[實用新型]一種垂直結構LED芯片

有效

• 申請號: 201920017286.2
• 申請日: 2019-01-03
• 公開（公告）號: CN209282229U
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 顏才滿;徐亮;李宗濤;丁鑫銳;鄭洪仿;黃經發
• 申請（專利權）人: 佛山市國星半導體技術有限公司
• 主分類號: H01L33/20
• 分類號: H01L33/20;H01L33/62;H01L33/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 胡楓

本實用新型公開了一種垂直結構LED芯片，包括背面金屬層、設于背面金屬層上的第二襯底、鍵合層、刻蝕阻擋層、反射層、電流擴散層、外延層、絕緣層和電極層，所述第二襯底設有凹部和凸部，凸部的表面高于凹部的表面，所述鍵合層包括中心鍵合層和邊緣鍵合層，所述中心鍵合層設置在第二襯底的凹部，所述邊緣鍵合層設置在第二襯底的凸部，刻蝕阻擋層和絕緣層依次設置在邊緣鍵合層上，刻蝕阻擋層、反射層、電流擴散層、外延層、絕緣層和電極層依次設置在中心鍵合層上，所述電極層貫穿所述絕緣層與外延層連接。本實用新型的芯片，翹曲度低，良率和穩定性高。

技術領域

本實用新型涉及發光二極管技術領域，尤其涉及一種垂直結構LED芯片。

背景技術

發光二極管(Light-Emitting Diode，LED)由于具有節能環保、安全耐用、光電轉化率高、可控性強等特點，被廣泛應用于顯示器、汽車照明、通用照明等相關領域。

目前LED芯片結構主要分為正裝、垂直與倒裝三種。正裝結構是LED歷史上最先采用的結構，其結構簡單，工藝流程快捷，但是由于正面的電極擋住出光，影響了出光效率。倒裝結構的電極設置在發光底面，頂面為藍寶石面亦是出光面，解決了電極擋光的技術難題，但由于電流水平傳輸存在電流擁擠問題，加上倒裝電極與底面接觸面積小，在大功率下難以解決散熱問題，因此，需要進一步尋找新的LED結構。于是，垂直結構LED芯片應運而生，垂直結構LED芯片由于正面電極和底面電極分別在發光層的兩側，電流傳輸得以實現縱向傳輸，很好地改善了電流擁擠的問題，利用導熱率高的襯底，如硅襯底等作為垂直芯片的襯底，實現了大面積散熱，從而大功率的散熱問題也能迎刃而解。垂直結構LED芯片憑借其結構的優勢，近年來在LED市場上所占的份額越發重要，成為了研究熱點。

現有的垂直結構LED芯片，原生長襯底如藍寶石襯底為非導電襯底，要替換為導電襯底如硅襯底，需要利用襯底轉移技術。襯底轉移技術通常為鍵合技術與襯底剝離技術相結合。鍵合過程是將原生長襯底的外延片與轉移襯底在一定溫度和壓力下結合在一起，但由于高溫熱膨脹系數失配和應力積累的問題，鍵合過程中容易發生極大的翹曲形變，并且外延片尺寸越大，形變程度越厲害。翹曲會導致下一步的襯底剝離容易產生裂紋，甚至破裂，嚴重影響了生產的良率和工藝穩定性。降低鍵合技術形成的翹曲度一直是垂直結構LED芯片的重要難題。另外，鍵合層的歐姆接觸過高會影響垂直結構LED芯片的整體電壓，如何降低鍵合層的歐姆電阻也是鍵合工藝研究的難點之一。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于，提供一種垂直結構LED芯片，翹曲度低，歐姆電阻小，良率高。

為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種垂直結構LED芯片，包括背面金屬層、設于背面金屬層上的第二襯底、鍵合層、刻蝕阻擋層、反射層、電流擴散層、外延層、絕緣層和電極層，所述第二襯底設有凹部和凸部，凸部的表面高于凹部的表面，所述鍵合層包括中心鍵合層和邊緣鍵合層，所述中心鍵合層設置在第二襯底的凹部，所述邊緣鍵合層設置在第二襯底的凸部，刻蝕阻擋層和絕緣層依次設置在邊緣鍵合層上，刻蝕阻擋層、反射層、電流擴散層、外延層、絕緣層和電極層依次設置在中心鍵合層上，所述電極層貫穿所述絕緣層與外延層連接。

作為上述方案的改進，所述中心鍵合層的厚度等于邊緣鍵合層的厚度。

作為上述方案的改進，所述中心鍵合層和邊緣鍵合層的結構為Cr/Ti/Pt/Au、Cr/Ti/Pt/Sn或Au/Sn/Pt/Sn。

作為上述方案的改進，所述中心鍵合層和邊緣鍵合層的厚度為0.4-4μm。

作為上述方案的改進，所述凸部的寬度為5-50μm。

作為上述方案的改進，背面金屬層的結構為Cr/Pt/Au、Au/Pt/Au或Ni/Cr/Ti。

作為上述方案的改進，刻蝕阻擋層的結構為Cr/TiW或Cr/Pt/Au。