一种LED芯片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种LED芯片及其制备方法，所述制备方法包括通过在LED外延结构的P型外延层上形成透明导电层；形成贯穿透明导电层暴露出部分P型外延层的开口；形成填充满开口且覆盖透明导电层的表面的P电极层；以及形成在N型外延层表面的N电极，其中，开口与N电极在透明导电层上的垂直投影相对应，且开口的尺寸大于N电极在透明导电层上的垂直投影的尺寸。则开口暴露出的P型外延层与P电极层直接接触，两者之间的高接触电阻区域便形成了电流阻挡结构，从而将注入电流有效扩展，缓解所述N电极下方电流的拥挤，提高电流的均匀分布，从而提高LED芯片的发光强度和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片及其制备方法
本专利技术属于半导体发光领域，特别是涉及一种LED芯片及其制备方法。
技术介绍
随着发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)技术的不断发展，LED芯片有传统的正装结构、倒装结构以及垂直结构，因垂直结构的LED芯片具有散热好、能够承载大电流、发光强度高、耗电量小、寿命长等优点，被广泛应用于通用照明、景观照明、特种照明、汽车照明等领域。然而，垂直结构的LED芯片中，N电极下方是电流注入最集中的区域，这部分光会被电极遮挡或吸收最终成为无效发光，从而降低了LED的发光强度和效率。目前，为解决这一问题，在垂直结构的LED芯片中常引入一电流阻挡层以限制或者大幅减少N电极下方有源层的发光，如常用SiO2或Si3N4作为电流阻挡层材料，然而这些材料的制备工艺复杂，成本高；并且这些材料存在与N型外延层的粘附性不佳的问题，严重影响晶片键合的牢固度，从而造成衬底剥离良率降低并影响LED的可靠性。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种LED芯片及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术为了解决LED芯片中N电极垂直方向上电流拥挤问题，提供一种LED芯片及其制备方法，以优化LED芯片的发光分布，同时达到提高芯片亮度的目的。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种LED芯片的制备方法，所述制备方法包括：提供LED外延结构，所述LED外延结构包括衬底；自下至上依次形成于所述衬底上的N型外延层、量子阱层及P型外延层；形成透明导电层，在所述P型外延层上形成所述透明导电层；形成开口，所述开口贯穿所述透明导电层暴露出部分所述P型外延层；形成P电极层，所述P电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面；提供基板，将所述基板与所述P电极层相键合；去除所述衬底并暴露出所述N型外延层；形成N电极，在所述N型外延层表面形成所述N电极；其中，所述开口与所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸。较佳的，在所述的制备方法中，所述开口的尺寸小于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸的两倍。可选的，形成P电极层的步骤包括：形成反射电极层，所述发射电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面；形成键合金属层，在所述反射电极层上形成所述键合金属层，所述反射电极层和所述键合金属层共同作为所述P电极层。可选的，在所述的制备方法中，采用湿法刻蚀工艺形成所述开口。进一步的，所述制备方法在去除所述衬底并暴露出所述N型外延层的步骤和形成N电极的步骤之间，还包括对所述N型外延层的表面进行粗化的步骤。可选的，在所述的制备方法中，采用湿法刻蚀工艺粗化所述N型外延层的表面。进一步的，在所述的制备方法中，所述LED外延结构还包括形成于所述衬底和所述N型外延层之间的非故意掺杂外延层。进一步的，去除所述衬底并暴露出N型外延层的步骤包括：采用激光剥离法去除所述衬底；采用干法刻蚀去除所述非故意掺杂外延层以暴露出所述N型外延层。可选的，在所述的制备方法中，所述透明导电层为ITO透明导电层。根据本专利技术的另一面，本专利技术还提供一种LED芯片包括：基板；位于所述基板上且自下至上的P电极层、透明导电层、P型外延层、量子阱层、N型外延层及N电极；其中，所述透明导电层中具有开口，所述开口与所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸，所述开口暴露出所述P型外延层，所述P电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面。较佳的，在所述的LED芯片中，所述开口的尺寸小于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸的两倍。可选的，在所述的LED芯片中，所述P电极层包括反射电极层和键合金属层，其中，所述反射电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面，所述键合金属层位于所述反射电极层与所述基板之间。可选的，在所述的LED芯片中，所述透明导电层的材质为ITO。可选的，在所述的LED芯片中，所述N电极的材质为Ni/Au、Al/Ti/Pt/Au或Cr/Pt/Au。可选的，在所述的LED芯片中，所述基板为Si衬底、W/Cu衬底或Mo/Cu衬底。进一步的，在所述的LED芯片中，所述N型外延层具有粗糙的表面。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供的LED芯片的制备方法包括通过在LED外延结构的P型外延层上形成透明导电层；形成贯穿所述透明导电层暴露出部分所述P型外延层的开口；形成填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面的P电极层；以及形成在所述N型外延层表面的N电极，其中，所述开口与所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸。即本专利技术通过在所述透明导电层中形成所述开口，所述开口与所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸，则所述开口暴露出的所述P型外延层与P电极层直接接触，两者之间的高接触电阻区域便形成了电流阻挡结构，从而将注入电流有效扩展，缓解所述N电极下方电流的拥挤，提高电流的均匀分布，从而提高LED芯片的发光强度和效率。另外，本专利技术的制备方法工艺简单，成本低，产能高，且得到的LED芯片不容易发生剥离，从而提高了LED芯片的可靠性。进一步的，所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸，且所述开口的尺寸小于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸的两倍，本专利技术进一步限定所述开口的尺寸能够最优化LED芯片的发光分布，使得所述LED芯片的发光强度和效率达到最佳化。附图说明图1为本专利技术一种LED芯片的制备方法的流程图；图2至图10为本专利技术一种LED芯片的制备方法的各工艺步骤中LED芯片的结构示意图。具体实施方式下面将结合流程图和示意图对本专利技术的一种LED芯片及其制备方法进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本专利技术的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术的核心思想在于，本专利技术提供一种LED芯片的制备方法，如图1所示，所述制备方法包括以下步骤：步骤S1、提供LED外延结构，所述LED外延结构包括衬底；自下至上依次形成于所述衬底上的N型外延层、量子阱层及P型外延层；步骤S2、形成透明导电层，在所述P型外延层上形成所述透明导电层；步骤S3、形成开口，所述开口贯穿所述透明导电层暴露出部分所述P型外延层，所述开口与后续N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于后续N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸；步骤S4、形成P电极层，所述P电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面；步骤S5、提供基板，将所述基板与所述P电极层相键合；步骤S6、去除所述衬底并暴露出所述N型外延层；步骤S7、形成N电极，在所述N型外延层表面形成所述N电极。相应的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供LED外延结构，所述LED外延结构包括衬底；自下至上依次形成于所述衬底上的N型外延层、量子阱层及P型外延层；形成透明导电层，在所述P型外延层上形成所述透明导电层；形成开口，所述开口贯穿所述透明导电层暴露出部分所述P型外延层；形成P电极层，所述P电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面；提供基板，将所述基板与所述P电极层相键合；去除所述衬底并暴露出所述N型外延层；形成N电极，在所述N型外延层表面形成所述N电极；其中，所述开口与所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸。

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：提供LED外延结构，所述LED外延结构包括衬底；自下至上依次形成于所述衬底上的N型外延层、量子阱层及P型外延层；形成透明导电层，在所述P型外延层上形成所述透明导电层；形成开口，所述开口贯穿所述透明导电层暴露出部分所述P型外延层；形成P电极层，所述P电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面；提供基板，将所述基板与所述P电极层相键合；去除所述衬底并暴露出所述N型外延层；形成N电极，在所述N型外延层表面形成所述N电极；其中，所述开口与所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影相对应，且所述开口的尺寸大于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述开口的尺寸小于所述N电极在所述透明导电层上的垂直投影的尺寸的两倍。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，形成P电极层的步骤包括：形成反射电极层，所述发射电极层填充满所述开口且覆盖所述透明导电层的表面；形成键合金属层，在所述反射电极层上形成所述键合金属层，所述反射电极层和所述键合金属层共同作为所述P电极层。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺形成所述开口。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法在去除所述衬底并暴露出所述N型外延层的步骤和形成N电极的步骤之间，还包括对所述N型外延层的表面进行粗化的步骤。6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，采用湿法刻蚀工艺粗化所述N型外延层的表面。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述LED外延结构还包括形成于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：童玲，
申请(专利权)人：映瑞光电科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31