本發(fā)明涉及半導體技術領域，特別涉及一種發(fā)光二極管及其制備方法。

背景技術：

發(fā)光二極管(英文：Light Emitting Diode，簡稱LED)是一種可以把電能轉化成光能的半導體二極管。

LED芯片是LED的核心組件。目前LED芯片包括藍寶石襯底、以及依次層疊在藍寶石襯底上的n型層、發(fā)光層和p型層，n型電極的設置區(qū)域和LED芯片的邊緣區(qū)域均設有從p型層延伸至n型層的臺階結構，臺階結構的側壁、n型層和p型層上均設有絕緣介質，n型電極穿過絕緣介質設置在n型層上，p型電極穿過絕緣介質設置在p型層上。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在以下問題：

臺階結構的側壁上的絕緣介質可以有效避免n型層和p型層之間發(fā)生短路，但是受到光刻工藝和劃裂工藝的限制，在LED芯片的邊緣區(qū)域設置的臺階結構具有一定的寬度，犧牲了一定的發(fā)光區(qū)面積，造成單片晶元(wafer)產出的芯片數(shù)量較少。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片及其制備方法。所述技術方案如下：

一方面，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片的制備方法，所述制備方法包括：

在襯底上依次形成n型層、發(fā)光層、p型層；

采用刻蝕工藝在所述p型層上開設延伸至所述n型層的凹槽；

采用激光或刀具在芯片的邊緣位置劃出延伸至所述襯底的開口；

在所述開口內、以及所述凹槽的側壁、所述n型層和所述p型層上沉積絕緣介質；

在p型層上設置穿過所述絕緣介質的p型電極，在所述n型層上設置穿過所述絕緣介質的n型電極；

沿所述開口劈裂襯底，形成若干相互獨立的發(fā)光二極管芯片。

可選地，所述采用激光或刀具在芯片的邊緣位置劃出延伸至所述襯底的開口，包括：

采用激光在所述芯片的邊緣位置灼燒出延伸至所述襯底的開口；

采用腐蝕溶液去除所述開口內激光灼傷的表層。

優(yōu)選地，所述腐蝕溶液為硫酸和磷酸的混合溶液。

更優(yōu)選地，所述腐蝕溶液的溫度為200～300℃。

進一步地，所述腐蝕溶液的處理時間為5～50min。

可選地，所述絕緣介質為SiO₂。

優(yōu)選地，所述絕緣介質的沉積速率為8埃/s。

可選地，所述開口的最大寬度為10um。

另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片，所述發(fā)光二極管芯片包括襯底、以及依次層疊在所述襯底上的n型層、發(fā)光層、p型層，所述p型層上開設有延伸至所述n型層的凹槽，所述發(fā)光二極管芯片的邊緣位置設有延伸至所述襯底的開口，所述開口內、以及所述凹槽的側壁、所述n型層和所述p型層上沉積有絕緣介質，p型電極穿過所述絕緣介質設置在所述p型層上，n型電極穿過所述絕緣介質設置在所述n型層上。

可選地，所述開口的最大寬度為10um。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過采用激光或刀具在芯片的邊緣位置劃出延伸至襯底的開口，并在開口內、以及凹槽的側壁、n型層和p型層上沉積絕緣介質，開口內和凹槽的側壁上上的絕緣介質可以避免n型層和p型層之間短路，同時利用開口沉積絕緣介質，可以避免在芯片的邊緣區(qū)域也設置凹槽，發(fā)光區(qū)的邊緣即為芯片的邊緣，顯著節(jié)省芯片占用的面積，以表面積為20mil²的芯片為例，表面積縮小30％～40％，單片晶元產出的芯片數(shù)量增加了30％～40％，并且芯片的側面受到與之前一樣的保護，芯片的可靠性沒有影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種發(fā)光二極管芯片的制備方法的流程圖；

圖2a-圖2c是本發(fā)明實施例一提供的發(fā)光二極管芯片制備過程中的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例二提供的一種發(fā)光二極管芯片的主視圖；

圖4是本發(fā)明實施例二提供的一種發(fā)光二極管芯片的俯視圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

實施例一

本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片的制備方法，參見圖1，該制備方法包括：

步驟101：在襯底上依次形成n型層、發(fā)光層、p型層。

在本實施例中，襯底可以為藍寶石襯底，n型層可以為n型GaN層，發(fā)光層可以包括交替層疊的InGaN量子阱層和GaN量子壘層，p型層可以為p型GaN層。

步驟102：采用刻蝕工藝在p型層上開設延伸至n型層的凹槽。

步驟103：采用激光或刀具在芯片的邊緣位置劃出延伸至襯底的開口。

圖2a為執(zhí)行步驟103后的發(fā)光二極管芯片的結構示意圖。其中，1為襯底，2為n型層，3為發(fā)光層，4為p型層，5為凹槽，6為開口。

容易知道，開口的深度大于n型層、發(fā)光層、p型層的厚度之和。

可選地，開口的最大寬度可以為10um。

可選地，采用激光在芯片的邊緣位置劃出延伸至襯底的開口，可以包括：

采用激光在芯片的邊緣位置灼燒出延伸至襯底的開口；

采用腐蝕溶液去除開口內激光灼傷的表層。

優(yōu)選地，腐蝕溶液可以為硫酸和磷酸的混合溶液。

更優(yōu)選地，腐蝕溶液的溫度可以為200～300℃，以達到較好的腐蝕效率和效果。

更優(yōu)選地，腐蝕溶液的處理時間可以為5～50min，以將激光灼燒出的灰燼腐蝕干凈。

具體地，采用腐蝕溶液去除開口內激光灼傷的表層，可以包括：

采用260℃的硫酸和磷酸的混合溶液在開口內腐蝕10min。

具體地，采用激光在芯片的邊緣位置灼燒出延伸至襯底的開口，可以包括：

采用紫外激光器在芯片的邊緣位置灼燒出延伸至襯底的開口。

步驟104：在開口內、以及凹槽的側壁、n型層和p型層上沉積絕緣介質。

可選地，絕緣介質可以為SiO₂。

優(yōu)選地，絕緣介質的沉積速率可以為8埃/s，以使V型槽內也有絕緣介質附著。

具體地，該步驟104可以包括：

采用蒸發(fā)臺在開口內、以及凹槽的側壁、n型層和p型層上沉積絕緣介質。

需要說明的是，在蒸鍍過程中，絕緣介質會擴散到V型槽的側壁上。

步驟105：在p型層上設置穿過絕緣介質的p型電極，在n型層上設置穿過絕緣介質的n型電極。

圖2b為執(zhí)行步驟105后的發(fā)光二極管芯片的結構示意圖。其中，1為襯底，2為n型層，3為發(fā)光層，4為p型層，5為凹槽，6為V型槽，7為絕緣介質，8為p型電極，9為n型電極。

步驟106：沿開口劈裂襯底，形成若干相互獨立的發(fā)光二極管芯片。

圖2c為執(zhí)行步驟106后的發(fā)光二極管芯片的結構示意圖。其中，1為襯底，2為n型層，3為發(fā)光層，4為p型層，5為凹槽，6為V型槽，7為絕緣介質，8為p型電極，9為n型電極。

具體地，該步驟106可以包括：

減薄襯底；

沿開口對襯底進行隱形切割；

劈裂襯底，形成若干相互獨立的發(fā)光二極管芯片。

本發(fā)明實施例通過采用激光或刀具在芯片的邊緣位置劃出延伸至襯底的開口，并在開口內、以及凹槽的側壁、n型層和p型層上沉積絕緣介質，開口內和凹槽的側壁上上的絕緣介質可以避免n型層和p型層之間短路，同時利用開口沉積絕緣介質，可以避免在芯片的邊緣區(qū)域也設置凹槽，發(fā)光區(qū)的邊緣即為芯片的邊緣，顯著節(jié)省芯片占用的面積，以表面積為20mil²的芯片為例，表面積縮小30％～40％，單片晶元產出的芯片數(shù)量增加了30％～40％，并且芯片的側面受到與之前一樣的保護，芯片的可靠性沒有影響。

實施例二

本發(fā)明實施例提供了一種發(fā)光二極管芯片，可以采用實施例一提供的制備方法制備而成，參見圖3和圖4，該發(fā)光二極管芯片包括襯底1、以及依次層疊在襯底1上的n型層2、發(fā)光層3、p型層4，p型層4上開設有延伸至n型層2的凹槽5，該發(fā)光二極管芯片的邊緣位置設有延伸至襯底1的開口6，開口6內、以及凹槽5的側壁、n型層2和p型層4上沉積有絕緣介質7，p型電極8穿過絕緣介質7設置在p型層4上，n型電極9穿過絕緣介質7設置在n型層2上。

本發(fā)明實施例通過該發(fā)光二極管芯片的邊緣位置設有延伸至襯底的開口，并在開口內、以及凹槽的側壁、n型層和p型層上沉積有絕緣介質，開口內和凹槽的側壁上上的絕緣介質可以避免n型層和p型層之間短路，同時利用開口沉積絕緣介質，可以避免在芯片的邊緣區(qū)域也設置凹槽，發(fā)光區(qū)的邊緣即為芯片的邊緣，顯著節(jié)省芯片占用的面積，以表面積為20mil²的芯片為例，表面積縮小30％～40％，單片晶元產出的芯片數(shù)量增加了30％～40％，并且芯片的側面受到與之前一樣的保護，芯片的可靠性沒有影響。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內。