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一种抗解LED芯片及其制作方法

阅读:896发布:2021-06-15

专利汇可以提供一种抗解LED芯片及其制作方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种抗 水 解 LED芯片及其制作方法,所述芯片包括衬底、若干个发光结构、以及保护层,所述发光结构包括依次设于衬底上的N-GaN层、有源层和P-GaN层,还包裸露区域、ITO层、N 电极 和P电极,本发明的隔离槽沿着裸露区域 刻蚀 至衬底的表面,以便于保护层 覆盖 在发光结构的表面和 侧壁 ,从而将发光结构的表面和侧壁全部保护起来,有效防止芯片发生水解。,下面是一种抗解LED芯片及其制作方法专利的具体信息内容。

1.一种抗解LED芯片,其特征在于,包括衬底、若干个发光结构、以及保护层,所述发光结构包括依次设于衬底上的N-GaN层、有源层和P-GaN层,还包裸露区域、ITO层、N电极和P电极,所述裸露区域沿着P-GaN层刻蚀至N-GaN层,以将N-GaN层裸露出来,所述电极设置在裸露出来的N-GaN层上,所述ITO层设置在P-GaN层上,所述P电极设置在ITO层,所述隔离槽沿着裸露区域刻蚀至衬底的表面,以将发光结构隔开,
所述保护层覆盖在发光结构和隔离槽的表面和侧壁并延伸到衬底上,所述保护层由若干个周期的Al2O3层和SiO2层组成,所述Al2O3层作为底层,所述SiO2层设置在Al2O3层上,每层Al2O3层的厚度小于每层SiO2层的厚度。
2.如权利要求1所述的抗水解LED芯片,其特征在于,每层Al2O3层的厚度为每层SiO2层的厚度为30%~50%。
3.如权利要求2所述的抗水解LED芯片,其特征在于,所述Al2O3层的总厚度为500~1000埃,所述SiO2层的总厚度为1000~2000埃。
4.如权利要求3所述的抗水解LED芯片,其特征在于,所述保护层的结构为Al2O3/SiO2/Al2O3/SiO2,每层的厚度依次为300埃、600埃、500埃、1500埃。
5.如权利要求1所述的抗水解LED芯片,其特征在于,所述发光结构与衬底的夹为30~70°。
6.一种抗水解LED芯片的制作方法,其特征在于,包括:
在衬底上形成外延层,所述外延层包括依次设于衬底上的N-GaN层、有源层和P-GaN层;
对所述外延层进行刻蚀,刻蚀至N-GaN层,形成裸露区域;
沿着裸露出来的N-GaN层进行刻蚀,刻蚀至衬底的表面,形成隔离槽;
在第二半导体层上形成透明导电层;
在裸露区域的第一半导体层上形成N电极,在透明导电层上形成P电极;
在发光结构和隔离槽的表面和侧壁上形成保护层;
所述保护层由若干个周期的Al2O3层和SiO2层组成,所述Al2O3层作为底层,所述SiO2层设置在Al2O3层上,每层Al2O3层的厚度小于每层SiO2层的厚度。
7.如权利要求6所述的抗水解LED芯片的制作方法,其特征在于,每层Al2O3层的厚度为每层SiO2层的厚度为30%~50%;
所述Al2O3层的总厚度为500~1000埃,所述SiO2层的总厚度为1000~2000埃。
8.如权利要求6所述的抗水解LED芯片的制作方法,其特征在于,所述发光结构与衬底的夹角为30~70°。
9.如权利要求6所述的抗水解LED芯片的制作方法,其特征在于,所述Al2O3层的制作方法如下:
采用ALD机台,通入氮气和三甲基,在压为0.08~0.15Pa,温度为130~170℃的条件下,在发光结构和隔离槽的表面和侧壁沉积形成Al2O3层。
10.如权利要求9所述的抗水解LED芯片的制作方法,其特征在于,所述SiO2层的制作方法如下:
采用PECVD机台,通入烷和一,在压力为0.08~0.15Pa,温度为230~280℃的条件下,在Al2O3层表面沉积形成SiO2层。

说明书全文

一种抗解LED芯片及其制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及发光二极管技术领域,尤其涉及一种抗水解芯片及其制作方法。

背景技术

[0002] 参见图1,现有的LED芯片包括衬底10、发光结构和绝缘层30,所述发光结构包括设于衬底10上的N-GaN层21、设于N-GaN层21上的有源层22和N电极25、设于有源层22上的P-GaN层23、设于P-GaN层23上的ITO层24、以及设于ITO层24上的P电极26,所述绝缘层30层覆盖发光结构的表面。
[0003] 现有的LED芯片没有对N-GaN层进行蚀刻以露出衬底,未对外延层(N-GaN层21、有源层22和P-GaN层23的侧壁进行保护,在LED芯片通电使用过程中,侧壁的N-GaN层21因封装所用封装胶气密性较差,环境中的水汽、杂质等物质仍会进入并附着在发光结构的侧壁上,在电场的作用下,发光结构的侧壁会被水解腐蚀,LED芯片失效。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题在于,提供一种抗水解芯片,结构简单,有效防止水解发生,提高芯片的可靠性。
[0005] 本发明还要解决的技术问题在于,提供一种抗水解芯片的制作方法,结构简单,有效防止水解发生,提高芯片的可靠性。
[0006] 为了解决上述技术问题,本发明提供了一种抗水解LED芯片,包括衬底、若干个发光结构、以及保护层,
[0007] 所述发光结构包括依次设于衬底上的N-GaN层、有源层和P-GaN层,还包裸露区域、ITO层、N电极和P电极,所述裸露区域沿着P-GaN层刻蚀至N-GaN层,以将N-GaN层裸露出来,所述电极设置在裸露出来的N-GaN层上,所述ITO层设置在P-GaN层上,所述P电极设置在ITO层,
[0008] 所述隔离槽沿着裸露区域刻蚀至衬底的表面,以将发光结构隔开,
[0009] 所述保护层覆盖在发光结构和隔离槽的表面和侧壁并延伸到衬底上,所述保护层由若干个周期的Al2O3层和SiO2层组成,所述Al2O3层作为底层,所述SiO2层设置在Al2O3层上,每层Al2O3层的厚度小于每层SiO2层的厚度。
[0010] 作为上述方案的改进,每层Al2O3层的厚度为每层SiO2层的厚度为30%~50%。
[0011] 作为上述方案的改进,所述Al2O3层的总厚度为500~1000埃,所述SiO2层的总厚度为1000~2000埃。
[0012] 作为上述方案的改进,所述保护层的结构为Al2O3/SiO2/Al2O3/SiO2,每层的厚度依次为300埃、600埃、500埃、1500埃。
[0013] 作为上述方案的改进,所述发光结构与衬底的夹为30~70°。
[0014] 相应地,本发明还提供了一种抗水解LED芯片的制作方法,包括:
[0015] 在衬底上形成外延层,所述外延层包括依次设于衬底上的N-GaN层、有源层和P-GaN层;
[0016] 对所述外延层进行刻蚀,刻蚀至N-GaN层,形成裸露区域;
[0017] 沿着裸露出来的N-GaN层进行刻蚀,刻蚀至衬底的表面,形成隔离槽;
[0018] 在第二半导体层上形成透明导电层;
[0019] 在裸露区域的第一半导体层上形成N电极,在透明导电层上形成P电极;
[0020] 在发光结构和隔离槽的表面和侧壁上形成保护层;
[0021] 所述保护层由若干个周期的Al2O3层和SiO2层组成,所述Al2O3层作为底层,所述SiO2层设置在Al2O3层上,每层Al2O3层的厚度小于每层SiO2层的厚度。
[0022] 作为上述方案的改进,每层Al2O3层的厚度为每层SiO2层的厚度为30%~50%;
[0023] 所述Al2O3层的总厚度为500~1000埃,所述SiO2层的总厚度为1000~2000埃。
[0024] 作为上述方案的改进,所述发光结构与衬底的夹角为30~70°。
[0025] 作为上述方案的改进,所述Al2O3层的制作方法如下:
[0026] 采用ALD机台,通入氮气和三甲基,在压为0.08~0.15Pa,温度为130~170℃的条件下,在发光结构和隔离槽的表面和侧壁沉积形成Al2O3层。
[0027] 作为上述方案的改进,所述SiO2层的制作方法如下:
[0028] 采用PECVD机台,通入烷和一,在压力为0.08~0.15Pa,温度为230~280℃的条件下,在Al2O3层表面沉积形成SiO2层。
[0029] 实施本发明,具有如下有益效果:
[0030] 本发明的隔离槽沿着裸露区域刻蚀至衬底的表面,在不影响芯片出光效率的情况下,将发光结构的侧壁形成一定的倾斜角度,以便于保护层覆盖在发光结构表面和侧壁,从而将发光结构的表面和侧壁全部保护起来,有效防止芯片发生水解。
[0031] 与现有的绝缘层相比,本发明的保护层采用Al2O3和SiO2来制成,具有高透过率、高致密性、高均匀性、高稳定性、不导电、易制作的特点,同时不渗透水汽;在保护芯片防止发生水解的同时,并不影响芯片的光电性能,并进一步提高芯片的稳定性。附图说明
[0032] 图1是现有LED芯片的结构示意图;
[0033] 图2是本发明LED芯片的结构示意图。

具体实施方式

[0034] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
[0035] 参见图2,本发明提供的一种抗水解LED芯片,包括衬底10、若干个发光结构、位于发光结构之间的隔离槽30、以及保护层40。
[0036] 所述发光结构包括依次设于衬底10上的N-GaN层21、有源层22和P-GaN层23,还包裸露区域24、ITO层25、N电极26和P电极27,所述裸露区域24沿着P-GaN层23刻蚀至N-GaN层21,以将N-GaN层21裸露出来,所述N电极26设置在裸露出来的N-GaN层21上,所述ITO层25设置在P-GaN层23上,所述P电极27设置在ITO层25上。
[0037] 本发明的隔离槽30沿着裸露区域刻蚀至衬底10的表面,以将发光结构隔开。
[0038] 本发明的保护层40覆盖在发光结构和隔离槽30的表面和侧壁并延伸到衬底10上,以保护芯片。具体的,所述保护层由若干个周期的Al2O3层和SiO2层组成。本发明的保护层采用Al2O3和SiO2制成,具有高透过率、高致密性、高均匀性、高稳定性、不导电、易制作的性能,同时不渗透水汽。
[0039] 由于Al2O3层的致密度较高,粘附力较好,因此本发明选用Al2O3层作为底层,覆盖在发光结构和隔离槽的表面和侧壁,所述SiO2层作为外层,覆盖在Al2O3层上。但由于Al2O3层的应力较大,因此Al2O3层的厚度要小于SiO2层的厚度。优选的,每层Al2O3层的厚度为每层SiO2层的厚度为30%~50%。
[0040] 为了保证保护层能够附着在发光结构和隔离槽的表面和侧壁,同时又能防止水汽渗透进入发光结构,优选的,所述Al2O3层的总厚度为500~1000埃,所述SiO2层的总厚度为1000~2000埃。
[0041] 具体的,所述保护层的结构为Al2O3/SiO2/Al2O3/SiO2,每层的厚度依次为300埃、600埃、500埃、1500埃。
[0042] 需要说明的是,所述发光结构与衬底的夹角为30~70°。若夹角太小,在Al2O3层难以沉积在发光结构的侧壁上,不能很好地粘附在发光结构上,在后续的使用中,容易脱落。
[0043] 具体的,本发明所述发光结构与衬底的夹角包括外延层与衬底的夹角,以及电极与衬底的夹角,所述电极包括N电极和P电极。
[0044] 所述保护层覆盖在发光结构的表面和侧壁是指所述保护层覆盖在外延层、ITO层、N电极和P电极的裸露出来的表面和侧壁。
[0045] 本发明的隔离槽沿着裸露区域刻蚀至衬底的表面,在不影响芯片出光效率的情况下,将发光结构的侧壁形成一定的倾斜角度,以便于保护层覆盖在发光结构的侧壁,从而将N-GaN层、有源层和P-GaN层的侧壁全部保护起来,有效防止芯片发生水解。
[0046] 与现有的绝缘层相比,本发明的保护层采用Al2O3和SiO2来制成,具有高透过率、高致密性、高均匀性、高稳定性、不导电、易制作的特点,同时不渗透水汽;在保护芯片防止发生水解的同时,并不影响芯片的光电性能,并进一步提高芯片的稳定性。
[0047] 相应地,本发明还提供了一种抗水解LED芯片的制作方法,包括以下步骤:
[0048] 一、在衬底上形成外延层,所述外延层包括依次设于衬底上的N-GaN层、有源层和P-GaN层;
[0049] 二、对所述外延层进行刻蚀,刻蚀至N-GaN层,形成裸露区域;
[0050] 具体的,采用ICP蚀刻工艺对外延层进行刻蚀,刻蚀至N-GaN层,形成裸露区域。
[0051] 三、沿着裸露出来的N-GaN层进行刻蚀,刻蚀至衬底的表面,形成隔离槽;
[0052] 具体的,采用ICP蚀刻工艺,沿着裸露出来的N-GaN层进行刻蚀,刻蚀至衬底的表面,形成隔离槽。
[0053] 四、在第二半导体层上形成透明导电层;
[0054] 五、啊裸露区域的第一半导体层上形成N电极,在透明导电层上形成P电极;
[0055] 六、在发光结构和隔离槽的表面和侧壁上形成保护层;
[0056] 所述保护层40覆盖在发光结构和隔离槽30的表面和侧壁并延伸到衬底上,以保护芯片。具体的,所述保护层保护由若干个周期的Al2O3层和SiO2层组成。本发明的保护层采用Al2O3和SiO2和制成,具有高透过率、高致密性、高均匀性、高稳定性、不导电、易制作的性能,同时不渗透水汽。
[0057] 由于Al2O3层的致密度较高,粘附力较好,因此本发明选用Al2O3层作为底层,将其覆盖在发光结构和隔离槽的表面和侧壁。但由于Al2O3层的应力较大,因此Al2O3层的厚度要小于SiO2层的厚度。
[0058] 为了保证保护层能够附着在发光结构和隔离槽的表面和侧壁,同时又能防止水汽渗透进入发光结构,优选的,所述Al2O3层的总厚度为500~1000埃,所述SiO2层的总厚度为1000~2000埃。
[0059] 需要说明的是,Al2O3层和Al2O3层的制作方法对保护层的性能起着重要的作用。为了能够形成致密度高,粘附力好的Al2O3层,本发明Al2O3层的制作方法如下:
[0060] 采用ALD机台,通入氮气和三甲基铝,在压力为0.08~0.15Pa,温度为130~170℃的条件下,在发光结构和隔离槽的表面和侧壁沉积形成Al2O3层。
[0061] 所述SiO2层的制作方法如下:
[0062] 采用PECVD机台,通入硅烷和一氧化碳,在压力为0.08~0.15Pa,温度为230~280℃的条件下,在Al2O3层表面沉积形成SiO2层。
[0063] 需要说明的是,所述发光结构与衬底的夹角为30~70°。若夹角太小,在Al2O3层难以沉积在发光结构的侧壁上,不能很好地粘附在发光结构上,在后续的使用中,容易脱落。
[0064] 具体的,本发明所述发光结构与衬底的夹角包括外延层与衬底的夹角,以及电极与衬底的夹角,所述电极包括N电极和P电极。
[0065] 所述保护层覆盖在发光结构的表面和侧壁是指所述保护层覆盖在外延层、ITO层、N电极和P电极的裸露出来的表面和侧壁。
[0066] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。
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