一种具有通孔电极的LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法，包括：提供一衬底，在所述衬底上依次形成氮化镓基、3个以上电极通孔、电流扩展层、绝缘层和电极结构，且所述电极通孔对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，将连续的finger线变成不连续的电极通孔，化线为点，大大减少有源层的刻蚀面积，从而提高发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及发光二极管
，尤其涉及一种具有通孔电极的LED芯片及其制作方法。
技术介绍
发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）具有高亮度、低能耗、响应速度快等优点，发光二极管作为新型高效的固体光源，在室内照明、景观照明、显示屏、信号指示等领域都有广泛的应用。目前，LED芯片的N型电极和P型电极的结构都为圆环电极加电流扩展线（finger）（如图1a和1b所示），这样的结构使电流分布均匀，从而起到电流扩展作用。但是，电极finger线的制备需要蚀刻部分有源层，减少发光面积，导致LED芯片亮度降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种具有通孔电极的LED芯片及其制作方法，以解决现有技术中finger线使亮度降低的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底表面上形成外延层，所述外延层包括：在所述衬底表面的N型GaN层，位于N型GaN层背离衬底一侧的有源层，位于有源层背离衬底一侧的P型GaN层；对所述外延层进行刻蚀，直至露出所述N型GaN层，形成3个以上电极通孔；在所述P型GaN层背离所述衬底一侧形成一电流扩展层；在所述电极通孔侧壁且所述电流扩展层背离所述衬底一侧表面形成绝缘层；在所述绝缘层表面和所述电极通孔内形成N型电极，并在未覆盖有所述绝缘层的电流扩展层表面形成P型电极，所述电极通孔对应的N型电极在绝缘层表面形成导电性连接。优选的，所述电极通孔为等大或不等大。优选的，所述电极通孔呈对称排列。优选的，所述电极通孔可以为圆形、椭圆形、方形、三角形或菱形。优选的，所述导电性连接为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金的线性连接。优选的，所述线性连接为串联连接。优选的，所述P型电极和N型电极的材料为Ag、Al、Pd、Pt、Au、W、Ni、Ti中的一种或几种合金，其厚度范围为2-4um。优选的，还包括：在形成所述P型氮化镓层之后和形成所述电流扩展层之前在所述P型氮化镓层背离所述衬底一侧形成电流阻挡层。相应的，本专利技术还提供了一种具有通孔电极的LED芯片，其特征在于，所述具有通孔电极的LED芯片采用上述制作方法制作而成。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：一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法，通过形式3个以上电极通孔并进行导电性连接，且所述电极通孔对应的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，使发光二极管的电流分布更均匀。此外，与传统的由圆形电极连接finger线组成的N型电极相比，本专利技术通过形成3个以上电极通孔，且所述电极通孔的N型电极在绝缘层表面具有导电性连接，将连续的finger线变成不连续的电极通孔，化线为点，大大减少有源层的刻蚀面积，从而提高发光效率。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做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对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1a为现有技术中具有圆环电极加电流扩展线（finger）电极结构的发光二极管的结构示意图；图1b为现有技术中具有圆环电极加电流扩展线（finger）电极结构的发光二极管的电极俯视图；图2为本专利技术一个实施例提供的一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法的流程图；图3a至图3f为本专利技术一个实施例提供的一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法的流程示意图；图4为本专利技术一个实施例提供的电极俯视图。具体实施方式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，所描述的实例仅仅是本专利技术一部分实例，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例，都属于本专利技术保护的范围。结合图2至图3f所示，图2为本专利技术实例提供的一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法的流程图，图3a至图3f为图2制作方法流程图对应的结构流程图。本实施例提供了一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法，其流程图如图2所述，包括以下步骤：S1、提供一衬底参考图3a所示，提供一衬底100，衬底的材料为蓝宝石、硅、氮化铝、碳化硅中的一种。S2、形成外延层参考图3b所示，在衬底100表面形成外延层200，所述外延层200包括位于衬底表面的N型GaN层201、位于N型GaN层背离衬底一侧的有源层202和位于有源层背离衬底一侧的P型GaN层203。S3、形成电极通孔参考图3c所示，对所述外延层200进行刻蚀，直至露出所述N型GaN层203，形成3个以上电极通孔300。具体的，采用光刻、显影、蚀刻等工艺形式对所述外延层200进行刻蚀，所述电极通孔可以为等大或者不等大，也可以为圆形、椭圆形、方形、菱形等，本实施例中优选为圆形。此外，电极通孔可以呈对称排列或非对称排列。在上述实施例的基础上，在本专利技术的另一个实施例中，该方法在步骤S3之后还包括：在所述P型GaN层203背离所述衬底一侧表面形成电流阻挡层，以减少电流的垂直注入，使电流均匀分布，提高发光二极管的发光效率。优选的，所述电流阻挡层的材料为二氧化硅，更有选的，所述电流阻挡层的厚度为800-4000A，但本专利技术对此并不做限定，具体视情况而定。S4、形成电流扩展层参考图3d所示，在所述P型GaN层203背离所述衬底一侧形成一电流扩展层400。具体的，采用物理沉积方法或磁控溅射方法形成所述透明电流扩展层，而后将芯片放入在氮气的环境下高温退火，退火温度为400℃至700℃，时间为4-30min，使所述电流扩展层致密均匀。优选的，所述电流扩展层400厚度范围为400-2200nm，但本专利技术对此并不做限定，具体视情况而定。在上述实施例的基础上，在本专利技术的另一个实施例中，该方法在步骤S2之后，先执行步骤S4，在所述P型GaN层203形成电流扩展层400，再执行步骤S3，形成电极通孔300，然后按后续步骤执行。S5、形成绝缘层参考图3e所示，在所述电极通孔300侧壁且所述电流扩展层400背离所述衬底一侧表面形成绝缘层500。具体的，采用等离子体物理沉积的方法形成绝缘层。优选的，所述绝缘层500为二氧化硅。更优选的，所述绝缘层500厚度为800-2000nm，但本专利技术对此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法，包括：提供一衬底；在所述衬底表面上形成外延层，所述外延层包括：在所述衬底表面的N型GaN层，位于N型GaN层背离衬底一侧的有源层，位于有源层背离衬底一侧的P型GaN层；对所述外延层进行刻蚀，直至露出所述N型GaN层，形成3个以上电极通孔；在所述P型GaN层背离所述衬底一侧形成一电流扩展层；在所述电极通孔侧壁且所述电流扩展层背离所述衬底一侧表面形成绝缘层；在所述绝缘层表面和所述电极通孔内形成N型电极，并在未覆盖有所述绝缘层的电流扩展层表面形成P型电极，所述电极通孔对应的N型电极在绝缘层表面形成导电性连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有通孔电极的LED芯片的制作方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面上形成外延层，所述外延层包括：在所述衬底表面的N型GaN层，位于N
型GaN层背离衬底一侧的有源层，位于有源层背离衬底一侧的P型GaN层；
对所述外延层进行刻蚀，直至露出所述N型GaN层，形成3个以上电极通孔；
在所述P型GaN层背离所述衬底一侧形成一电流扩展层；
在所述电极通孔侧壁且所述电流扩展层背离所述衬底一侧表面形成绝缘层；
在所述绝缘层表面和所述电极通孔内形成N型电极，并在未覆盖有所述绝缘层的电流
扩展层表面形成P型电极，所述电极通孔对应的N型电极在绝缘层表面形成导电性连接。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述电极通孔为等大或不等大。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述电极通孔呈对称排列。
4.根据权利要求1所述的制作方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡鹏，何键云，
申请(专利权)人：佛山市国星半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44