CN108133988B - 一种led芯片的制造方法及led芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LED芯片的制造方法及LED芯片，其中，LED芯片的制造方法包括：步骤1、选取衬底(11)；步骤2、在衬底(11)上生长蓝光外延层；步骤3、制备红光灯芯槽；步骤4、在红光灯芯槽内生长红光外延层；步骤5、制备绿光灯芯槽；步骤6、在绿光灯芯槽内生长绿光外延层；步骤7、在蓝光外延层、红光外延层和绿光外延层的上表面设置增透膜；步骤8、制备电极。本发明实施例通过将蓝光外延层、红光外延层以及绿光外延层生长在一个衬底上，可以直接混合发出白光，提高了出光效率，而且将三色外延层直接继承在一个衬底上，提高了芯片集成度，而无需将多个芯片集成在一起，降低了产品生产成本，而且也降低了芯片封装的难度。
Description
技术领域
本发明属于发光二极管芯片制造技术领域，具体涉及一种LED芯片的制造方法及LED芯片。
背景技术
发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，其被广泛应用于显示屏、交通讯号、显示光源、汽车用灯、LED背光源、照明光源等领域。
目前实现白光LED的方法主要有：蓝光LED+黄色荧光粉，RGB三色LED，紫外LED+多色荧光粉，但是该方案中，由于使用了荧光粉胶层，荧光粉胶层中存在大量离散分布的荧光粉颗粒，光线入射到荧光粉胶层中会出现强烈的散射现象。这种散射一方面强化了荧光粉胶层对光线的吸收作用，另一方面也导致大量光线被反射，降低了LED芯片的透光率。
目前还存在多种芯片混合，例如蓝光芯片、红光芯片和绿光芯片混合封装，以使LED发出白光，然而多芯片混合在一起，提高了封装难度，而且可靠性较差。
因此，研制出一种无需荧光粉，且能发出白光的LED芯片是目前的热点研究方向。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明提出了一种LED芯片的制造方法及LED芯片，具体的实施方式如下。
本发明实施例提供一种LED芯片的制造方法，包括，
步骤1、选取衬底11；
步骤2、在所述衬底11上生长蓝光外延层；
步骤3、制备红光灯芯槽；
步骤4、在所述红光灯芯槽内生长红光外延层；
步骤5、制备绿光灯芯槽；
步骤6、在所述绿光灯芯槽内生长绿光外延层；
步骤7、在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置增透膜1001；
步骤8、制备电极。
在本发明的一个实施例中，所述步骤2包括：
在所述衬底上自下而上依次生长GaN缓冲层101、GaN稳定层102、掺Si的n型GaN层103、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的有源层104、p型AlGaN阻挡层105、p型GaN接触层106；其中In的含量为10-20%。
在本发明的一个实施例中，所述步骤3包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第一SiO2层；
在所述第一SiO2层选取第一矩形区，刻蚀所述第一矩形区对应的所述第一SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述GaN缓冲层101为槽底的第一凹槽；
去除所述第一SiO2层；
在所述第一凹槽的槽壁上形成第二SiO2层，以构成所述红光灯芯槽。
在本发明的一个实施例中，所述步骤4包括：
在所述红光灯芯槽内，自所述GaN缓冲层101向上依次生长GaN缓冲层401、n型GaAs缓冲层402、n型GaAs稳定层403、由GalnP/A1GaInP多量子阱结构形成的有源层404、p型A1GaInP阻挡层405和p型GaAs接触层406。
在本发明的一个实施例中，所述步骤5包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第三SiO2层；
在所述第三SiO2层选取第二矩形区，所述第二矩形区与所述第一矩形区相接，刻蚀所述第二矩形区对应的所述第三SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述GaN缓冲层101为槽底的第二凹槽；
去除所述第三SiO2层；
在所述第二凹槽的槽壁上形成第四SiO2层，以构成所述绿光灯芯槽。
在本发明的一个实施例中，所述步骤6包括：
在所述绿光灯芯槽内，自所述GaN缓冲层101向上依次生长GaN缓冲层201、GaN稳定层202、掺Si的n型GaN层203、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的有源层204、p型AlGaN阻挡层205和p型GaN接触层206；其中In的含量为21-40%。
在本发明的一个实施例中，所述步骤7包括：
通过蒸镀或者溅射的方式在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置TiO2增透膜1001；
所述TiO2增透膜1001的折射率为2.35，熔点为1850 ℃，透过波段为0.4-12 μm。
在本发明的一个实施例中，所述步骤8包括：
步骤81、在所述LED芯片表面淀积第五SiO2层；
步骤82、利用干法刻蚀工艺在所述第五SiO2层上刻蚀形成下电极窗口，直到n型层；
步骤83、去掉所述剩余第五SiO2层并在所述LED芯片表面淀积第六SiO2层107；
步骤84、在所述第六SiO2层107上刻蚀上电极窗口；
步骤85、蒸镀金属形成P电极51和N电极52；
步骤86、光刻引线以完成所述电极的制备。
在本发明的一个实施例中，所述第一矩形区的边长的范围为：大于50微米，而小于300微米；
所述第二矩形区的边长范围与所述第一矩形区的边长范围相同。
本发明的另一个实施例提供一种LED芯片，采用上述所述的LED芯片的制造方法制造而成。
本发明的有益效果为：
1、将三种颜色的外延层集成在一个衬底上，蓝色、红色和绿色三色光直接混合发出白光，因此本发明实施例不需要使用荧光粉也可以达到发出白光的效果，避免了现有技术中使用荧光粉带来的各种不利因素。
2、将三种颜色的外延层集成在一个衬底上，形成一个单芯片，提高了芯片的集成度，而无需将多个芯片集成在一起，降低了产品生产成本，而且也降低了芯片封装的难度。
3、TiO2增透膜1001具有优异的光学性能和机械性，该膜折射率在硅胶与灯芯表面材料之间，当厚度适当时，反射光路长度差在薄膜的两面恰好为半波长，正好可以抵消，除了材料本身会吸收掉一部分光线，其他入射光完全通过，减少了界面上的Fresnel 消耗，芯片有源层的光就能够更多地辐射出去，由此提高了LED 的取光效率。
4、本发明实施例中提供的LED芯片，取光率更高，且色温调节更加灵活。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种LED芯片的制造方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的层结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种红光灯芯槽的槽结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种红光外延层的层结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种绿光灯芯槽的槽结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种绿光外延层的层结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种LED芯片设置增透膜后的侧视图；
图8为本发明实施例提供的一种LED芯片的电极结构示意图；
图9为本发明实施例提供的另一种LED芯片的电极结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种LED芯片的侧视图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
实施例一
本发明实施例提供一种LED芯片的制造方法，包括，
步骤1、选取衬底11；
步骤2、在所述衬底11上生长蓝光外延层；
步骤3、制备红光灯芯槽；
步骤4、在所述红光灯芯槽内生长红光外延层；
步骤5、制备绿光灯芯槽；
步骤6、在所述绿光灯芯槽内生长绿光外延层；
步骤7、在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置增透膜1001；
步骤8、制备电极。
所述衬底可以是蓝宝石衬底，或者Si衬底，或者SiC衬底。
进一步的，所述步骤2包括：
在所述衬底上自下而上依次生长GaN缓冲层101、GaN稳定层102、掺Si的n型GaN层103、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的有源层104、p型AlGaN阻挡层105、p型GaN接触层106；其中In的含量为10-20%。
进一步的，所述步骤3包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第一SiO2层；
在所述第一SiO2层选取第一矩形区，刻蚀所述第一矩形区对应的所述第一SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述GaN缓冲层101为槽底的第一凹槽；
去除所述第一SiO2层；
在所述第一凹槽的槽壁上形成第二SiO2层，以构成所述红光灯芯槽。
进一步的，所述步骤4包括：
在所述红光灯芯槽内，自所述GaN缓冲层101向上依次生长GaN缓冲层401、n型GaAs缓冲层402、n型GaAs稳定层403、由GalnP/A1GaInP多量子阱结构形成的有源层404、p型A1GaInP阻挡层405和p型GaAs接触层406。
进一步的，所述步骤5包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第三SiO2层；
在所述第三SiO2层选取第二矩形区，所述第二矩形区与所述第一矩形区相接，刻蚀所述第二矩形区对应的所述第三SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述GaN缓冲层101为槽底的第二凹槽；
去除所述第三SiO2层；
在所述第二凹槽的槽壁上形成第四SiO2层，以构成所述绿光灯芯槽。
进一步的，所述步骤6包括：
在所述绿光灯芯槽内，自所述GaN缓冲层101向上依次生长GaN缓冲层201、GaN稳定层202、掺Si的n型GaN层203、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的有源层204、p型AlGaN阻挡层205和p型GaN接触层206；其中In的含量为21-40%。
进一步的，所述步骤7包括：
通过蒸镀或者溅射的方式在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置TiO2增透膜1001；
所述TiO2增透膜1001的折射率为2.35，熔点为1850 ℃，透过波段为0.4-12 μm。
进一步的，所述步骤8包括：
步骤81、在所述LED芯片表面淀积第五SiO2层；
步骤82、利用干法刻蚀工艺在所述第五SiO2层上刻蚀形成下电极窗口，直到n型层；
步骤83、去掉所述剩余第五SiO2层并在所述LED芯片表面淀积第六SiO2层107；
步骤84、在所述第六SiO2层107上刻蚀上电极窗口；
步骤85、蒸镀金属形成P电极51和N电极52；
步骤86、光刻引线以完成所述电极的制备。
进一步的，所述第一矩形区的边长的范围为：大于50微米，而小于300微米；
所述第二矩形区的边长范围与所述第一矩形区的边长范围相同。
本发明还提供一种LED芯片，其采用上述任一所述的LED芯片的制造方法制造而成。
本发明的有益效果为：
1、将三种颜色的外延层集成在一个衬底上，蓝色、红色和绿色三色光直接混合发出白光，因此本发明实施例不需要使用荧光粉也可以达到发出白光的效果，避免了现有技术中使用荧光粉带来的各种不利因素。
2、将三种颜色的外延层集成在一个衬底上，形成一个单芯片，提高了芯片的集成度，而无需将多个芯片集成在一起，降低了产品生产成本，而且也降低了芯片封装的难度。
3、通过设置增透膜1001，TiO2增透膜1001具有优异的光学性能和机械性，该膜折射率在硅胶与灯芯表面材料之间，当厚度适当时，反射光路长度差在薄膜的两面恰好为半波长，正好可以抵消，除了材料本身会吸收掉一部分光线，其他入射光完全通过，减少了界面上的Fresnel 消耗，芯片有源层的光就能够更多地辐射出去，由此提高了LED 的取光效率。
4、本发明实施例中提供的LED芯片，取光率更高，且色温调节更加灵活。
实施例二
请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种LED芯片的制造方法的流程图；在上述实施例的基础上，较为详细地对本发明实施例提供的LED芯片的制造方法进行详细介绍，具体步骤如下：
步骤1、选取衬底11；
步骤2、在所述衬底11上生长蓝光外延层；
步骤3、制备红光灯芯槽；
步骤4、在所述红光灯芯槽内生长红光外延层；
步骤5、制备绿光灯芯槽；
步骤6、在所述绿光灯芯槽内生长绿光外延层；
步骤7、在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置增透膜1001；
步骤8、制备电极。
本发明实施例中，所述衬底11为蓝宝石衬底，或者Si衬底，或者SiC衬底。
具体的，本发明实施例中，如图2所示，图2为本发明实施例提供的一种蓝光外延层的层结构示意图；所述蓝光外延层将所述衬底11全部覆盖，具体的，在所述衬底11上生长蓝光外延层包括：
在所述衬底上自下而上依次生长GaN缓冲层101、GaN稳定层102、掺Si的n型GaN层103、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的有源层104、p型AlGaN阻挡层105、p型GaN接触层106；其中In的含量为10-20%。
1、GaN缓冲层101的厚度范围为3000-5000纳米，生长温度为400-600℃，优选的，是在500℃条件下生长厚度为4000纳米的GaN缓冲层101。
2、升温至900-1050℃，生长厚度为500-1500纳米的GaN稳定层102，优选的，是在1000℃条件下生长厚度为1000纳米的GaN稳定层102，需要说明的是，GaN稳定层为N型GaN层。
3、温度保持不变，生长厚度为200-1000纳米的掺Si的n型GaN层103，掺杂浓度范围为1*1018-5*1019cm-3；优选的，是在1000℃条件下生长厚度为400纳米的掺Si的n型GaN层103，优选的掺杂浓度为1*1019cm-3。
4、在上述掺Si的n型GaN层103上，再生长InGaN/GaN多量子阱结构作为有源层104，其中，InGaN量子阱的生长温度为650-750℃，GaN势垒的生长温度为750-850℃；量子阱周期为8-30，InGaN量子阱厚度为1.5-3.5纳米，其中In的含量约为10-20%；GaN势垒厚度均为5-10纳米；优选的，先在850℃条件下生长5纳米的GaN势垒，然后降温至750℃条件下生长2.8纳米的InGaN量子阱，量子阱的周期优选为20，其中，In含量依据光波长定，含量越高，光波长越长。
5、升温至850-950℃，在有源层104上生长10-40纳米掺Mg的p型AlGaN阻挡层105，优选的，是在900℃生长20纳米p型AlGaN阻挡层105。
6、温度保持不变，生长100-300纳米的p型GaN接触层106，优选的，是在900℃生长200纳米p型GaN接触层106。
进一步的，如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种红光灯芯槽的槽结构示意图；所述红光灯芯槽即图3中两个隔离12之间的空白区，具体的，制备红光灯芯槽包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第一SiO2层；
在所述第一SiO2层选取第一矩形区，刻蚀所述第一矩形区对应的所述第一SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述GaN缓冲层101为槽底的第一凹槽；
去除所述第一SiO2层；
在所述第一凹槽的槽壁上形成第二SiO2层，以构成所述红光灯芯槽。
本发明实施例中，采用化学气相沉积法在蓝光外延层的p型GaN接触层106上方沉积第一SiO2层，该第一SiO2层的厚度范围为300-800纳米，本发明实施例中第一SiO2层的厚度为500纳米。
进一步的，在第一SiO2层上选取第一矩形区，该矩形区的长宽分别大于50微米，小于300微米；本发明实施例中该第一矩形区的边长取值为100微米。
采用湿法刻蚀将该第一矩形区对应的SiO2，然后采用干法刻蚀SiO2层下方的蓝光外延层，一直刻蚀到蓝宝石衬底上，形成第一凹槽，该第一凹槽的槽壁由蓝光外延层组成，槽底为经刻蚀而裸露出来的衬底。
然后去掉位于蓝光外延层上表面的第一SiO2层。
再次利用化学气相沉积法在蓝光外延层上表面（包括第一凹槽）沉积第二SiO2层，该第二SiO2层在沉积的过程中也沉积到第一凹槽的槽壁和槽底上，本发明实施例中，对蓝光外延层上表面的第二SiO2层和所述第一凹槽槽底的第二SiO2层通过干法刻蚀去除，仅保留沉积在第一凹槽侧壁上的第二SiO2层，也即图3中的隔离12，以构成红光灯芯槽，该第二SiO2层的厚度范围为20-100纳米，本发明实施例中第二SiO2层的厚度为50纳米。沉积在第一凹槽侧壁上的第二SiO2层将蓝光外延层与第一凹槽的内腔隔离开来。
如图4所示，图4为本发明实施例提供的一种红光外延层的层结构示意图；具体的，在所述红光灯芯槽内生长红光外延层包括：
在所述红光灯芯槽内，自所述GaN缓冲层101向上依次生长GaN缓冲层401、n型GaAs缓冲层402、n型GaAs稳定层403、由GalnP/A1GaInP多量子阱结构形成的有源层404、p型A1GaInP阻挡层405和p型GaAs接触层406。红光外延层的制备过程和条件具体如下：
1、在红光芯片灯芯槽中，以GaN缓冲层101为槽底，生长GaN缓冲层401，其厚度范围为2000-3000纳米；本发明实施例中，GaN缓冲层401的厚度为2500纳米。
2、在GaN缓冲层401上生长n型GaAs缓冲层402，其中掺O或S元素，厚度范围1000-2000纳米，掺杂浓度范围为1*1017-1*1018cm-3；本发明实施例中n型GaAs缓冲层402的厚度为1500纳米、掺杂浓度为5*1017cm-3。
3、生长n型GaAs稳定层403，其中掺O或S元素，厚度范围为500-1000纳米的，掺杂浓度范围为1*1018-5*1019cm-3；本发明实施例中n型GaAs稳定层403的厚度为400纳米、掺杂浓度为1*1019cm-3。
4、生长由GalnP/A1GaInP多量子阱结构形成的有源层404，其中，GalnP量子阱厚度为2-10纳米，A1GaInP势垒厚度为5-10纳米，其中Al的含量约为10-40%；优选的，本发明实施例中，先生长7纳米的A1GaInP势垒，然后继续生长7纳米的GalnP量子阱，其中，量子阱的周期为20，而Al含量依据光波长定，含量越高，光波长越长。
5、生长p型A1GaInP阻挡层405，其中Al的含量约为>30%，掺杂元素为Mg或者Zn，掺杂浓度范围为1*1017-1*1019cm-3，其厚度为10-500纳米；优选的，本发明实施例中，Al的含量为40%，p型A1GaInP阻挡层405的厚度为100纳米，掺杂浓度为1*1018cm-3。
6、生长p型GaAs接触层406，其中掺杂元素为Mg或者Zn，厚度范围为100-500纳米，掺杂浓度范围为1*1017-1*1019cm-3，优选的，本发明实施例中，p型GaAs接触层406的厚度为150纳米，掺杂浓度为1*1018cm-3。
如图5所示，图5为本发明实施例提供的一种绿光灯芯槽的槽结构示意图；本发明实施例中，绿光灯芯槽即图5中两个隔离22之间的空白区，制备绿光灯芯槽包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第三SiO2层；
在所述第三SiO2层选取第二矩形区，所述第二矩形区与所述第一矩形区相接，刻蚀所述第二矩形区对应的所述第三SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述GaN缓冲层101为槽底的第二凹槽；
去除所述第三SiO2层；
在所述第二凹槽的槽壁上形成第四SiO2层，以构成所述绿光灯芯槽。
本发明实施例中，在蓝光外延层上表面利用化学气相沉积法沉积第三SiO2层，然后在该第三SiO2层上选取一矩形窗口，也即选取第二矩形区，并采用湿法刻蚀该第二矩形区的SiO2层，然后用干法刻蚀该SiO2层矩形窗口下的蓝光外延层，一直刻蚀到蓝宝石衬底上，形成第二凹槽。
需要说明的是，该第二矩形区与第一矩形区相连接，且该第二矩形区的边长的范围也分别大于50微米，小于300微米，优选的，第二矩形区的大小与第一矩形区的大小相同。
去除蓝光外延层上表面的第三SiO2层；
然后再次沉积第四SiO2层，具体的，是在蓝光外延层的上表面以及之前形成的红光外延层的上表面、第二凹槽上方均沉积第四SiO2层，使得第二凹槽的槽壁和槽底均覆盖第四SiO2层，第四SiO2层的厚度范围为20-100纳米，本实施例中，第四SiO2层的厚度取值为50纳米；采用干法刻蚀芯片表面的第四SiO2层以及第二凹槽槽底的第四SiO2层，仅保留第二凹槽的槽壁的第四SiO2层，也即图5中的隔离22，以形成可用于生成绿光外延层的绿光灯芯槽。需要说明的是，隔离22与隔离12之间并无蓝光外延层，而是直接连接在一起的。
如图6所示，图6为本发明实施例提供的一种绿光外延层的层结构示意图；具体的，在所述绿光灯芯槽中生长绿光外延层包括：
在所述绿光灯芯槽内，自所述GaN缓冲层101向上依次生长GaN缓冲层201、GaN稳定层202、掺Si的n型GaN层203、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的有源层204、p型AlGaN阻挡层205和p型GaN接触层206；其中In的含量为21-40%。
需要说明的是，绿光外延层中各层的生长条件与蓝光外延层中各层的生长条件大致相同，不同之处在于：绿光外延层中，有源层204中的InGaN量子阱层中In的含量约为21-40%。
有源层104和有源层204中的In的含量是用于调节InGaN的禁带宽度，In含量少，禁带宽度大，则发蓝光；In含量大，禁带宽度小，则发绿光。
进一步的，需要在设置好蓝光外延层、红光外延层以及绿光外延层的半成品上设置增透膜1001，具体的，
如图7所示，图7为本发明实施例提供的一种LED芯片设置增透膜后的侧视图；通过蒸镀或者溅射的方式在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置TiO2增透膜；
所述TiO2增透膜的折射率为2.35，熔点为1850 ℃，透过波段为0.4-12 μm。
需要说明的是，TiO2增透膜的厚度为透射光波长的1/4。
进一步的，制备电极包括：
步骤81、在所述LED芯片表面淀积第五SiO2层；
步骤82、利用干法刻蚀工艺在所述第五SiO2层上刻蚀形成下电极窗口，直到n型层；
步骤83、去掉所述剩余第五SiO2层并在所述LED芯片表面淀积第六SiO2层107；
步骤84、在所述第六SiO2层107上刻蚀上电极窗口；
步骤85、蒸镀金属形成P电极51和N电极52；
步骤86、光刻引线以完成所述电极的制备。
具体的，
1、在增透膜1001上表面采用PECVD淀积第五SiO2层，厚度为300-800纳米，优选地，厚度为500纳米。
2、应用干法刻蚀工艺，在第五SiO2层上刻蚀共用下电极窗口直到所述蓝光GaN稳定层102。其中，因为所述红光灯芯槽、所述绿光灯芯槽的底部刻蚀到蓝光GaN缓冲层101上，蓝光GaN缓冲层101与蓝光GaN稳定层102层均有一定掺杂，因此，所述蓝光灯芯材料、所述红光灯芯材料、所述绿光灯芯材料可以共用下电极窗口，这样使制作工艺更加简单，结构也更加简单。
3、去掉表面的第五SiO2层，再淀积第六SiO2层107，厚度为300-800纳米，优选地，第六SiO2层107的厚度为500纳米，在第六SiO2层107上刻蚀上电极窗口直到所述增透膜1001，需要保证上电极与所述增透膜1001接触；在蓝光GaN稳定层102、红光n型GaAs缓冲层202、绿光GaN稳定层302、黄光GaN稳定层402上分别刻蚀下电极接触窗口。
4、蒸镀金属Cr/Pt/Au电极，其中，Cr厚度为20-40纳米，Pt的厚度范围为20-40纳米，Au的厚度范围为800-1500纳米；优选的，本发明实施例中，Cr的厚度为30纳米，Pt的厚度为30纳米，Au的厚度为1200纳米。
5、对Cr/Pt/Au电极电极进行退火处理，温度为300-500℃，形成金属化合物，并去掉剩余金属；优选地，退火温度为350℃。上电极接触窗口形成上电极引线孔，下电极接触窗口形成下电极引线孔。
6、形成P电极51和N电极52。
本发明实施例中，电极设置可以有两种方式，方式一如图8所示，图8为本发明实施例提供的一种LED芯片的电极结构示意图；红光灯芯、绿光灯芯和蓝光灯芯共用N电极52，而对应于红光灯芯槽、绿光灯芯槽和蓝光外延长分别设置一个P电极51；
方式二如图9所示，图9为本发明实施例提供的另一种LED芯片的电极结构示意图；在每一个灯芯槽中，分别设置独立的P电极51和N电极52。
需要说明的是，由于覆盖增透膜后，红光灯芯槽、绿光灯芯槽和蓝光外延层均被覆盖，无法表现各部分结构，因此，图8和图9中并未示出增透膜和第六SiO2层107。但实质上，如图10所示，图10为本发明实施例提供的一种LED芯片的侧视图；P电极51和N电极52是内嵌于第六SiO2层107上，且P电极51的下方与增透膜接触。
本发明实施例中，在制备好 P电极51和N电极52之后，还需要进行引线、划片等步骤，以便于芯片的后续使用，在此不在赘述。
需要说明的是，本发明实施例中P电极和N电极的设置方式有多种选择，当衬底为SiC衬底或者Si衬底时，GaN缓冲层101、GaN稳定层102、GaN缓冲层401、n型GaAs缓冲层402、GaN缓冲层201、GaN稳定层202均可以生长成n型，此时LED芯片的N电极52可以从衬底的下表面接出，而不设置在外延层上，P电极设置于蓝光外延层、红光外延层和绿光外延层的上表面，形成垂直LED结构，这样可以节约面积，提高发光效率。
综上所述，本文中应用了具体个例对本发明实施例提供的一种LED芯片的制造方法及LED芯片的实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。
Claims (5)
1.一种LED芯片的制造方法，其特征在于，包括，
步骤1、选取衬底(11)；
步骤2、在所述衬底(11)上生长蓝光外延层；包括：在所述衬底上自下而上依次生长第一GaN缓冲层(101)、第一GaN稳定层(102)、第一掺Si的n型GaN层(103)、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的第一有源层(104)、第一p型AlGaN阻挡层(105)、第一p型GaN接触层(106)；其中In的含量为10-20%；
步骤3、制备红光灯芯槽；
步骤4、在所述红光灯芯槽内生长红光外延层；包括：
在所述红光灯芯槽内，自所述第一GaN缓冲层(101)向上依次生长第二GaN缓冲层(401)、第二n型GaAs缓冲层(402)、第二n型GaAs稳定层(403)、由GalnP/A1GaInP多量子阱结构形成的第二有源层(404)、第二p型A1GaInP阻挡层(405)和第二p型GaAs接触层(406)；
步骤5、制备绿光灯芯槽；
步骤6、在所述绿光灯芯槽内生长绿光外延层；包括：
在所述绿光灯芯槽内，自所述第一GaN缓冲层(101)向上依次生长第三GaN缓冲层(201)、第三GaN稳定层(202)、第三掺Si的n型GaN层(203)、由InGaN/GaN多量子阱结构形成的第三有源层(204)、第三p型AlGaN阻挡层(205)和第三p型GaN接触层(206)；其中In的含量为21-40%；
步骤7、在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置增透膜(1001)；
步骤8、制备电极；
所述步骤3包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第一SiO2层；
在所述第一SiO2层选取第一矩形区，刻蚀所述第一矩形区对应的所述第一SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述第一GaN缓冲层(101)为槽底的第一凹槽；
去除所述第一SiO2层；
在所述第一凹槽的槽壁上形成第二SiO2层，以构成所述红光灯芯槽；
所述步骤5包括：
在所述蓝光外延层上方沉积第三SiO2层；
在所述第三SiO2层选取第二矩形区，所述第二矩形区与所述第一矩形区相接，刻蚀所述第二矩形区对应的所述第三SiO2层和所述蓝光外延层，形成以所述第一GaN缓冲层(101)为槽底的第二凹槽；
去除所述第三SiO2层；
在所述第二凹槽的槽壁上形成第四SiO2层，以构成所述绿光灯芯槽；
所述第二矩形区的大小与所述第一矩形区的大小相同。
2.根据权利要求1所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述步骤7包括：
通过蒸镀或者溅射的方式在所述蓝光外延层、所述红光外延层和所述绿光外延层的上表面设置TiO2增透膜(1001)；
所述TiO2增透膜(1001)的折射率为2.35，熔点为1850 ℃，透过波段为0.4-12 μm。
3.根据权利要求2所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述步骤8包括：
步骤81、在所述LED芯片表面淀积第五SiO2层；
步骤82、利用干法刻蚀工艺在所述第五SiO2层上刻蚀形成下电极窗口，直到n型层；
步骤83、去掉剩余第五SiO2层并在所述LED芯片表面淀积第六SiO2层(107)；
步骤84、在所述第六SiO2层(107)上刻蚀上电极窗口；
步骤85、蒸镀金属形成P电极(51)和N电极(52)；
步骤86、光刻引线以完成所述电极的制备。
4.根据权利要求3所述的LED芯片的制造方法，其特征在于，所述第一矩形区的边长的范围为：大于50微米，而小于300微米；
所述第二矩形区的边长范围与所述第一矩形区的边长范围相同。
5.一种LED芯片，其特征在于，采用上述权利要求1-4任一项所述的LED芯片的制造方法制造而成。
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