[發(fā)明專利]發(fā)光二極管芯片結構及其制作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810216614.1
• 申請日: 2018-03-16
• 公開（公告）號: CN108447955B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 曾江斌;何安和;洪靈愿;彭康偉;林素慧;張家宏
• 申請（專利權）人: 廈門市三安光電科技有限公司
• 主分類號: H01L33/22
• 分類號: H01L33/22;H01L33/14;H01L33/46
• 代理公司: 北京漢之知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11479
• 代理人: 馮華

本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管芯片結構及其制作方法，結構包括襯底、外延結構、臺面結構、第一電流阻擋層、電流擴展層、第二電流阻擋層、第一P電極、分布布拉格反射層、第二P電極以及N電極。第一電流阻擋層形成于外延結構的部分表面，電流擴展層包裹第一電流阻擋層，第二電流阻擋層形成于電流擴展層表面且具有圖案化的粗糙表面，分布布拉格反射層包裹第一P電極、第二電流阻擋層表面及外延結構側壁。本發(fā)明通過具有圖案化的粗糙結構的電流阻擋層，能大大增加電流擴展層與分布布拉格反射層的界面表面積，使分布布拉格反射層入射光散射增強，從而提升芯片亮度。同時，可增強該電流阻擋層與分布布拉格反射層的黏附性，提高結構的可靠性。

技術領域

本發(fā)明屬于半導體照明領域，特別是涉及一種發(fā)光二極管芯片結構及其制作方法。

背景技術

半導體照明作為新型高效固體光源，具有壽命長、節(jié)能、環(huán)保、安全等顯著優(yōu)點，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次飛躍，其應用領域正在迅速擴大，正帶動傳統(tǒng)照明、顯示等行業(yè)的升級換代，其經(jīng)濟效益和社會效益巨大。正因如此，半導體照明被普遍看作是21世紀最具發(fā)展前景的新興產(chǎn)業(yè)之一，也是未來幾年光電子領域最重要的制高點之一。發(fā)光二極管LED通常是由如GaN(氮化鎵)、GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等半導體制成的，其核心是具有發(fā)光特性的PN結，在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)，進入對方區(qū)域的少數(shù)載流子一部分與多數(shù)載流子復合而發(fā)光。

當前全球能源短缺的憂慮再度升高的背景下，節(jié)約能源是我們未來面臨的重要的問題，在照明領域，LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點，可以廣泛應用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領域。

現(xiàn)有的LED倒裝芯片一般是在透明導電層(如：ITO)上直接沉積分布布拉格反射層DBR，并且，為了保證反射性能，該分布布拉格反射層的厚度一般需要設計為大于3μm，導致LED發(fā)光外延結構發(fā)出的光線在這兩個平面界面處的出光面積有限，不利于LED芯片外部光萃取，導致芯片發(fā)光效率降低。

基于以上所述，提供一種可以有效提高LED芯片外部光萃取的發(fā)光二極管芯片結構及其制作方法實屬必要。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種發(fā)光二極管芯片結構及其制作方法，用于解決現(xiàn)有技術中發(fā)光二極管芯片外部光萃取較低而導致發(fā)光效率降低的問題。

為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種發(fā)光二極管芯片結構，其特征在于：包括：襯底；外延結構，位于所述襯底上，包括依次層疊的第一導電型半導體層、量子阱層以及第二導電型半導體層；局部缺陷區(qū)，位于部分第二導電型半導體層上，且向下延伸至第一導電型半導體層形成臺面結構，所述臺面結構露出有外延結構側壁；第一電流阻擋層，形成于所述外延結構的部分表面；電流擴展層，包裹所述第一電流阻擋層，并與部分的所述外延結構表面接合；第二電流阻擋層，形成于所述電流擴展層表面，所述第二電流阻擋層具有圖案化的粗糙表面，并具有顯露所述電流擴展層的預留窗口；第一P電極，形成于所述預留窗口；分布布拉格反射層，包裹所述第一P電極表面、所述第二電流阻擋層表面及所述外延結構側壁，且所述分布布拉格反射層中具有P電極通孔以及N電極通孔；第二P電極，形成于所述P電極通孔中，與所述第一P電極連接；以及N電極，形成于所述N電極通孔中，與所述第一導電型半導體層臺面連接。

優(yōu)選地，所述第一電流阻擋層及所述第二電流阻擋層的至少一者表面形成有圖案化的粗糙結構。

優(yōu)選地，所述圖案化的粗糙結構包含若干凸起結構。

優(yōu)選地，所述凸起結構包括半圓球形凸起結構、圓錐形凸起結構及圓臺形凸起結構中的至少一種。

進一步地，所述凸起結構的高度不小于100nm，所述凸起結構的直徑或邊長不大于50μm，相鄰所述凸起結構之間的間距不大于20μm。