一种二极管芯片及其制备方法技术

本申请实施例提供了一种二极管芯片及其制备方法，其中，该二极管芯片包括：基板，位于基板上的金属键合层、反射层、外延层、N型电极层以及位于基板背面的P型电极层；所述外延层包括依次位于所述反射层上的P型结构层、发光层、N型结构层和N型欧姆接触层；所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，所述实心图案层的侧壁面与所述基板成设定角度；所述N型结构层包括N型粗化层，所述N型粗化层暴露于所述N型电极层外的区域具有粗化状形貌。本申请实施例提高了二极管芯片的出光效率。

A Diode Chip and Its Preparation Method

The embodiment of this application provides a diode chip and a preparation method thereof, in which the diode chip includes a substrate, a metal bonding layer, a reflective layer, an epitaxy layer, a N-type electrode layer on the substrate and a P-type electrode layer on the back of the substrate; the epitaxy layer comprises a P-type structure layer, a light emitting layer, a N-type structure layer and a N-type ohmic contact layer located on the reflective layer in turn. The reflective layer forms a conductive layer and a solid pattern layer with regular arrangement at the contact of the P-type structure layer, and the side wall of the solid pattern layer forms a set angle with the substrate; the N-type structure layer includes a N-type coarsening layer, and the N-type coarsening layer has a coarsening morphology in the area exposed to the N-type electrode layer. The application embodiment improves the light output efficiency of the diode chip.

【技术实现步骤摘要】
一种二极管芯片及其制备方法
本申请涉及半导体
，具体而言，涉及一种二极管芯片及其制备方法。
技术介绍
发光二极管(LED)的发光原理是利用电子在n型半导体与p型半导体间移动的能量差，以光的形式释放能量，这样的发光原理有别于白炽灯发热的发光原理，因此发光二极管被称为冷光源。此外，发光二极管具有耐久性高、寿命长、轻巧、耗电量低等优点，因此现今的照明市场对发光二极管给予厚望，将其视为新一代照明工具。目前垂直薄膜结构LED芯片主要包括N型电极层、N型层、发光层、P型层、反射层和P型电极层，发光层产生的光通过反射层由N型层反射出，现有的反射层大多数为平板型ODR反射镜，通常由于这种平板型ODR反射镜的有效反射面积与发光区面积基本相等，导致LED芯片的出光效率较低。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种二极管芯片及其制备方法，通过增大ODR反射镜的有效反射面积，以提高二极管芯片的出光效率。第一方面，本申请实施例提供了一种二极管芯片，包括：基板，位于基板上的金属键合层、反射层、外延层、N型电极层以及位于基板背面的P型电极层；所述外延层包括依次位于所述反射层上的P型结构层、发光层、N型结构层和N型欧姆接触层；所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，所述实心图案层的侧壁面与所述基板成设定角度；所述N型结构层包括N型粗化层，所述N型粗化层暴露于所述N型电极层外的区域具有粗化状形貌。在一种实施方式中，所述实心图案层包括：圆锥型图案层、圆台型图案层、棱锥型图案层或棱台型图案层。在一种实施方式中，所述反射层包括位于所述金属键合层上的反射金属层和位于所述反射金属层上的反射介质膜层；所述P型结构层包括位于所述反射介质膜层上的P型窗口层；所述P型窗口层上设置有由多个按设定规则排布的第一凹坑组成的第一凹坑层，每个第一凹坑的侧壁面与所述基板成设定角度；所述反射介质膜层设置有与所述第一凹坑相匹配的第二凹坑，且在相邻两个第二凹坑之间的凸起处的平坦位置设置有填充有金属的介质膜通孔，所述相邻两个所述第二凹坑之间的凸起处朝向所述基板；所述反射金属层与所述金属键合层粘接；所述反射金属层上设置有由填充所述第二凹坑的凸起结构形成的凸起结构层，将所述反射金属层与所述反射介质膜层粘接，所述反射金属层与介质膜通孔内填充的金属一端接触，所述介质膜通孔内填充的金属另一端与所述P型窗口层接触，形成所述导电层；所述第一凹坑层、所述反射介质膜层和所述凸起结构层形成所述实心图案层。在一种实施方式中，所述介质膜通孔与所述第二凹坑的位置关系包括以下几种：所述介质膜通孔位于最外侧相邻两个第二凹坑之间的平坦位置；或者，所述介质膜通孔位于各相邻两个第二凹坑之间的平坦位置。在一种实施方式中，所述P型窗口层包括位于反射介质膜层上的P型欧姆接触层和P型电流扩展层。第二方面，本申请实施例提供了一种二极管芯片的制备方法，包括：在临时衬底上外延层，所述外延层包括依次形成于所述临时衬底上的N型保护层、N型欧姆接触层、N型结构层、发光层和P型结构层；在所述P型结构层上形成反射层，使得所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，所述实心图案层的侧壁面与所述临时衬底成设定角度；在所述反射层上形成第一金属键合层，并在基板上形成第二金属键合层，将所述第一金属键合层与所述基板上的第二金属键合层键合后形成位于所述基板上的金属键合层；去除所述临时衬底和所述N型保护层后，对所述N型欧姆接触层进行蚀刻，得到具有第一设定图案的N型欧姆接触层；在所述N型欧姆接触层上形成N型电极层，使得所述N型电极层暴露所述N型结构层的N型粗化层；对所述外延层进行蚀刻，形成蚀刻道，对所述N型粗化层的暴露区域进行粗化形成暴露于所述N型电极层之外的粗化状形貌，在所述基板背面形成P型电极层后，沿着所述蚀刻道进行切割，得到多个独立的二极管芯片。在一种实施方式中，所述P型结构层包括形成于所述发光层上的P型限制层和形成于所述P型限制层上的P型窗口层，所述在所述P型结构层上形成反射层之前，所述方法还包括：在所述P型窗口层上沉积蚀刻保护层，并在所述蚀刻保护层上旋涂第一光刻胶层；通过具有按设定规则排布的第二设定图案的光刻板对所述第一光刻胶层进行曝光及显影后，使得所述第一光刻胶层暴露出具有按所述设定规则排布的第二设定图案的蚀刻保护层；对暴露的蚀刻保护层进行蚀刻，使得所述P型窗口层暴露出具有按所述设定规则排布的第二设定图案的P型窗口层；对暴露的P型窗口层进行蚀刻形成多个按所述设定规则排布的第一凹坑，每个所述第一凹坑的侧壁面与所述基板成设定角度；去除剩余的蚀刻保护层和第一光刻胶层后使得所述P型窗口层形成由多个所述第一凹坑组成的第一凹坑层。在一种实施方式中，所述P型窗口层包括形成于所述P型限制层上的P型电流扩展层和形成于所述P型电流扩展层上的P型欧姆接触层，所述对暴露的蚀刻保护层进行蚀刻包括：对暴露的蚀刻保护层进行蚀刻后，使得所述P型欧姆接触层暴露出具有按所述设定规则排布的第二设定图案的P型欧姆接触层；对暴露的P型欧姆接触层进行蚀刻，使得所述P型欧姆接触层和所述P型电流扩展层形成多个按所述设定规则排布的第一凹坑。在一种实施方式中，所述反射层包括反射介质膜层和反射金属层，所述在所述P型结构层上形成反射层，使得所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，包括：在所述第一凹坑层上沉积反射介质膜层，使得所述反射介质膜层形成与所述第一凹坑相匹配的第二凹坑；在相邻两个第二凹坑之间的凸起处的平坦位置设置处对所述反射介质膜层蚀刻形成介质膜通孔，所述相邻两个第二凹坑之间的凸起处背向所述临时衬底；在所述反射介质膜层上沉积反射金属层，使得所述反射金属层形成填充所述第二凹坑的凸起结构，并与所述反射介质膜层接触，且在所述介质膜通孔内形成与所述P型窗口层欧姆接触的所述导电层。在一种实施方式中，所述去除所述临时衬底和所述N型保护层后，对所述N型欧姆接触层进行蚀刻，得到具有第一设定图案的N型欧姆接触层，包括：去除所述临时衬底和所述N型保护层后，在所述N型欧姆接触层上形成第二光刻胶层；通过具有呈第一设定图案的光刻板对所述第二光刻胶层进行曝光显影后，得到与所述第一设定图案对应的光刻胶保留区域和暴露的待蚀刻的N型欧姆接触层；蚀刻掉待蚀刻的N型欧姆接触层后，去除光刻胶保留区域的第二光刻胶层，得到具有第一设定图案的N型欧姆接触层。本申请实施例提供的二极管芯片及其制备方法，包括基板，位于基板上的金属键合层、反射层、外延层、N型电极层以及位于基板背面的P型电极层；外延层包括依次位于反射层上的P型结构层、发光层、N型结构层和N型欧姆接触层；反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，实心图案层的侧壁面与所述基板成设定角度；N型结构层包括N型粗化层，N型粗化层暴露于N型电极层外的区域具有粗化状形貌。可见，本申请实施例中通过在二极管芯片中的反射层与P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，且实心图案层的侧壁面与基板成设定角度，这样发光层发射的光在经过反射层时，会通过图案层的侧壁面进行镜面反射，因为图案层的侧壁面与基板成设定角度，使得反射层的反射面积大大提高了，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二极管芯片，其特征在于，包括：基板，位于基板上的金属键合层、反射层、外延层、N型电极层以及位于基板背面的P型电极层；所述外延层包括依次位于所述反射层上的P型结构层、发光层、N型结构层和N型欧姆接触层；所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，所述实心图案层的侧壁面与所述基板成设定角度；所述N型结构层包括N型粗化层，所述N型粗化层暴露于所述N型电极层外的区域具有粗化状形貌。

【技术特征摘要】
1.一种二极管芯片，其特征在于，包括：基板，位于基板上的金属键合层、反射层、外延层、N型电极层以及位于基板背面的P型电极层；所述外延层包括依次位于所述反射层上的P型结构层、发光层、N型结构层和N型欧姆接触层；所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，所述实心图案层的侧壁面与所述基板成设定角度；所述N型结构层包括N型粗化层，所述N型粗化层暴露于所述N型电极层外的区域具有粗化状形貌。2.根据权利要求1所述的二极管芯片，其特征在于，所述实心图案层包括：圆锥型图案层、圆台型图案层、棱锥型图案层或棱台型图案层。3.根据权利要求1所述的二极管芯片，其特征在于，所述反射层包括位于所述金属键合层上的反射金属层和位于所述反射金属层上的反射介质膜层；所述P型结构层包括位于所述反射介质膜层上的P型窗口层；所述P型窗口层上设置有由多个按设定规则排布的第一凹坑组成的第一凹坑层，每个第一凹坑的侧壁面与所述基板成设定角度；所述反射介质膜层设置有与所述第一凹坑相匹配的第二凹坑，且在相邻两个第二凹坑之间的凸起处的平坦位置设置有填充有金属的介质膜通孔，所述相邻两个所述第二凹坑之间的凸起处朝向所述基板；所述反射金属层与所述金属键合层粘接；所述反射金属层上设置有由填充所述第二凹坑的凸起结构形成的凸起结构层，将所述反射金属层与所述反射介质膜层粘接，所述反射金属层与介质膜通孔内填充的金属一端接触，所述介质膜通孔内填充的金属另一端与所述P型窗口层接触，形成所述导电层；所述第一凹坑层、所述反射介质膜层和所述凸起结构层形成所述实心图案层。4.根据权利要求3所述的二极管芯片，其特征在于，所述介质膜通孔与所述第二凹坑的位置关系包括以下几种：所述介质膜通孔位于最外侧相邻两个第二凹坑之间的平坦位置；或者，所述介质膜通孔位于各相邻两个第二凹坑之间的平坦位置。5.根据权利要求3所述的二极管芯片，其特征在于，所述P型窗口层包括位于反射介质膜层上的P型欧姆接触层和P型电流扩展层。6.一种二极管芯片的制备方法，其特征在于，包括：在临时衬底上形成外延层，所述外延层包括依次形成于所述临时衬底上的N型保护层、N型欧姆接触层、N型结构层、发光层和P型结构层；在所述P型结构层上形成反射层，使得所述反射层与所述P型结构层的接触处形成导电层和具有规则排布的实心图案层，所述实心图案层的侧壁面与所述临时衬底成设定角度；在所述反射层上形成第一金属键合层，并在基板上形成第二金属键合层，将所述第一金属键合层与所述基板上的第二金属键合层键合后形成位于所述基板上的金属键合层；去除所述临时衬底和所述N型保护层后，对所述N型欧姆接触层进行蚀刻，得到具有第一设定图案的N型欧姆接触层；在所述N型欧姆接触层上形成N型电极层，使得所述N型电极层暴露所述N型结构层的N型粗化层；对所述外延层进行蚀刻，形成...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐洲，邹微微，王洪占，彭钰仁，张国庆，蔡端俊，
申请(专利权)人：扬州乾照光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32