一種ac-led芯片及其制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種AC?LED芯片及其制造方法，涉及LED生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。在透明導(dǎo)電層上設(shè)置兩組圖形化N型層和P型層，每組N型層連接在透明導(dǎo)電層上，每組P型層連接在N型層上；在N?GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上方各自設(shè)置一組P型層和N型層，每組P型層連接在N?GaN層上，每組N型層連接在P型層上；在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層和N型層與透明導(dǎo)電層上方的一組N型層和P型層之間設(shè)置絕緣層；在各絕緣層以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層上方的P型層上設(shè)置焊盤(pán)。本發(fā)方便生產(chǎn)，后端應(yīng)用不需要區(qū)分正負(fù)極，可極大提升芯片的光效，還避免了頻閃的隱患，利于多芯片的聯(lián)接良率的有效提升。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種AC-LED芯片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及LED生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)常規(guī)的LED芯片是DC驅(qū)動(dòng)元件，而目前常規(guī)照明市電屬于交流電，所以在傳統(tǒng)的LED燈具中需要配備AC-DC轉(zhuǎn)換電路。
[0003 ]為解決上述問(wèn)題有廠家提供了 AC-LED芯片的解決方案。常規(guī)的AC-LED芯片是使用LED作為整流電路的二極管使用，導(dǎo)致整個(gè)芯片每次使用發(fā)光面積只有一半，這極大的限制了 LED芯片光效的提升，同時(shí)還會(huì)有頻閃的隱憂(yōu)。另外，常規(guī)的AC-LED芯片還存在多芯片聯(lián)接良率較低的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種無(wú)頻閃、可提升光效的AC-LED芯片。
[0005]本發(fā)明包括襯底，在襯底上設(shè)置具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層，兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè);在N-GaN層的上臺(tái)階面上方依次設(shè)置有源層、P-GaN層和透明導(dǎo)電層;在透明導(dǎo)電層上設(shè)置兩組圖形化N型層和P型層，每組N型層連接在透明導(dǎo)電層上，每組P型層連接在N型層上;在N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上方各自設(shè)置一組P型層和N型層，每組P型層連接在N-GaN層上，每組N型層連接在P型層上;在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層和N型層與透明導(dǎo)電層上方的一組N型層和P型層之間設(shè)置絕緣層;在各絕緣層以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層上方的P型層上設(shè)置焊盤(pán)。
[0006]本發(fā)明采用以上結(jié)構(gòu)，方便生產(chǎn)制作，后端應(yīng)用不需要區(qū)分正負(fù)極，克服了目前AC-LED芯片每次使用發(fā)光面積只有一半的缺陷，可以極大地提升AC-LED芯片的光效。同時(shí)，本發(fā)明還避免了頻閃的隱患，利于多芯片的聯(lián)接良率的有效提升。
[0007]進(jìn)一步地，本發(fā)明還可以在上臺(tái)階面上的透明導(dǎo)電層和N型層之間設(shè)置反射層，在下臺(tái)階面上的N-GaN層和P型層之間設(shè)置反射層。該反射層有利于減少P型層對(duì)于光的吸收，增加光取出，提升亮度。
[0008]本發(fā)明在下臺(tái)階面上的P型層和在上臺(tái)階面上的P型層分別為B摻雜非晶體硅薄膜層，在下臺(tái)階面上的N型層和在上臺(tái)階面上的N型層分別為P摻雜非晶體硅薄膜層。B為ΙΠΑ族元素，摻雜進(jìn)Si內(nèi)使非晶體硅薄膜呈現(xiàn)P型半導(dǎo)體特性，是常見(jiàn)的P型Si的摻雜元素。P為VA族元素，摻雜進(jìn)Si內(nèi)使非晶體硅薄膜呈現(xiàn)N型半導(dǎo)體特性，是常見(jiàn)的N型Si的摻雜元素。
[0009]本發(fā)明另一目的是提出以上產(chǎn)品的制造方法，包括以下步驟:
1)在襯底上依次外延形成N-GaN層、有源層和P-GaN層，取得外延片；
2)在外延片上，刻蝕去除部分P-GaN層和有源層，直至暴露出部分N-GaN層，形成具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層，并且兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)；
3)在P-GaN層上制作形成與P-GaN層歐姆接觸的透明導(dǎo)電層；
4)在N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上分別采用PECVD沉積、光亥丨」、蝕刻的方式先后形成圖形化的P型層、N型層；
5)在透明導(dǎo)電層上分別采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式先后形成圖形化的N型層、P
型層；
6)在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層和N型層與透明導(dǎo)電層上方的一組N型層和P型層之間采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式制作形成絕緣層；
7)在各絕緣層以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層上方的P型層上采用光刻、蒸鍍、剝離的方式分別制作形成圖形焊盤(pán)。
[0010]本制造流程制造成本低、易于導(dǎo)產(chǎn)。
[0011]另外，本發(fā)明在步驟4)中，先于N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上分別采用PECVD沉積、光亥IJ、蝕刻的方式形成圖形化的反射層，然后再在反射層上形成P型層。
[0012]在步驟5)中，先于透明導(dǎo)電層上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式形成圖形化的反射層，然后再在反射層上形成N型層。
[0013]所述步驟4)和步驟5)中，以B摻雜非晶體硅為材料制作形成厚度為200?20000埃的P型層，以P摻雜非晶體硅為材料制作形成厚度為200?20000埃的N型層。更薄的厚度P、N型層之間缺陷太多，容易反向漏電，無(wú)法實(shí)現(xiàn)單向?qū)康?；更厚的厚度?huì)導(dǎo)致制造成本的上升，同時(shí)蝕刻工藝難于控制。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明外延片的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明制作過(guò)程的半制結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖3為實(shí)施例1形成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4為實(shí)施例2形成的廣品結(jié)構(gòu)不意圖。
[0018]圖5為本發(fā)明產(chǎn)品的等效電路。
【具體實(shí)施方式】
[0019]—、實(shí)施例1:
1、在襯底I上依次外延形成N-GaN層2、有源層3和P-GaN層4，取得外延片。
[0020]2、在外延片上，通過(guò)光刻、干法刻蝕的方式，刻蝕掉部分P-GaN層4和有源層3，直至對(duì)稱(chēng)地暴露出兩部分N-GaN層2，形成具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層2，并且兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)。如圖1所示。
[0021]3、在P-GaN層4之上，以ΙΤ0、Ζη0等材料，使用蒸鍍或者濺鍍的方式形成透明導(dǎo)電層，通過(guò)高溫合金方式使透明導(dǎo)電層5和P-GaN層4之間形成良好的歐姆接觸。
[0022]4、以SiH4、BH3和H2混合氣體為反應(yīng)氣體，在N-GaN層2的兩個(gè)下臺(tái)階面上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以B摻雜非晶體硅為材料，制作形成圖形化的厚度為200?20000埃的P型層6。然后以SiH4、PHdPH2混合氣體為反應(yīng)氣體，在圖形化的P型層上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以P摻雜非晶體硅為材料制作形成厚度為200?20000埃的N型層7。
[0023]兩層膜也可以先一起沉積，然后一次蝕刻完成圖形制作。
[0024]5、以SiH^PHdPH2混合氣體為反應(yīng)氣體，在透明導(dǎo)電層5上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以P摻雜非晶體硅為材料制作形成兩個(gè)圖形化的厚度為200?20000埃的N型層8。然后以SiH4、BHdPH2混合氣體為反應(yīng)氣體，在N型層8上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以B摻雜非晶體硅為材料，制作形成圖形化的厚度為200?20000埃的P型層9。
[0025]兩層膜可以先一起沉積，然后一次蝕刻完成圖形制作。
[0026]形成的半制品如圖2所示。
[0027]6、在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層6和N型層7與透明導(dǎo)電層5上方的一組N型層8和P型層9之間，以Si02、SiN等材料采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式制作形成絕緣層10。
[0028]7、在各絕緣層10以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層5上方的P型層9上采用光刻、蒸鍍、剝離的方式分別制作形成圖形焊盤(pán)11。
[0029]8、制成的產(chǎn)品如圖3所示:
在襯底I上設(shè)置具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層2，兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)。在N-GaN層2的上臺(tái)階面上方依次設(shè)置臺(tái)階狀有源層3、P-GaN層4和透明導(dǎo)電層5。在透明導(dǎo)電層5上對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩組圖形化的N型層8和P型層9，每組N型層8連接在透明導(dǎo)電層5上，每組P型層9連接在N型層8上。在N-GaN層2的兩個(gè)下臺(tái)階面上方各自設(shè)置一組P型層6和N型層7，每組P型層6連接在N-GaN層2上，每組N型層7連接在P型層6上。在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層6和N型層7與透明導(dǎo)電層5上方的一組N型層8和P型層9之間設(shè)置絕緣層10。在各絕緣層10以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層7與透明導(dǎo)電層5上方的P型層9上設(shè)置焊盤(pán)11。
[0030]二、實(shí)施例2:
1、在襯底I上依次外延形成N-GaN層2、有源層3和P-GaN層4，取得外延片。
[0031]2、在外延片上，通過(guò)光刻、干法刻蝕的方式，刻蝕掉部分P-GaN層4和有源層3，直至對(duì)稱(chēng)地暴露出兩部分N-GaN層2，形成具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層2，并且兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)。如圖1所示。
[0032]3、在P-GaN層4之上，以ΙΤ0、Ζη0等材料，使用蒸鍍或者濺鍍的方式形成透明導(dǎo)電層，通過(guò)高溫合金方式使透明導(dǎo)電層5和P-GaN層4之間形成良好的歐姆接觸。
[0033]4、以48^1、詘為主體材料，(>、附^411、￥、1^的一種或多種材料，使用蒸鍍或者濺鍍、光刻、蝕刻方式或者剝離方式在N-GaN層2的兩個(gè)下臺(tái)階面上、在透明導(dǎo)電層5分別形成四層圖形化的反射層12。
[0034]5、以SiH4、BH3和H2混合氣體為反應(yīng)氣體，在N-GaN層2的兩個(gè)下臺(tái)階面上反射層12上的采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以B摻雜非晶體硅為材料，制作形成圖形化的厚度為200?20000埃的P型層6。然后以SiH^PHdPH2混合氣體為反應(yīng)氣體，在圖形化的P型層上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以P摻雜非晶體硅為材料制作形成厚度為200?20000埃的N型層7。
[0035]兩層膜也可以先一起沉積，然后一次蝕刻完成圖形制作。
[0036]6、以SiH4、PHdPH2混合氣體為反應(yīng)氣體，在透明導(dǎo)電層5上的兩層反射層12上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以P摻雜非晶體硅為材料制作形成兩個(gè)圖形化的厚度為200?20000埃的N型層8。然后以SiH4、BH3和H2混合氣體為反應(yīng)氣體，在N型層8上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式，以B摻雜非晶體硅為材料，制作形成圖形化的厚度為200?20000埃的
P型層9。
[0037]兩層膜可以先一起沉積，然后一次蝕刻完成圖形制作。
[0038]7、在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組反射層12、P型層6和N型層7與透明導(dǎo)電層5上方的一組反射層12、N型層8和P型層9之間，以Si02、SiN等材料采用PECVD沉積、光亥I」、蝕刻的方式制作形成絕緣層10。
[0039]8、在各絕緣層10以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層5上方的P型層9上采用光刻、蒸鍍、剝離的方式分別制作形成圖形焊盤(pán)11。
[0040]9、制成的廣品如圖4所不:
在襯底I上設(shè)置具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層2，兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)。在N-GaN層2的上臺(tái)階面上方依次設(shè)置臺(tái)階狀有源層3、P-GaN層4和透明導(dǎo)電層5。在透明導(dǎo)電層5上對(duì)稱(chēng)設(shè)置兩組圖形化的反射層12、N型層8和P型層9，每組反射層12連接在透明導(dǎo)電層5上，每組N型層8連接在反射層12上，每組P型層9連接在N型層8上。在N-GaN層2的兩個(gè)下臺(tái)階面上方各自設(shè)置一組反射層12、P型層6和N型層7，每組反射層12連接N-GaN層2上，每組P型層6連接在反射層12上，每組N型層7連接在P型層6上。在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組反射層12、P型層6和N型層7與透明導(dǎo)電層5上方的一組反射層12、N型層8和P型層9之間設(shè)置絕緣層10。在各絕緣層10以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層7與透明導(dǎo)電層5上方的P型層9上設(shè)置焊盤(pán)11。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種AC-LED芯片，包括襯底，在襯底上設(shè)置具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層，兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè);在N-GaN層的上臺(tái)階面上方依次設(shè)置有源層、P-GaN層和透明導(dǎo)電層;其特征在于:在透明導(dǎo)電層上設(shè)置兩組圖形化N型層和P型層，每組N型層連接在透明導(dǎo)電層上，每組P型層連接在N型層上；在N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上方各自設(shè)置一組P型層和N型層，每組P型層連接在N-GaN層上，每組N型層連接在P型層上;在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層和N型層與透明導(dǎo)電層上方的一組N型層和P型層之間設(shè)置絕緣層;在各絕緣層以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層上方的P型層上設(shè)置焊盤(pán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述AC-LED芯片，其特征在于:在上臺(tái)階面上的透明導(dǎo)電層和N型層之間設(shè)置反射層，在下臺(tái)階面上的N-GaN層和P型層之間設(shè)置反射層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述AC-LED芯片，其特征在于:在下臺(tái)階面上的P型層和在上臺(tái)階面上的P型層分別為B摻雜非晶體硅薄膜層，在下臺(tái)階面上的N型層和在上臺(tái)階面上的N型層分別為P摻雜非晶體硅薄膜層。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述AC-LED芯片，其特征在于:所述AC-LED芯片的制備方法包括以下步驟: 1)在襯底上依次外延形成N-GaN層、有源層和P-GaN層，取得外延片； 2)在外延片上，刻蝕去除部分P-GaN層和有源層，直至暴露出部分N-GaN層，形成具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層，并且兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)； 3)在P-GaN層上制作形成與P-GaN層歐姆接觸的透明導(dǎo)電層； 4)在N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上分別采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式先后形成圖形化的P型層、N型層； 5)在透明導(dǎo)電層上分別采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式先后形成圖形化的N型層、P型層； 6)在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層和N型層與透明導(dǎo)電層上方的一組N型層和P型層之間采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式制作形成絕緣層； 7)在各絕緣層以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層上方的P型層上采用光刻、蒸鍍、剝離的方式分別制作形成圖形焊盤(pán)。5.如權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述AC-LED芯片的制備方法，包括以下步驟: 1)在襯底上依次外延形成N-GaN層、有源層和P-GaN層，取得外延片； 2)在外延片上，刻蝕去除部分P-GaN層和有源層，直至暴露出部分N-GaN層，形成具有一個(gè)上臺(tái)階面和兩個(gè)下臺(tái)階面的N-GaN層，并且兩個(gè)下臺(tái)階面對(duì)稱(chēng)設(shè)置在上臺(tái)階面的兩側(cè)； 3)在P-GaN層上制作形成與P-GaN層歐姆接觸的透明導(dǎo)電層； 其特征在于還包括以下步驟: 4)在N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上分別采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式先后形成圖形化的P型層、N型層； 5)在透明導(dǎo)電層上分別采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式先后形成圖形化的N型層、P型層； 6)在相鄰的下臺(tái)階面上方的一組P型層和N型層與透明導(dǎo)電層上方的一組N型層和P型層之間采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式制作形成絕緣層； 7)在各絕緣層以及相應(yīng)的下臺(tái)階面上方的N型層與透明導(dǎo)電層上方的P型層上采用光刻、蒸鍍、剝離的方式分別制作形成圖形焊盤(pán)。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述AC-LED芯片的制造方法，其特征在于在步驟4)中，先于N-GaN層的兩個(gè)下臺(tái)階面上分別采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式形成圖形化的反射層，然后再在反射層上形成P型層。7.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述AC-LED芯片的制造方法，其特征在于在步驟5)中，先于透明導(dǎo)電層上采用PECVD沉積、光刻、蝕刻的方式形成圖形化的反射層，然后再在反射層上形成N型層。8.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述AC-LED芯片的制造方法，其特征在于所述步驟4)和步驟5)中，以B摻雜非晶體硅為材料制作形成厚度為200?20000埃的P型層，以P摻雜非晶體硅為材料制作形成厚度為200?20000埃的N型層。
【文檔編號(hào)】H01L33/46GK105938864SQ201610451334
【公開(kāi)日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年6月22日
【發(fā)明人】鄔新根, 陳凱軒, 李俊賢, 張永, 李小平, 陳亮, 魏振東, 周弘毅, 黃新茂, 蔡立鶴
【申請(qǐng)人】廈門(mén)乾照光電股份有限公司