一种LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种LED芯片及其制作方法，包括：衬底、外延结构、透明导电层、钝化保护层、第一电极和第二电极；透明导电层具有至少一个第一通孔；钝化保护层具有至少一个第二通孔，第二通孔与第一通孔在垂直于衬底的方向上无交叠；第一电极通过贯穿钝化保护层、透明导电层、量子阱发光层和第二半导体层的第三通孔与第一半导体层电连接；第二电极覆盖第一通孔和第二通孔，且第二电极通过第二通孔与透明导电层电连接。在第一通孔对应的区域，第二电极与第二半导体层之间的钝化保护层可以起到电流阻挡的作用，不仅降低了LED芯片的成本，而且提高了LED芯片的发光效率；此外，在第二通孔处可以实现点式发光，进而可以提高LED芯片的亮度。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片及其制作方法
本专利技术涉及半导体
，更具体地说，涉及一种LED芯片及其制作方法。
技术介绍
由于发光二极管(LightEmittingDiode，LED)具有亮度高、寿命长、体积小和耗电量低等优点，因此，被视为新一代的照明工具。但是，由于现有的LED芯片仍存在着发光效率低的问题，因此，如何提高LED芯片的发光效率已经成为当今科研领域最重要的课题之一。现有技术中提出了一种采用电流阻挡层来提高LED芯片发光效率的方法。如图1所示，该LED芯片包括衬底10以及依次生长在衬底10上的外延结构11、电流阻挡层12、透明导电层13、金属电极14以及钝化保护层15，其主要通过在金属电极14或透明导电层13的下方设置绝缘的电流阻挡层12，避免电子/空穴在金属电极14下方复合而被金属电极14吸收，来提升LED芯片的发光效率。但是，由于该方法需要在LED芯片中增加电流阻挡层12这一层薄膜，因此，会导致LED芯片制作成本的增加。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种LED芯片及其制作方法，以在提高LED芯片发光效率的同时，降低LED芯片的制作成本。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种LED芯片，包括：衬底和位于所述衬底一侧表面的外延结构、透明导电层、钝化保护层、第一电极和第二电极，所述外延结构至少包括依次位于所述衬底表面的第一半导体层、量子阱发光层和第二半导体层；所述透明导电层具有至少一个贯穿所述透明导电层的第一通孔；所述钝化保护层具有至少一个贯穿所述钝化保护层的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔在垂直于所述衬底的方向上无交叠；所述第一电极通过贯穿所述钝化保护层、所述透明导电层、所述量子阱发光层和所述第二半导体层的第三通孔与所述第一半导体层电连接；所述第二电极覆盖所述第一通孔和所述第二通孔，且所述第二电极通过所述第二通孔与所述透明导电层以及所述第二半导体层电连接。优选的，所述透明导电层具有多个所述第一通孔；所述钝化保护层具有多个所述第二通孔；所述多个第一通孔和所述多个第二通孔交错排列。优选的，所述第三通孔包括相互连通的第一子通孔、第二子通孔和第三子通孔；所述第一子通孔贯穿所述钝化保护层；所述第二子通孔贯穿所述透明导电层；所述第三子通孔贯穿所述量子阱发光层和所述第二半导体层。优选的，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一子通孔的投影在所述第三子通孔的投影内；在垂直于所述衬底的方向上，所述第二子通孔的投影与所述第三子通孔的投影重叠，或者，所述第三子通孔的投影在所述第二子通孔的投影内。优选的，所述第二电极至少包括第一子电极、第二子电极和第三子电极；所述第一子电极和所述第三子电极为条状电极，所述第二子电极连接所述第一子电极和所述第三子电极。优选的，在垂直于所述条状电极延伸方向的方向上，所述第一通孔的宽度大于所述条状电极的宽度。优选的，在垂直于所述条状电极延伸方向的方向上，所述第一通孔与所述条状电极的宽度差的范围为1μm～10μm。优选的，所述第二电极为U字形电极；所述第一电极为一字形电极。优选的，所述衬底和第二半导体层之间还设有缓冲层、非掺杂第一半导体层、N型掺杂第一半导体层、发光有源层和电子阻挡层。一种LED芯片的制作方法，包括：提供衬底；在所述衬底的一侧表面形成外延结构，所述外延结构至少包括依次形成在所述衬底表面的第一半导体层、量子阱发光层和第二半导体层；在所述外延结构表面形成透明导电层，并对所述透明导电层进行刻蚀，形成贯穿所述透明导电层的至少一个第一通孔；在所述透明导电层表面形成钝化保护层，并对所述钝化保护层进行刻蚀，形成贯穿所述钝化保护层的至少一个第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔在垂直于所述衬底的方向上无交叠；在所述钝化保护层表面形成第一电极和第二电极，所述第一电极通过贯穿所述钝化保护层、所述透明导电层、所述量子阱发光层和所述第二半导体层的第三通孔与所述第一半导体层电连接，所述第二电极覆盖所述第一通孔和所述第二通孔，且所述第二电极通过所述第二通孔与所述透明导电层以及所述第二半导体层电连接。优选的，所述第三通孔包括相互连通的第一子通孔、第二子通孔和第三子通孔，所述第一子通孔贯穿所述钝化保护层，所述第二子通孔贯穿所述透明导电层，所述第三子通孔贯穿所述量子阱发光层和所述第二半导体层，则在所述衬底的一侧表面形成外延结构之后，还包括：对所述外延结构进行刻蚀，形成贯穿所述量子阱发光层和所述第二半导体层的所述第三子通孔；对所述透明导电层进行刻蚀，包括：形成贯穿所述透明导电层的所述第一通孔和所述第二子通孔；所述刻蚀方法不限，如干法刻蚀、湿法刻蚀等。对所述钝化保护层进行刻蚀，包括：形成贯穿所述钝化保护层的所述第二通孔和所述第一子通孔。所述刻蚀方法不限，如干法刻蚀、湿法刻蚀等。与现有技术相比，本专利技术所提供的技术方案具有以下优点：本专利技术所提供的LED芯片及其制作方法，由于第二电极覆盖第一通孔和第二通孔，且第一通孔与第二通孔在垂直于衬底的方向上无交叠，因此，在第一通孔对应的区域，第二电极与第二半导体层之间的钝化保护层可以替代电流阻挡层起到电流阻挡的作用，不仅降低了LED芯片的制作成本，而且提高了LED芯片的发光效率；此外，在第二通孔对应的区域，第二电极可以通过第二通孔与透明导电层以及第二半导体层电连接，从而可以在第二通孔处实现点式发光，进而可以有效提高LED芯片的亮度。此外，本专利技术所提供的LED芯片制作方法，只需四次刻蚀步骤即可完成LED芯片的制作，步骤简单，而且不需额外的材料来制作电流阻挡层，在提升LED芯片发光效率的同时，节省了成本，相对降低了LED芯片的制作成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为现有的一种LED芯片的剖面结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种LED芯片的俯视结构示意图；图3为图2所示的LED芯片的剖面结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的LED芯片的制作方法的流程图；图5a至图5h为本专利技术实施例提供的一种LED芯片制作流程的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例提供了一种LED芯片，如图2和图3所示，图2为本专利技术实施例提供的LED芯片的俯视结构示意图，图3为图2所示的LED芯片的剖面结构示意图，该LED芯片包括衬底20和位于衬底20一侧表面的外延结构21、透明导电层22、钝化保护层23、第一电极24和第二电极25。本实施例中，衬底20可以是蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底等半导体衬底，在此不再赘述。外延结构21至少包括依次生长在衬底20表面的第一半导体层211、量子阱发光层212和第二半导体层213，其中，第一半导体层211和第二半导体层213的电性相反。本实施例中仅以第一半导体层211为N型半导体层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底和位于所述衬底一侧表面的外延结构、透明导电层、钝化保护层、第一电极和第二电极，所述外延结构至少包括依次位于所述衬底表面的第一半导体层、量子阱发光层和第二半导体层；所述透明导电层具有至少一个贯穿所述透明导电层的第一通孔；所述钝化保护层具有至少一个贯穿所述钝化保护层的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔在垂直于所述衬底的方向上无交叠；所述第一电极通过贯穿所述钝化保护层、所述透明导电层、所述量子阱发光层和所述第二半导体层的第三通孔与所述第一半导体层电连接；所述第二电极覆盖所述第一通孔和所述第二通孔，且所述第二电极通过所述第二通孔与所述透明导电层以及所述第二半导体层电连接。

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：衬底和位于所述衬底一侧表面的外延结构、透明导电层、钝化保护层、第一电极和第二电极，所述外延结构至少包括依次位于所述衬底表面的第一半导体层、量子阱发光层和第二半导体层；所述透明导电层具有至少一个贯穿所述透明导电层的第一通孔；所述钝化保护层具有至少一个贯穿所述钝化保护层的第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔在垂直于所述衬底的方向上无交叠；所述第一电极通过贯穿所述钝化保护层、所述透明导电层、所述量子阱发光层和所述第二半导体层的第三通孔与所述第一半导体层电连接；所述第二电极覆盖所述第一通孔和所述第二通孔，且所述第二电极通过所述第二通孔与所述透明导电层以及所述第二半导体层电连接。2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述透明导电层具有多个所述第一通孔；所述钝化保护层具有多个所述第二通孔；所述多个第一通孔和所述多个第二通孔交错排列。3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第三通孔包括相互连通的第一子通孔、第二子通孔和第三子通孔；所述第一子通孔贯穿所述钝化保护层；所述第二子通孔贯穿所述透明导电层；所述第三子通孔贯穿所述量子阱发光层和所述第二半导体层。4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一子通孔的投影在所述第三子通孔的投影内；在垂直于所述衬底的方向上，所述第二子通孔的投影与所述第三子通孔的投影重叠，或者，所述第三子通孔的投影在所述第二子通孔的投影内。5.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述第二电极至少包括第一子电极、第二子电极和第三子电极；所述第一子电极和所述第三子电极为条状电极，所述第二子电极连接所述第一子电极和所述第三子电极。6.根据权利要求5所述的LED芯片，其特征在于，在垂直于所述条状电极延伸方向的方向上，所述第一通孔的宽度大于所述条状电极的宽度。7.根据权利要求6所述的LED芯片，其特征在于，在垂直于所述条状电极延伸方向的方向上，所述第一通孔与所述条状电极的宽度差的范围为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘英策，宋彬，李俊贤，吴奇隆，汪洋，陈凯轩，魏振东，邬新根，周弘毅，蔡立鹤，黄新茂，林志伟，李永同，吕奇孟，蔡和勋，李耿成，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35