一种LED芯片、LED芯片的绝缘反射层及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种LED芯片、LED芯片的绝缘反射层及其制备方法，其中，LED芯片的绝缘反射层包括绝缘层，绝缘层设有多个均匀间隔设置的导电通孔，各导电通孔内分别填充有导电材料；导电通孔包括大径端和小径端，且导电通孔沿其轴线由大径端向小径端渐缩。该绝缘反射层能够降低内阻、提高光照剂量、减少金属电极与外延层接触面积并保证产品良率。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片、LED芯片的绝缘反射层及其制备方法
本专利技术涉及半导体发光器件
，具体涉及一种LED芯片、LED芯片的绝缘反射层及其制备方法。
技术介绍
LED芯片的外延层生长过程中，存在一定的缺陷，如果缺陷处直接与金属电极相连，容易造成整个外延层短路而失效，为了降低成本，提高产品良率，需要在外延层和背电极之间使用绝缘反射层。绝缘反射层的设置能有效降低金属电极与外延层缺陷接触的概率，同时为了金属电极层与外延层导通，绝缘反射层设有导电通孔，导电通孔内设有导电材料以在金属电极和外延层之间导电，现有技术中的导电通孔均为直筒型结构，若导电通孔的孔径太小，则导电材料的内阻增大，若导电通孔的孔径太大，则金属电极与外延层接触面积增大，产品良率降低。另外，光疗仪对光照剂量的要求比较严格，并且贴近皮肤使用，外延层的缺陷和LED芯片的内阻增长都会降低光照剂量，为了提高光照剂量就只能加大电流或者增多单位面积内LED的数量，导致光疗仪表面温度过高，甚至会出现皮肤烫伤的风险，而影响光疗仪的正常使用。因此，如何提供一种绝缘导电层，能够降低内阻、提高光照剂量并保证产品良率是本领域技术人员所需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种LED芯片、LED芯片的绝缘反射层及其制备方法，能够降低内阻、提高光照剂量、减少金属电极与外延层接触面积并保证产品良率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种LED芯片的绝缘反射层，其包括绝缘层，所述绝缘层设有多个均匀间隔设置的导电通孔，各所述导电通孔内分别填充有导电材料；所述导电通孔包括大径端和小径端，且所述导电通孔沿其轴线由所述大径端向所述小径端渐缩。可选地，各所述导电通孔的内壁均设有镜面反射层，且所述镜面反射层的反射面朝向所述导电通孔外设置。可选地，所述导电材料为形成于所述导电通孔内的石墨烯或阵列碳纳米管。可选地，所述导电通孔的截面为圆形，且所述大径端的直径为180μm-220μm，所述小径端的直径为80μm-120μm，相邻两个所述导电通孔的轴心之间的间距为200μm-220μm。本专利技术还提供了一种LED芯片，其包括外延层、金属电极以及如上所述的绝缘反射层，所述绝缘反射层夹设于所述外延层和所述金属电极之间，且所述绝缘反射层的导电通孔的大径端朝向所述金属电极的一侧设置。本专利技术还提供了一种LED芯片的绝缘反射层的制备方法，其包括如下步骤：S1：在外延层上沉积绝缘层；S2：在所述绝缘层的表面旋涂光刻胶层，并放置掩膜版，光透过掩膜版均匀照射至所述光刻胶层，并在所述光刻胶层形成交联区和未交联区；S3：清理位于所述未交联区的光刻胶；S4：采用等离子体对所述未交联区的绝缘层进行等离子体刻蚀以形成导电通孔，所述导电通孔包括大径端和小径端，所述导电通孔沿其轴线由所述大径端向所述小径端渐缩；S5：在所述导电通孔内填充导电材料。可选地，在步骤S4和步骤S5之间还包括步骤S41：在导电通孔内壁蒸镀镜面银以形成镜面反射层，所述镜面反射层的反射面朝向所述导电通孔外设置。可选地，在步骤S41和步骤S5之间还包括步骤S42：抛光所述导电通孔的内壁。可选地，所述步骤S5中在所述导电通孔内填充导电材料包括：S51：在所述导电通孔内沉积纳米级金属催化剂；S52：以氢氩混合气为载气，二甲苯为碳源，800℃进行阵列碳纳米管生长，生长时间5s-10s，碳纳米管的长度为150nm-250nm，直径为20nm-50nm；或者，以氢氩混合气为载气，甲烷为碳源，在1050℃环境下进行石墨烯生长，生长时间为5s-10s，所述石墨烯的片径尺寸为100mm-500nm。可选地，在步骤S1之前还包括步骤S0：清洗所述外延层，将所述外延层的正面朝上并烘干。本专利技术相较于现有技术的有效果为：当导电通孔朝向外延层的一端的截面积相同时，本专利技术所提供的具有变径结构的导电通孔的电阻(导电材料的电阻)要小于直筒结构的导电通孔的电阻，如此一来，在保证具有相同导电性能的情况下，本专利技术所提供的具有变径结构的导电通孔能够减小朝向外延层一端(小径端)的截面积，从而减少金属电极与外延层之间的接触面积，降低由于外延层的缺陷与金属电极相连而造成短路失效情况的概率，保证产品良率；另外，由于内阻减小，可提升单个LED芯片的光照剂量，以光疗仪为例，由于光疗仪对光照剂量的要求比较严格，并且贴近皮肤使用，设置有本实施例所提供的LED芯片的光疗仪，在保证具有相同光照剂量的情况下，可降低单位面积内的LED芯片的数量，并且无需加大电流，避免光疗仪表面温度过高导致皮肤烫伤的风险；绝缘反射层的反射界面包括绝缘层的两侧端面以及设于各导电通孔侧壁的镜面反射层的反射面，结合导电通孔变径结构的设置，可使该绝缘反射层形成ODR反射结构(omnidirectionalreflector，全方位反射镜结构)，同时，由于绝缘层(半导体)的折射率和外延层的折射率相差比较大，有利于在二者之间的界面处发生全反射；当光线照射在绝缘层朝向金属电极一侧的表面后，部分光子能够在此表面发生反射，而折射至绝缘层内的光子部分在绝缘层朝向外延层一侧的端面发生反射，部分将会在导电通孔侧壁的反射面处发生反射至另一个导电通孔侧壁的反射面，由于变径结构的设计，可使得折射至绝缘层内的光子在经过多次反射面的反射后被进一步反射至绝缘层外朝向金属电极的一侧，从而可以有效减少光损失。附图说明图1是现有技术中的绝缘反射层的剖视图；图2是图1中导电通孔的结构示意图；图3是本专利技术实施例所提供的LED芯片的剖视图；图4是图3中绝缘反射层的剖视图；图5是图4中导电通孔的结构示意图；图6是本专利技术实施例所提供的LED芯片的绝缘反射层的制备方法的流程框图；图7是LED芯片的绝缘反射层的制备方法的详细流程框图。附图1-7中，附图标记说明如下：01-绝缘层；02-导电通孔；10-绝缘反射层；20-外延层；30-金属电极；1-绝缘层；2-导电通孔，21-大径端，22-小径端；3-镜面反射层。具体实施方式为了使本领域的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术实施例提供了一种LED芯片、LED芯片的绝缘反射层及其制造方法，其中，如图3所示，LED芯片包括依次设置的外延层20、绝缘反射层10和金属电极30，具体的，如图4所示，绝缘反射层10包括绝缘层1，该绝缘层1设有多个均匀间隔设置的导电通孔2，各导电通孔2内分别填充有导电材料，该导电通孔2包括大径端21和小径端22，并且导电通孔2沿其轴线由大径端21向小径端22渐缩，也就是说，该导电通孔2的内壁呈锥面结构，并且该绝缘反射层10的导电通孔2的大径端21朝向金属电极30的一侧设置，小径端22都朝向外延层20的一侧设置。也就是说，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种LED芯片的绝缘反射层，其特征在于，包括绝缘层(1)，所述绝缘层(1)设有多个均匀间隔设置的导电通孔(2)，各所述导电通孔(2)内分别填充有导电材料；/n所述导电通孔(2)包括大径端(21)和小径端(22)，且所述导电通孔(2)沿其轴线由所述大径端(21)向所述小径端(22)渐缩。/n

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片的绝缘反射层，其特征在于，包括绝缘层(1)，所述绝缘层(1)设有多个均匀间隔设置的导电通孔(2)，各所述导电通孔(2)内分别填充有导电材料；
所述导电通孔(2)包括大径端(21)和小径端(22)，且所述导电通孔(2)沿其轴线由所述大径端(21)向所述小径端(22)渐缩。


2.根据权利要求1所述的LED芯片的绝缘反射层，其特征在于，各所述导电通孔(2)的内壁均设有镜面反射层(3)，且所述镜面反射层(3)的反射面朝向所述导电通孔(2)外设置。


3.根据权利要求1或2所述的LED芯片的绝缘反射层，其特征在于，所述导电材料为形成于所述导电通孔(2)内的石墨烯或阵列碳纳米管。


4.根据权利要求1或2所述的LED芯片的绝缘反射层，其特征在于，所述导电通孔(2)的截面为圆形，且所述大径端(21)的直径为180μm-220μm，所述小径端(22)的直径为80μm-120μm，相邻两个所述导电通孔(2)的轴心之间的间距为200μm-220μm。


5.一种LED芯片，其特征在于，包括外延层(20)、金属电极(30)以及如权利要求1-4任一项所述的绝缘反射层(10)，所述绝缘反射层(10)夹设于所述外延层(20)和所述金属电极(30)之间，且所述绝缘反射层(10)的导电通孔(2)的大径端(21)朝向所述金属电极(30)的一侧设置。


6.一种LED芯片的绝缘反射层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：在外延层上沉积绝缘层；
S2：在所述绝缘层的表面旋涂光刻胶层，并放置掩膜版...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗轶，郭庆霞，张健，石伟，魏伟，
申请(专利权)人：北京创盈光电医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11