一种LED芯片及其制作方法技术

本发明专利技术提供了一种LED芯片及其制作方法，通过将介质层延伸至所述外延叠层的通孔侧壁；所述金属反射层通过层叠于所述介质层表面的方式，嵌入所述介质孔与所述第二型半导体层形成接触，并延伸至所述通孔的侧壁；所述金属连接层层叠于所述金属反射层背离所述介质层的一侧表面，且所述金属连接层在朝向所述外延叠层的一侧表面具有裸露面；所述绝缘层通过覆盖所述金属连接层及金属反射层的方式，延伸至所述通孔的侧壁。从而，实现了将金属反射层延伸到通孔内部，提高了通孔内部的反射率的同时，可以实现将通孔内部的热量从台面传导，以提高芯片的散热能力，可以很好地解决通孔型垂直结构LED芯片因为空洞的存在导致热量无法及时散去的问题。去的问题。去的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种LED芯片及其制作方法


[0001]本专利技术涉及发光二极管领域，尤其涉及一种LED芯片及其制作方法。

技术介绍

[0002]现有的发光二极管包括水平类型和垂直类型。垂直类型的发光二极管通过把半导体垒晶叠层转移到其它的基板如硅、碳化硅或金属基板上，并移除原始外延生长的衬底的工艺获得，相较于水平类型，可以有效改善外延生长衬底带来的吸光、电流拥挤或散热性差的技术问题。衬底的转移一般采用键合工艺，键合主要通过金属
‑
金属高温高压键合，即在半导体垒晶叠层一侧与基板之间形成金属键合层。半导体垒晶叠层的另一侧提供出光侧，出光侧配置有一打线电极提供电流的注入或流出，半导体垒晶叠层的下方的基板提供电流的流出或流入，由此形成电流垂直经过半导体垒晶叠层的发光二极管。对于LED发光器件，提升LED的外量子效率和芯片的散热能力是研发工作者追求的永恒课题；通常在外延结构层面或在芯片结构层面提升亮度。其中，反射镜的设计作为垂直结构LED芯片结构层面的重点攻克对象。目前，通常采用高反射金属既充当电流扩展层又充当反射金属层，金属包含Ag、Au、Al、Mg、Ni、Ti等中的一种或者多种。然而，高反射率金属的反射率距离100％还是有一定的差距。如此衍生出了ODR全方位反射镜作为反射率提升的优化方案，即在介质膜层上沉积反射金属，通过介质膜与反射金属的配合，实现反射率的提升。然而，由于介质膜通常为氧化物，氧化物材料热导率较差，使得芯片散热性能较差，随着芯片功率的提高导致散热问题越来越突出；同时，由于反射金属与介质膜的粘附性差，致使反射金属存在脱落缺陷。
[0003]有鉴于此，本专利技术人专门设计了一种LED芯片及其制作方法，本案由此产生。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种LED芯片及其制作方法，以解决现有的垂直结构LED芯片的散热及金属脱落等问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]一种LED芯片，包括：
[0007]基板及设置于所述基板上方的外延叠层；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第二型半导体层、有源区以及第一型半导体层，且所述外延叠层具有裸露所述第一型半导体层部分表面的通孔；第一方向垂直于所述基板，并由所述基板指向所述外延叠层；
[0008]在所述基板与所述外延叠层之间设有金属键合层、绝缘层、金属连接层、金属反射层、介质层；
[0009]其中，所述介质层设置所述外延叠层朝向所述基板的一侧，并延伸至所述外延叠层的通孔侧壁；且，所述介质层具有裸露所述第二型半导体层的介质孔；
[0010]所述金属反射层通过层叠于所述介质层表面的方式，嵌入所述介质孔与所述第二型半导体层形成接触，并延伸至所述通孔的侧壁；
[0011]所述金属连接层与所述金属反射层形成接触，且所述金属连接层在朝向所述外延
叠层的一侧表面具有裸露面；
[0012]所述绝缘层通过覆盖所述金属连接层及金属反射层的方式，延伸至所述通孔的侧壁；
[0013]所述基板通过所述金属键合层嵌入所述通孔的方式与所述外延叠层键合形成一体。
[0014]优选地，所述金属反射层覆盖所述通孔的侧壁。
[0015]优选地，在所述金属反射层的边缘设有第二介质膜。
[0016]优选地，所述第二介质膜延伸至所述通孔侧壁。
[0017]优选地，所述金属连接层与所述金属反射层一体形成，或所述金属连接层层叠于所述金属反射层背离所述介质层的一侧表面。
[0018]优选地，所述介质层包括氟化物层、氮化物层或氧化物层中的至少一个叠层。
[0019]优选地，所述金属反射层包括高反射率材料层。
[0020]优选地，所述金属反射层包括铟、锡、铝、金、铂、锌、银、钛、铅、镍中的一种或多种。
[0021]优选地，所述金属连接层包括金、钛、镍、铬中的一种或多种。
[0022]优选地，所述金属连接层的侧壁被所述绝缘层包覆。
[0023]优选地，所述基板包括导电基板。
[0024]优选地，所述绝缘层包括高热导率的绝缘材料层。
[0025]本专利技术还提供了一种LED芯片的制作方法，包括如下步骤：
[0026]S01、提供一生长衬底；
[0027]S02、层叠一外延叠层于所述生长衬底表面，所述外延叠层包括沿生长方向依次堆叠的第一型半导体层、有源区以及第二型半导体层；
[0028]S03、通过蚀刻工艺在所述外延叠层形成通孔及发光台面，所述通孔裸露所述第一型半导体层的部分表面；
[0029]S04、制作介质层，所述介质层覆盖所述发光台面及通孔，且所述介质层具有裸露所述第二型半导体层的介质孔；
[0030]S05、沉积金属反射层，所述金属反射层通过层叠于所述介质层表面的方式，嵌入所述介质孔与所述第二型半导体层形成接触，并延伸至所述通孔；
[0031]S06、制作第二介质膜，并通过光刻工艺，去除位于所述通孔底部的金属反射层，且所述第二介质膜保留于所述金属反射层的边缘；
[0032]S07、沉积金属连接层，所述金属连接层层叠于所述金属反射层的表面；
[0033]S08、制作绝缘层，所述绝缘层填充所述通孔并延伸至所述发光台面覆盖所述金属连接层；
[0034]S09、对所述绝缘层沿所述通孔位置进行刻蚀至裸露所述第一型半导体层，且保留所述通孔侧壁的绝缘层；
[0035]S10、提供一基板，并通过键合工艺，使所述基板通过金属键合层嵌入所述通孔的方式与所述外延叠层键合形成一体；
[0036]S11、剥离所述生长衬底；
[0037]S12、通过光刻、刻蚀工艺，使所述LED芯片具有所述金属连接层的裸露面。
[0038]优选地，所述第二介质膜延伸至所述通孔侧壁。
[0039]经由上述的技术方案可知，本专利技术提供的LED芯片，通过：在所述基板与所述外延叠层之间设有金属键合层、绝缘层、金属连接层、金属反射层、介质层；其中，所述介质层设置所述外延叠层朝向所述基板的一侧，并延伸至所述外延叠层的通孔侧壁；且，所述介质层具有裸露所述第二型半导体层的介质孔；所述金属反射层通过层叠于所述介质层表面的方式，嵌入所述介质孔与所述第二型半导体层形成接触，并延伸至所述通孔的侧壁；所述金属连接层层叠于所述金属反射层背离所述介质层的一侧表面，且所述金属连接层在朝向所述外延叠层的一侧表面具有裸露面；所述绝缘层通过覆盖所述金属连接层及金属反射层的方式，延伸至所述通孔的侧壁；所述基板通过所述金属键合层嵌入所述通孔的方式与所述外延叠层键合形成一体。从而，实现了将金属反射层延伸到通孔内部，提高了通孔内部的反射率的同时，可以实现将通孔内部的热量从台面传导，以提高芯片的散热能力，可以很好地解决通孔型垂直结构LED芯片因为空洞的存在导致热量无法及时散去的问题。
[0040]进一步地，本专利技术还通过在所述金属反射层的边缘设有第二介质膜，进一步地，所述第二介质膜延伸至所述通孔侧壁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片，其特征在于，包括：基板及设置于所述基板上方的外延叠层；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第二型半导体层、有源区以及第一型半导体层，且所述外延叠层具有裸露所述第一型半导体层部分表面的通孔；第一方向垂直于所述基板，并由所述基板指向所述外延叠层；在所述基板与所述外延叠层之间设有金属键合层、绝缘层、金属连接层、金属反射层、介质层；其中，所述介质层设置所述外延叠层朝向所述基板的一侧，并延伸至所述外延叠层的通孔侧壁；且，所述介质层具有裸露所述第二型半导体层的介质孔；所述金属反射层通过层叠于所述介质层表面的方式，嵌入所述介质孔与所述第二型半导体层形成接触，并延伸至所述通孔的侧壁；所述金属连接层与所述金属反射层形成接触，且所述金属连接层在朝向所述外延叠层的一侧表面具有裸露面；所述绝缘层通过覆盖所述金属连接层及金属反射层的方式，延伸至所述通孔的侧壁；所述基板通过所述金属键合层嵌入所述通孔的方式与所述外延叠层键合形成一体。2.根据权利要求1或2所述的LED芯片，其特征在于，所述金属反射层覆盖所述通孔的侧壁。3.根据权利要求1或2所述的LED芯片，其特征在于，在所述金属反射层的边缘设有第二介质膜。4.根据权利要求3述的LED芯片，其特征在于，所述第二介质膜延伸至所述通孔侧壁。5.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述绝缘层包括高热导率的绝缘材料层。6.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述金属连接层与所述金属反射层一体形成，或所述金属连接层层叠于所述金属反射层背离所述介质层的一侧表面。7.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述金属反射层包括铟、锡、铝、金、铂、锌、银...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨克伟，曲晓东，罗桂兰，尤翠萍，赵斌，江土堆，陈凯轩，崔恒平，
申请(专利权)人：厦门乾照光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：