CN102709436B - 通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法，属于led芯片制造技术领域，通过图形遮光的四元系芯片，包括GaAs基板，GaAs基板的一面设有磊晶层，GaAs基板的另一面镀有负极端；磊晶层上沉积有等间距排列设置的正极端，磊晶层上位于正极端之间设置有间隙，间隙设置有遮光层。本发明的通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法，在磊晶层的上镀遮住部分磊晶层的遮光层，磊晶层发出的光线一部分被遮光层遮住，只有一部分没有被遮光层遮挡的光线从磊晶层射出，因此降低了芯片的亮度，从而达到替代二、三元系芯片的目的，其结构简单，节省了人力、化学溶液和其他一些物料的成本，成本较低，制造工艺简单，生产效率较高，良品率高，适合大批量生产。

Description

通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法，属于led芯片制造技术领域。
背景技术
LED芯片按组成分可分为：二元、三元、四元LED芯片。所谓的二元、三元、四元LED芯片，是指该芯片中所含有效元素的数目。如果按组成元素分可以分为以下几种类型:
A.二元芯片，有两种有效元素。亮度较低。
B.三元芯片，有三种有效元素。它是指主要含有三种元素的LED芯片，如HY、HO、IR、SR等产品，被称为三元LED。其可见光亮度一般较四元（四种元素）LED要低。
C.四元芯片，有四种有效元素。亮度较高，全彩显示幕所用的红光芯片大部分是四元系产品。
二三元系芯片属于低亮度LED芯片，比四元系芯片亮度低很多。然而应用却非常广泛，不可缺少，市场需求量又很大。目前二三元系芯片外延片产地主要是日本，日币又不断升值，致使二三元系芯片的原、物料成本显著增加。因此用新的四元系芯片产品取代二三元系芯片产品势在必行。
发明内容
本发明的目的之一在于克服现有技术中的缺陷，提供了一种通过图形遮光的四元系芯片，该四元系芯片与二、三元系芯片相比，大大节省了原、物料成本，同时也减少了原来生产二、三元芯片繁琐的工艺过程，并且可以代替二、三元系芯片。   
本发明的目的之二在于克服现有技术中的缺陷，提供一种通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法，该方法生产的四元系芯片可取代二、三元系芯片，且该制造方法简单，生产效率高，适合大批量生产。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
通过图形遮光的四元系芯片，包括GaAs基板，GaAs基板的一面设有磊晶层，GaAs基板的另一面镀有负极端；磊晶层上沉积有等间距排列设置的正极端，磊晶层上位于正极端之间设置有间隙，间隙设置有遮光层。
进一步，遮光层厚度为大于0m，小于或者等于1×10-5m。
进一步，遮光层厚度为0.2×10-5m。
进一步，遮光层为Ti、Al、W、Cu、Ag、Fe和Cr中任一种的金属薄膜层或者任两种或两种以上组成的合金薄膜层。
进一步，遮光层为TiAl合金薄膜层。
进一步，遮光层为设置于正极端周围的方框形、圆环形、梯形框形、三角框形的遮光层。
进一步，正极端为在磊晶层上沉积的等间距排列的BeAu薄膜层及在BeAu薄膜层上沉积的Au薄膜层。
进一步，负极端为Au薄膜层。
进一步，芯片的厚度为100μm至300μm。
通过图形遮光的四元系芯片的制造方法，分为两个步骤，第一步，制造整片芯片，具体包括：
（1）、在GaAs基板上磊晶，作为芯片的PN接面，
（2）、将GaAs基板进行研磨减薄，
（3）、在GaAs基板另一面沉积一层Au薄膜，作为芯片的负极端，
（4）、在磊晶层的上镀遮住部分磊晶层的遮光层。
（5）、在露出遮光层的磊晶层上沉积等间距排列的BeAu薄膜层，再在BeAu薄膜层上沉积Au薄膜层，然后经过高温蒸镀，使Au薄膜层与BeAu薄膜层融合在一起，作为LED芯片的正极端。
第二步，分割芯片，具体包括：
（1）、用切割机的金刚石切刀半切芯片，形成切割道，
（2）、全切芯片，沿半切后的切割道将芯片彻底切割成一个个独立的晶粒。    与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法，在磊晶层上镀遮住部分磊晶层的遮光层，磊晶层发出的光线一部分被遮光层遮住，只有一部分没有被遮光层遮挡的光线从磊晶层射出，因此降低了芯片的亮度，从而达到替代二、三元系芯片的目的，其结构简单，节省了人力、化学溶液和其他一些物料的成本，成本较低，制造工艺简单，生产效率较高，良品率高，适合大批量生产。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：
图1是本发明的通过图形遮光的四元系芯片的一个方向的结构示意图。
图2是本发明的通过图形遮光的四元系芯片的剖面结构示意图。
其中图1、图2中包括有：
1——负极端、
2——GaAs基板、
3——磊晶层、
4——遮光层、
5——正极端、
6——发光区、
7——遮光区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的通过图形遮光的四元系芯片，如图1、图2所示，包括GaAs基板2，GaAs基板2的一面设有磊晶层3，GaAs基板2的另一面镀有负极端1；磊晶层3上沉积有等间距排列设置的正极端5，磊晶层3上位于正极端5之间设置有间隙，间隙设置有遮光层4。
遮光层4厚度为大于0m，小于或者等于1×10-5m。遮光层4的厚度根据需要遮光多少来决定，即根据芯片所需的亮度来决定。当遮光层4较薄时，遮光区7的光线可以穿透遮光层4透射出来，则芯片亮度较高；当遮光层4较厚时，则遮光效果较好，芯片亮度较低。
根据实际测试得知，遮光层4厚度为0.2×10-5m较为合理。
遮光层4为Ti、Al、W、Cu、Ag、Fe和Cr中任一种的金属薄膜层或者任两种或两种以上组成的合金薄膜层。遮光层4的材料为透光率小的物质。
遮光层4为TiAl合金薄膜层。
遮光层4为设置于正极端5周围的方框形、圆环形、梯形框形、三角框形的遮光层4，或其他不规则形状，选用方框型或者圆环形等规则图形，则发光区66形状较为对称，则发出的光线较为均匀柔和。如图1所示，为方框型遮光层4的俯视图。图形面积大小根据需要遮光多少来决定，即根据芯片所需的亮度来决定，亮度需求高，镀的物质面积小；亮度需求低，镀的物质面积大。
正极端5为在磊晶层3上沉积的等间距排列的BeAu薄膜层及在BeAu薄膜层上沉积的Au薄膜层。
负极端1为Au薄膜层。
芯片厚度为100μm至300μm。
通过图形遮光的四元系芯片的制造方法，分为两个步骤，第一步，制造整片芯片，具体包括：
（1）、在GaAs基板2上磊晶，作为芯片的PN接面，
（2）、将GaAs基板2进行研磨减薄，
（3）、在GaAs基板2另一面沉积一层Au薄膜，作为芯片的负极端1，
（4）、在磊晶层3的上镀遮住部分磊晶层3的遮光层4，
（5）、在露出遮光层4的磊晶层3上沉积等间距排列的BeAu薄膜层，再在BeAu薄膜层上沉积Au薄膜层，然后经过高温蒸镀，使Au薄膜层与BeAu薄膜层融合在一起，作为LED芯片的正极端5。
第二步，分割芯片，具体包括：
（1）、用切割机的金刚石切刀半切芯片，形成切割道，
（2）、全切芯片，沿半切后的切割道将芯片彻底切割成一个个独立的晶粒。
本发明的通过图形遮光的四元系芯片及其制造方法，在磊晶层3的上镀遮住部分磊晶层3的遮光层4，磊晶层3发出的光线一部分被遮光层4遮住，只有一部分没有被遮光层4遮挡的光线从磊晶层3射出，因此降低了芯片的亮度，从而达到替代二、三元系芯片的目的，其结构简单，节省了人力、化学溶液和其他一些物料的成本，成本较低，制造工艺简单，生产效率较高，良品率高，适合大批量生产。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.通过图形遮光的四元系芯片的制造方法，包括GaAs基板，所述GaAs基板的一面设有磊晶层，所述GaAs基板的另一面镀有负极端；所述磊晶层上沉积有等间距排列设置的正极端，其特征在于：所述磊晶层上位于正极端之间设置有间隙，所述间隙设置有遮光层；所述遮光层厚度为大于0m，小于或者等于1×10-5m；所述遮光层为Ti、Al、W、Cu、Ag、Fe和Cr中任一种的金属薄膜层或者任两种或两种以上组成的合金薄膜层；所述遮光层为设置于所述正极端周围的方框形、圆环形、梯形框形、三角框形的遮光层；所述正极端为在所述磊晶层上沉积的等间距排列的BeAu薄膜层及在所述BeAu薄膜层上沉积的Au薄膜层；所述负极端为Au薄膜层；所述芯片的厚度为100μm至300μm；
上述芯片的制造方法，分为两个步骤，第一步，制造整片芯片，具体包括：
（1）、在所述GaAs基板上磊晶，作为芯片的PN接面，
（2）、将所述GaAs基板进行研磨减薄，
（3）、在所述GaAs基板另一面沉积一层Au薄膜，作为芯片的负极端，
（4）、在所述磊晶层的上镀遮住部分磊晶层的遮光层，
（5）、在露出所述遮光层的所述磊晶层上沉积等间距排列的BeAu薄膜层，再在所述BeAu薄膜层上沉积Au薄膜层，然后经过高温蒸镀，使Au薄膜层与BeAu薄膜层融合在一起，作为所述芯片的正极端，
第二步，分割芯片，具体包括：
（1）、用切割机的金刚石切刀半切芯片，形成切割道，
（2）、全切芯片，沿半切后的切割道将芯片彻底切割成一个个独立的晶粒。
2.根据权利要求1所述的通过图形遮光的四元系芯片的制造方法，其特征在于，所述遮光层厚度为0.2×10-5m。
3.根据权利要求1所述的通过图形遮光的四元系芯片的制造方法，其特征在于，所述遮光层为TiAl合金薄膜层。
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