[实用新型]高光提取效率的LED芯片结构

说明书

本实用新型公开了一种高光提取效率的LED芯片结构，包括：在芯片衬底上依次生长N‑GaN层、量子阱层和P‑GaN层，在P‑GaN层上镀ITO膜，在此基础上利用沉积SiO₂技术和酸腐液形成Si团簇，通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N‑GaN层刻蚀出来，形成N‑GaN台阶，同时ICP在刻蚀Si团簇后在台阶侧壁上形成不规则的形貌。本实用新型利用沉积SiO₂技术和酸腐液形成Si团簇，通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N‑GaN层刻蚀出来，形成N‑GaN台阶，同时ICP在刻蚀Si团簇后在台阶侧壁上形成不规则的形貌，打破光子全反射界面，能够显著提高光提取效率。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，尤其是一种高光提取效率的LED芯片结构。

背景技术

发光二极管（LED）是一种将电能转化为光能的固体发光器件，其中GaN基的LED芯片得到了长足的发展和应用。发光二极管的发光效率主要有两方面因素：器件的内量子效率和外量子效率。由于菲涅尔损失、全反射损失和材料吸收损失的存在，使LED芯片的光提取效率降低。光提取效率是指出射到空气中的光子占电子-空穴对通过辐射复合在芯片有源区产生光子的比例，其主要与LED的几何结构和材料光学特性有关。为了提高光的提取效率，目前普遍采用粗化结构破坏光子的全反射，来提高光提取效率，同时粗化后的封装芯片的发光亮度更为集中。现有技术中采用的粗化结构存在光提取效率低、制作工艺复杂、工作效率低、成本高等缺点。

实用新型内容

本申请人针对上述现有技术中采用粗化结构存在的光提取效率低、制作工艺复杂、成本高等缺点，提供了一种结构合理的高光提取效率的LED芯片结构，能够通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶，同时ICP在刻蚀Si团簇后在台阶侧壁上形成不规则的形貌，打破光子全反射界面，显著提高光提取效率，而且采用ICP刻蚀技术对Si团簇和暴漏区域的N-GaN层进行刻蚀具有工艺简单、成本低的优点，适合于工业批量生产。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种高光提取效率的LED芯片结构，在芯片衬底上依次生长N-GaN层、量子阱层和P-GaN层，在P-GaN层上镀ITO膜，在此基础上利用沉积SiO₂技术和酸腐液形成Si团簇，通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶，同时ICP在刻蚀Si团簇后在台阶侧壁上形成不规则的形貌。

作为上述技术方案的进一步改进：

不规则的形貌为由多个分散的半椭球组成的粗面。

ITO膜经制作掩膜和腐蚀后形成图形化的ITO层。

所述台阶侧壁是ICP刻蚀后与芯片表面之间的落差形成的侧面或斜坡。

所述形成的N-GaN台阶位于芯片结构的边缘位置。

在芯片结构表面沉积SiO₂绝缘层，通过电子束蒸发技术制作N、P焊盘电极。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型利用沉积SiO₂技术和酸腐液形成Si团簇，通过ICP刻蚀技术将暴漏区域的N-GaN层刻蚀出来，形成N-GaN台阶，同时ICP在刻蚀Si团簇后在台阶侧壁上形成不规则的形貌，打破光子全反射界面，能够显著提高光提取效率。本实用新型利用PECVD技术在芯片结构的表面沉积SiO₂绝缘层，通过高温形成非晶硅层，利用酸腐液比如HF和NH4F混合液，对非晶硅层酸腐留下Si团簇，然后对Si团簇PCP刻蚀形成不规则的形貌，所产生的形貌比如半椭球使光的提取效率大幅增加，而且工艺具有可靠实用的特点。本实用新型采用ICP刻蚀技术对Si团簇和暴漏区域的N-GaN层进行刻蚀具有工艺简单、成本低的优点，适合于工业批量生产。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。