本实用新型专利技术提供一种垂直结构的薄膜LED芯片，包括：外延发光结构，具有相对的第一主面和第二主面，包括依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层，外延发光结构具有贯穿至所述N型外延层表面的第一台阶结构；N电极，设置于所述N型外延层的第一台阶结构上，N电极包括主体部和延伸部，并且所述N电极通过所述主体部与所述第一台阶结构的上表面形成电性接触，所述延伸部围绕所述N型外延层的侧壁形成；和P电极，所述P电极设置于所述外延发光结构的第一主面上。本实用新型专利技术还提供一种微型LED阵列。所述薄膜LED芯片可以解决现有芯片结构中四周边缘的电流扩展均匀性较差，提高了芯片的电流扩展均匀性及反射有效面积，最大程度地提高了芯片的出光效率。出光效率。出光效率。
【技术实现步骤摘要】
垂直结构的薄膜LED芯片及微型LED阵列
[0001]本技术属于半导体器件及制造领域，尤其是涉及一种垂直结构的薄膜LED芯片。
技术介绍
[0002]发光二极管(LED)具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率发光二极管可能实现半导体固态照明，引起人类照明史的革命，从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点。
[0003]现有的LED芯片根据电极的位置可以分为：倒装型芯片结构、垂直型芯片结构及正装型芯片结构。其中，垂直型LED芯片结构中，两个电极位于外延层的上下两端，此种芯片结构中电流分布均匀，发光面积大并且亮度较高。然而，垂直型薄膜LED芯片的制造工艺相对复杂且技术要求较高，造成芯片的良率偏低。随着LED芯片尺寸持续缩减，进一步增加了薄膜芯片规模化生产的难度以及成本。另外，现有的LED结构的光侧漏也较为严重，导致出光效率降低。
[0004]因此，提供一种垂直型薄膜LED芯片的改良结构，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本技术的目的在于提供一种垂直结构的薄膜LED 芯片，用于解决现有技术中薄膜芯片局部区域电流扩展效应仍比较差、尤其是LED芯片的四周边缘位置的四周边缘电流不均匀、以及芯片漏电、制造工艺较为复杂，良率和可靠性有待提高等问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，本技术提供一种垂直结构的薄膜LED芯片，所述薄膜LED芯片包括：外延发光结构，所述外延发光结构具有相对的第一主面和第二主面，包括依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层，所述外延发光结构具有贯穿至所述N型外延层表面的第一台阶结构；电极结构，所述电极结构包括N电极，所述N电极设置于所述N 型外延层的第一台阶结构上，所述N电极包括主体部和延伸部，并且所述N电极通过所述主体部与所述第一台阶结构的上表面形成电性接触，所述延伸部围绕所述N型外延层的侧壁形成；和P电极，所述P电极设置于所述外延发光结构的第一主面上，所述P电极形成为反射电极以使所述薄膜LED芯片具有N面出光的结构。
[0007]可选地，所述外延发光结构还包括覆盖所述第一台阶结构上表面和侧壁的N面欧姆接触层，所述第一台阶结构围绕所述外延发光结构形成。
[0008]可选地，所述N电极设置于所述N面欧姆接触层上，所述N电极的主体部和延伸部藉由所述第一台阶结构整体形成为环状。
[0009]可选地，所述N型外延层包括本征外延部分和位于所述本征外延部分与所述发光层之间的N型掺杂部分，所述N电极和的主体部与设置于所述第一台阶结构上表面的所述N
型掺杂部分形成电性接触。
[0010]可选地，所述外延发光结构还包括一P面欧姆接触层，所述P面欧姆接触层设置于所述 P型外延层的部分表面上以构成第二台阶结构。
[0011]可选地，所述P电极包括第一反射层，所述第二反射层设置于所述P面欧姆接触层上，且所述第二反射层包括多层结构的金属反射层。
[0012]可选地，所述N电极包括第二反射层，所述第一反射层包括金属反射层或金属介质复合反射层中的一种。
[0013]可选地，所述薄膜LED芯片还包括钝化层，所述钝化层设置于所述外延发光结构的侧壁上且覆盖所述第二台阶结构，所述钝化层包括SiO2层、Si3N4层、SiON层、Al2O3层或Al2O3层与AlN层的叠层，或者上述无机介质层与聚酰亚胺或苯并环丁烯的复合层。
[0014]本技术还提供一种微型LED阵列，所述微型LED阵列包括：至少一个第一发光单元和多个第二发光单元，所述第一发光单元与所述第二发光单元于导电基板上均匀排列成发光单元阵列，其中所述发光单元阵列中的每一发光单元为前述的垂直结构的薄膜LED芯片；公共电极，所述公共电极设置于所述发光外延结构的第二主面且与所述N电极的延伸部电连接。
[0015]可选地，所述第一发光单元包括位于所述外延发光结构的第二主面上的焊盘和所述外延发光结构的第一主面和侧壁上的电流阻挡层，所述公共电极通过所述焊盘与外部引线电连接。
[0016]可选地，每一发光单元的所述扩散阻挡层通过设置于所述扩散阻挡层与所述导电基板之间的金属键合层与所述导电基板上的电极键合。
[0017]可选地，相邻的发光单元之间设置有绝缘间隙，所述绝缘间隙填充有绝缘材料。
[0018]如上所述，本技术的一种垂直结构的薄膜LED芯片及微型LED阵列，具有以下有益效果：
[0019]1)本技术的垂直结构的薄膜LED芯片中，N电极包括主体部和延伸部，N电极通过主体部与电极台阶的上表面形成电性接触，且围绕电极台阶的侧壁形成延伸部，改善了电流注入均匀性，有利于降低芯片电阻，提高出光强度；
[0020]2)本技术的垂直结构的薄膜LED芯片中，藉由围绕所述外延发光结构的电极台阶，于电极台阶的侧壁设置金属介质复合反射层或金属反射层，可以通过显著提高反射的有效面积，大大提升N面的出光效率，提高芯片的外量子效率，从而可以达到高光效；
[0021]3)本技术的微型LED阵列中，每个芯片裸露的外延发光结构表面设置有钝化层，相邻芯片设置有绝缘间隙，可以明显地明显降低芯片漏电，同时还有利于提高芯片的光电性能；
[0022]4)本技术的微型LED阵列中，采用芯片微型化阵列，可以在相邻的芯片间隔区域设置绝缘间隙，从而可以提升芯片的稳定性和可靠性。
附图说明
[0023]图1显示为本技术的实施例一中的垂直结构的薄膜LED芯片的截面示意图。
[0024]图2显示为本技术的实施例二的微型LED阵列的制备方法的流程图。
[0025]图3至图11显示为本技术的实施例二的微型LED阵列的制备方法中步骤1)至
7)，其中，其中图3B显示为图3A所示的结构俯视图，图5B显示为图5A所示步骤所得的结构俯视图，图7B显示为图7A所示步骤所得的结构俯视图，图8B显示为图8A所示步骤所得的结构俯视图，图9B显示为图9A所示步骤所得的结构俯视图，图10B显示为图10A所示步骤所得的结构俯视图，图11B显示为图11A所示步骤所得的结构俯视图。
[0026]组件标号说明
[0027]100
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Al2O3衬底
[0028]200
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外延发光结构
[0029]200a
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第一主面
[0030]200b
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第二主面
[0031]201
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N型GaN层
[0032]202
ꢀꢀꢀ
发光层
[0033]203
ꢀꢀꢀ
P型GaN层
[0034]211
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第一台阶结构
[0035]213
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第二台阶结构
[0036]300
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种垂直结构的薄膜LED芯片，其特征在于，所述薄膜LED芯片包括：外延发光结构，所述外延发光结构具有相对的第一主面和第二主面，包括依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层，所述外延发光结构具有贯穿至所述N型外延层表面的第一台阶结构；电极结构，所述电极结构包括N电极，所述N电极设置于所述N型外延层的第一台阶结构上，所述N电极包括主体部和延伸部，并且所述N电极通过所述主体部与所述第一台阶结构的上表面形成电性接触，所述延伸部围绕所述N型外延层的侧壁形成；和P电极，所述P电极设置于所述外延发光结构的第一主面上，所述P电极形成为反射电极以使所述薄膜LED芯片具有N面出光的结构。2.根据权利要求1所述的垂直结构的薄膜LED芯片，其特征在于：所述外延发光结构还包括覆盖所述第一台阶结构上表面和侧壁的N面欧姆接触层，所述第一台阶结构围绕所述外延发光结构形成。3.根据权利要求1所述的垂直结构的薄膜LED芯片，其特征在于：所述N电极设置于所述N面欧姆接触层上，所述N电极的主体部和延伸部藉由所述第一台阶结构整体形成为环状。4.根据权利要求1所述的垂直结构的薄膜LED芯片，其特征在于：所述N型外延层包括本征外延部分和位于所述本征外延部分与所述发光层之间的N型掺杂部分，所述N电极和的主体部与设置于所述第一台阶结构上表面的所述N型掺杂部分形成电性接触。5.根据权利要求1所述的垂直结构的薄膜LED芯片，其特征在于：所述外延发光结构还包括一P面欧姆接触层，所述P面欧姆接触层设置于所述P型外延层的部分表面上以构成第二台阶结构。6.根据权利要求5所述的垂直结构的薄膜LED芯片，其特征在于：所述P电极包括第一反射层，所述第一反射...
【专利技术属性】
技术研发人员：郝茂盛，陈朋，袁根如，张楠，马艳红，闫鹏，马后永，
申请(专利权)人：上海芯元基半导体科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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