一种垂直结构的LED芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种垂直结构的LED芯片，LED芯片包括衬底；位于衬底上方的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层及P电极；位于衬底下方的N电极层，所述衬底上贯穿设置有若干通孔，所述通孔的孔径为20-100um，N电极层和N型半导体层通过所述通孔电性导通。本实用新型专利技术LED芯片衬底上设置有通孔，能够使电流扩散更加均匀，减少了电流拥堵；ODR结构能够提高芯片的光取出效率；结构简单，能够有效增大发光面积，且芯片热阻低。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种垂直结构的LED芯片，LED芯片包括衬底；位于衬底上方的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层及P电极；位于衬底下方的N电极层，所述衬底上贯穿设置有若干通孔，所述通孔的孔径为20-100um，N电极层和N型半导体层通过所述通孔电性导通。本技术LED芯片衬底上设置有通孔，能够使电流扩散更加均匀，减少了电流拥堵；ODR结构能够提高芯片的光取出效率；结构简单，能够有效增大发光面积，且芯片热阻低。【专利说明】一种垂直结构的LED芯片
本技术涉及半导体发光器件
，特别是涉及一种垂直结构的LED芯片。
技术介绍
发光二极管(Light-Emitting D1de, LED)是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、电视机采光装饰和照明。 现有技术中正装结构LED芯片制备工艺为: I)通过MOCVD在蓝宝石衬底上生长GaN外延层； 2)芯片 MESA 制作； 3)电流阻挡层/绝缘层制作； 4)透明导电层制作； 5)制作S12保护层、 6)金属电极制作。 现有技术中正装结构LED芯片仍存在电流拥堵、发光面积小、热阻高、光取出效率低等不足。 垂直结构LED芯片通过激光剥离工艺将GaN外延层转移至S1、Cu等高热导率的衬底，从而克服传统的蓝宝石衬底GaN基LED在效率、散热、可靠性等方面存在技术瓶颈。但是激光剥离工艺良率差，而且对于传统正装芯片公司需要额外增加激光剥离设备。 因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的垂直结构的LED芯片。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种相比正装芯片减少电流拥堵、增大发光面积、热阻低、光取出效率高的垂直结构的LED芯片。相比传统垂直结构芯片，制造过程利用现有生产设备、生产可操控性强，具有较高的制程良率且不增加额外的激光剥离设备成本。本技术在制作N电极的同时，结合DBR层形成了 ODR的反射层，即制作出N电极又达到了高反射率的ODR结构。 为了实现上述目的，本技术实施例提供的技术方案如下: 一种垂直结构的LED芯片，包括衬底；位于衬底上方的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层及P电极；位于衬底下方的N电极层，所述衬底上贯穿设置有若干通孔，所述通孔的孔径为20-100um，N电极层和N型半导体层通过所述通孔电性导通。 作为本技术的进一步改进，所述N电极层和衬底之间包括分布式布拉格反射层，所述分布式布拉格反射层中与衬底对应设置有若干通孔，所述分布式布拉格反射层与N电极层形成ODR结构。 作为本技术的进一步改进，所述N电极层下方包括电极保护层。 作为本技术的进一步改进，所述N型半导体层上包括透明导电层，P型半导体层和透明导电层之间在位于P电极下方区域设有电流阻挡层。 作为本技术的进一步改进，所述透明导电层上包括S12保护层。 本技术具有以下有益效果: 衬底上设置有通孔，能够使电流扩散更加均匀，减少了电流拥堵； ODR结构作能够提高芯片的光取出效率； 垂直结构的LED芯片结构简单，能够有效增大发光面积，且芯片热阻低。 【专利附图】【附图说明】 为了更清楚地说明本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技术中记载的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本技术一【具体实施方式】中垂直结构LED芯片的剖视结构示意图； 图2为本技术一【具体实施方式】中垂直结构LED芯片的正面结构示意图； 图3为本技术一【具体实施方式】中垂直结构LED芯片的背面结构示意图。 【具体实施方式】 为了使本
的人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都应当属于本技术保护的范围。 此外，在不同的实施例中可能使用重复的标号或标示。这些重复仅为了简单清楚地叙述本技术，不代表所讨论的不同实施例及/或结构之间具有任何关联性。 本技术公开了一种垂直结构的LED芯片，包括衬底；位于衬底上方的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层及P电极；位于衬底下方的N电极层；衬底上贯穿设置有若干通孔，通孔的孔径为20-100um，N电极层和N型半导体层通过所述通孔电性导通。 进一步地，N电极层和衬底之间包括分布式布拉格反射层，分布式布拉格反射层中与衬底对应设置有若干通孔；N电极层下方包括电极保护层；N型半导体层上包括透明导电层，P型半导体层和透明导电层之间在位于P电极下方区域设有电流阻挡层。；透明导电层上包括S12保护层。 本技术还公开了一种垂直结构的LED芯片的制造方法，包括: S1、提供一衬底，在衬底上通过MOCVD制备外延层，外延层包括N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层； S2、使用激光切割在外延层上制备切割道； S3、在外延层上方形成P电极； S4、对衬底进行减薄； S5、使用激光打孔机在衬底背面打孔，并采用磷酸和硫酸混合液进行腐蚀性清洁，形成贯穿衬底的通孔； S6、在衬底背面形成N电极层。 进一步地,步骤S3前还包括: 通过PECVD在透明导电层上形成电流阻挡层； 通过电子束蒸发或磁控溅射在外延层上生长透明导电层。 步骤S3后还包括: 在透明导电层上形成S12保护层。 步骤S5前还包括: 在衬底下方形成分布式布拉格反射层。 步骤S6后还包括: 在N电极层下方形成电极保护层。 以下结合【具体实施方式】对本技术作进一步说明。 参图1?3所示，本技术一【具体实施方式】中垂直结构的LED芯片包括: 衬底7，衬底可以为蓝宝石、S1、SiC、GaN、ZnO等，本实施方式中以蓝宝石衬底进行说明。 N型半导体层6，N型半导体层6位于衬底7的上方，优选地，本实施方式中N型半导体层的材料为GaN。 多量子阱层5，多量子阱层5位于N型半导体层6的上方，优选地，本实施方式中多量子阱层的材料为GaN，在其他实施方式中也可以为InGaN等材料。 P型半导体层4，P型半导体层4位于多量子阱层5的上方，优选地，本实施方式中N型半导体层的材料为GaN。 N型半导体层6、多量子阱层5和P型半导体层4共同组成GaN外延层(N_GaN/MQW/P-GaN)。 透明导电层3,透明导电层一般为ΙΤ0、ZnO、CdO、Cd2SnO4中的一层或多层的组合，本实施方式中透明导电层选用ΙΤ0。 P电极1，P电极位于透明导电层上。 S12保护层2，S12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种垂直结构的LED芯片，包括衬底；位于衬底上方的N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层及P电极；位于衬底下方的N电极层，其特征在于，所述衬底上贯穿设置有若干通孔，所述通孔的孔径为20‑100um，N电极层和N型半导体层通过所述通孔电性导通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：聚灿光电科技苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32