结构；再通过刻蚀方法制作多个图形结构；最后清洗、烘烤得到图形化蓝宝石衬底(1)；其中：圆柱状结构的直径为2-4um，相邻圆柱状结构之间的间距为0.2-1um；图形结构上部为DBR图层且下部为蓝宝石材质层，图形结构的底端宽度为1-4um，图形结构的高度为1-3um，DBR图层的高度为蓝宝石材质层的高度的0.5-2.0倍，相邻图形结构之间的间距为0.2-0.5um。

8.根据权利要求7所述的高亮度半导体发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤一中的清洗包括以下步骤：

步骤1.1、先采用丙酮超声清洗3-15min，然后用去离子水冲洗；

步骤1.2、先采用氨水双氧水清洗3-15min，再采用去离子水冲洗，其中：氨水和双氧水的体积比为4：1；

步骤1.3、先采用硫酸双氧水清洗3-15min，再采用去离子水冲洗，其中：硫酸、双氧水和水的体积比为5：1：1；

步骤1.4、旋干，同时氮气氛围烘烤。

9.根据权利要求8所述的高亮度半导体发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，所述步骤二中沉积DBR层的方法为蒸镀和/或溅射；DBR层为由二氧化硅层和二氧化钛层相间层叠而成的结构，其在380-800nm的可见光波段的反射率大于95％。

10.根据权利要求7-9任意一项所述的高亮度半导体发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，还包括在所述图形化蓝宝石衬底(1)上沉积缓冲层(2)、n型氮化物半导体层(3)、电流扩展层(4)、有源层(5)、p型氮化物半导体层(6)、电流阻挡层(7)和透明导电层(8)；在n型氮化物半导体层(3)上设置N型电极(9)，在电流阻挡层(7)和透明导电层(8)上设置P型电极(10)；所述N型电极(9)和所述P型电极(10)均为电极结构，所述电极结构由厚度为0.1-20nm的Ni层、厚度为1-60nm的Cr层、厚度为20-300nm的Al层、厚度为10-200nm的Pt层以及厚度为400-3000nm的Au层中的至少两种组成。