[發(fā)明專利]一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711396721.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108305921B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河源市眾拓光電科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/10
• 分類號(hào): H01L33/10;H01L33/32;H01L33/06;H01L33/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44288
• 代理人: 邵穗娟;湯喜友

本發(fā)明公開(kāi)了一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片，包括襯底層和設(shè)置于襯底層上的鍵合層，鍵合層上設(shè)有第一保護(hù)層和設(shè)置于所述第一保護(hù)層上的X?dots/Ag/Y反射鏡層，X?dots/Ag/Y反射鏡層上設(shè)有p?GaN層和設(shè)置于p?GaN層上的InGaN/GaN量子阱層，InGaN/GaN量子阱層上設(shè)有n?GaN層及設(shè)置于n?GaN層上的n電極層。本發(fā)明還公開(kāi)了一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的制備方法。本發(fā)明垂直結(jié)構(gòu)LED芯片反射鏡層與導(dǎo)電襯底之間的良好粘附，防止后續(xù)制備過(guò)程中反射層發(fā)生脫落，還確保了p?GaN層與Ag層之間良好的歐姆接觸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片及該垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的制備方法。

背景技術(shù)

隨著LED在照明領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，市場(chǎng)對(duì)白光LED光效的要求越來(lái)越高。GaN基垂直結(jié)構(gòu)LED具有單面出光、良好的散熱能力、能夠承受大電流注入，并且這樣一個(gè)垂直結(jié)構(gòu)LED芯片可以相當(dāng)于幾個(gè)正裝結(jié)構(gòu)芯片，折合成本只有正裝結(jié)構(gòu)的幾分之一，成本低、性能優(yōu)。因此，GaN基垂直結(jié)構(gòu)LED芯片是市場(chǎng)所向，也是半導(dǎo)體照明發(fā)展的必然趨勢(shì)。與傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)LED相比，垂直結(jié)構(gòu)LED具有許多優(yōu)點(diǎn)：(1)垂直結(jié)構(gòu)LED兩個(gè)電極分別在LED的兩側(cè)，電流幾乎全部垂直流過(guò)外延層，沒(méi)有橫向流動(dòng)的電流，電流分布均勻，產(chǎn)生的熱量減少；(2)采用鍵合與剝離的方法將導(dǎo)熱不好的藍(lán)寶石襯底去除，換成導(dǎo)電性好并且具有高熱導(dǎo)率的襯底，可有效地散熱；(3)n-GaN層為出光面，該層具有一定的厚度，便于制作表面微結(jié)構(gòu)，以提高光提取效率。總之，與傳統(tǒng)平面結(jié)構(gòu)相比，垂直結(jié)構(gòu)在出光、散熱等方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

反射鏡是垂直結(jié)構(gòu)LED芯片最重要的結(jié)構(gòu)之一，形成低接觸電阻高反射率的p型歐姆接觸是獲取低電壓高光輸出功率的LED芯片的必要條件。目前主要采用Ag作為反射鏡的核心材料，因?yàn)锳g是可見(jiàn)光波段反射率最高的金屬。但是Ag材料也有明顯的下述個(gè)缺點(diǎn)：(1)Ag在GaN表面的黏附性較差，容易在芯片后續(xù)制程中很容易發(fā)生脫落，造成芯片的漏電和良率降低；(2)Ag的功函數(shù)只有4.65eV,而p-GaN的功函數(shù)高達(dá)7.5eV，Ag和p-GaN之間存在較大的肖特基勢(shì)壘,即便通過(guò)高溫合金化處理，仍然會(huì)有較高的接觸電阻存在，最終造成較高的正向電壓。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片，以解決上述傳統(tǒng)垂直結(jié)構(gòu)LED芯片中存在的Ag層容易發(fā)生脫落，以至于造成芯片漏電和良率降低等問(wèn)題，還可以解決Ag層不能與p-GaN層形成良好的歐姆接觸的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片的制備方法，通過(guò)該制備方法制備的垂直結(jié)構(gòu)LED芯片能夠解決上述Ag層容易發(fā)生脫落，以至于造成芯片漏電和良率降低等問(wèn)題，還可以解決Ag層不能與p-GaN層形成良好的歐姆接觸的問(wèn)題。

本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種垂直結(jié)構(gòu)LED芯片，包括襯底層和設(shè)置于所述襯底層上的鍵合層，所述鍵合層上設(shè)有第一保護(hù)層和設(shè)置于所述第一保護(hù)層上的X-dots/Ag/Y反射鏡層，所述X-dots/Ag/Y反射鏡層上設(shè)有p-GaN層和設(shè)置于所述p-GaN層上的InGaN/GaN量子阱層，所述InGaN/GaN量子阱層上設(shè)有n-GaN層及設(shè)置于所述n-GaN層上的n電極層；

所述X為Cr、Ni、Ti、Pt、Pd、In、Au、NiO、TiO、ZnO、ITO、AZO、GIO和石墨烯中的一種，所述Y為Ni、Ti、Mg、Pt、Au、W、AgCu、AgMg和AgAl中的一種。

進(jìn)一步地，在所述X-dots/Ag/Y反射鏡層中，Ag的厚度為25～500nm，Y的厚度為10～200nm。

進(jìn)一步地，所述X為Ni或Pd，所述Y為Ti或Ni。