[發(fā)明專利]一種發(fā)光二極管芯片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710560564.4
• 申請(qǐng)日: 2017-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN107369751B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳政;李佳恩;臧雅姝;徐宸科
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門三安光電有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/20
• 分類號(hào): H01L33/20;H01L33/22;H01L33/00
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一種發(fā)光二極管芯片及其制作方法，依靠絕緣層將第一電連接層與第二電連接層彼此電絕緣，在絕緣層內(nèi)設(shè)置附屬發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)，附屬發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)具有完整的外延序列，利用絕緣層在發(fā)光二極管芯片內(nèi)構(gòu)建良好的電流通道，通過串聯(lián)原發(fā)光二極管和附屬發(fā)光二極管，增強(qiáng)發(fā)光二極管芯片的出光效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種發(fā)光二極管的芯片結(jié)構(gòu)和制作工藝。

背景技術(shù)

高功率高亮度發(fā)光二極管（LED）在當(dāng)下高亮度照明市場(chǎng)的需求下凸顯出了其重要性。在藍(lán)寶石為襯底的水平結(jié)構(gòu)LED上，由于藍(lán)寶石的散熱問題和電流擁擠效應(yīng)，在高電流密度下操作極易過熱導(dǎo)致芯片燒毀，因此高功率LED無法采用水平結(jié)構(gòu)。而垂直結(jié)構(gòu)LED，因其襯底可以置換成散熱性和導(dǎo)熱性良好的材料（例如：Si，CuW等），并且垂直結(jié)構(gòu)無電流擁擠效應(yīng)，電流可以很好的擴(kuò)展，所以可以操作在超高電流密度下（例如：2.5A/mm2以上），實(shí)現(xiàn)大功率高亮度LED。為了獲得更優(yōu)的電流擴(kuò)展，參看圖1，在垂直結(jié)構(gòu)LED中，往往采用多孔結(jié)構(gòu)的超垂直LED（Pro-VTF）。如何在超垂直LED上進(jìn)一步提高亮度實(shí)現(xiàn)大功率發(fā)光二極管是目前LED市場(chǎng)的一個(gè)熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中關(guān)于提升亮度的需求，一方面，本發(fā)明提供了一種發(fā)光二極管芯片的技術(shù)方案：

半導(dǎo)體層序列，其具有在第一導(dǎo)電類型的層和第二導(dǎo)電類型的層之間的、設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生輻射的第一有源層，其中

-所述第一導(dǎo)電類型的層與半導(dǎo)體層序列的正側(cè)相鄰，

-所述半導(dǎo)體層序列包含至少一個(gè)凹處，所述凹處從半導(dǎo)體層序列的與正側(cè)對(duì)置的背側(cè)穿過第一有源層延伸到第一導(dǎo)電類型的層，

-借助第一電連接層穿過所述凹處來電連接第一導(dǎo)電類型的層，其中第一電連接層至少局部地覆蓋半導(dǎo)體層序列的背側(cè)，

-第一電連接層與第二電連接層借助凹處的絕緣層，彼此電絕緣，

發(fā)光二極管芯片在所述凹處的區(qū)域中包含另一附屬發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)，所述另一附屬發(fā)光二極管芯片結(jié)構(gòu)具有第三導(dǎo)電類型的層和第四導(dǎo)電類型的層之間的、設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生輻射的第二有源層，第三導(dǎo)電類型的層與第一電連接層電連接，所述第四導(dǎo)電類型的層與第一導(dǎo)電類型的層通過薄膜電連接層電連接，第一導(dǎo)電類型的層與第三導(dǎo)電類型的層導(dǎo)電類型相同，第二導(dǎo)電類型的層與第四導(dǎo)電類型的層導(dǎo)電類型相同。由于GaN和空氣之間折射率差異大，為了增加出光，在第一導(dǎo)電類型的層會(huì)采用GaN表面粗化，形成六角錐體。

優(yōu)選地，所述六角錐體的高度不小于100nm。

優(yōu)選地，所述凹處的開口直徑不小于100nm。

優(yōu)選地，所述凹處的深度不小于1μm。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電類型的層厚度為2μm~3μm。

優(yōu)選地，所述絕緣層的材料包括氧化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁或者陶瓷。

優(yōu)選地，所述絕緣層采用的材料導(dǎo)熱系數(shù)不小于150w/m*k。

優(yōu)選地，所述第一導(dǎo)電類型的層與凹處對(duì)應(yīng)的正側(cè)表面有凹坑。

優(yōu)選地，所述凹坑底部到薄膜電連接層距離為1μm ~2μm。

優(yōu)選地，所述凹坑的開口直徑不小于凹處的開口直徑。

優(yōu)選地，所述薄膜電連接層的厚度為0.5nm~1nm。

優(yōu)選地，所述薄膜電連接層的材料為Au或者In。

優(yōu)選地，所述第一有源層所輻射的波長(zhǎng)與所述第二有源層所輻射的波長(zhǎng)不同。

一方面，本發(fā)明還公開了上述發(fā)光二極管芯片的制作工藝，至少有三個(gè)制作流程組成，