[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于透明襯底的LED芯片及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010881721.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111969087A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙斌;曲曉東;楊克偉;林志偉;陳凱軒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廈門(mén)乾照光電股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01L33/38
• 分類(lèi)號(hào): H01L33/38;H01L33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種基于透明襯底的LED芯片及其制備方法，將所述外延疊層通過(guò)鍵合層鍵合形成于所述透明襯底的表面，且在所述外延疊層朝向所述鍵合層的一側(cè)表面設(shè)有第一擴(kuò)展電極層；所述第一電極沉積于貫穿所述外延疊層的電極貫穿孔，并與所述第一擴(kuò)展電極層形成電接觸；所述第二電極與所述金屬電極層形成電接觸。即，本申請(qǐng)?jiān)谒鐾庋盈B層的兩個(gè)對(duì)立表面均可以較好地實(shí)現(xiàn)電流的均勻擴(kuò)展，且使通過(guò)第一型半導(dǎo)體層和第二型半導(dǎo)體層注入到有源區(qū)的電流為垂直注入，類(lèi)似垂直結(jié)構(gòu)LED芯片，可以有效改善LED芯片的電流阻塞效應(yīng)；此外，本申請(qǐng)所提供的LED芯片的結(jié)構(gòu)具備很好的兼容性，可實(shí)現(xiàn)透明襯底在不同色系LED芯片的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種基于透明襯底的LED芯片及 其制備方法。

背景技術(shù)

由于LED外延片結(jié)構(gòu)中生長(zhǎng)襯底對(duì)發(fā)射光具有較強(qiáng)的吸收特性，且外延 層頂層半導(dǎo)體層厚度較薄電流擴(kuò)展能力較差這一問(wèn)題，因此，具有透明襯底 的LED芯片的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛；諸如，具有藍(lán)寶石生長(zhǎng)襯底的GaN基藍(lán) 光(B)、綠光(G)和紫外(UV)LED芯片，以及具有磷化鎵(GaP)或藍(lán)寶石等襯底 的GaAs基紅光(R)、黃光(Y)或紅外(IR)LED芯片，由于透明襯底作為L(zhǎng)ED 芯片的窗口層，透明襯底相對(duì)于LED發(fā)光層而言具有較厚的尺寸，會(huì)有一定比例的光從倒裝芯片透明襯底的側(cè)面出射，實(shí)現(xiàn)多面出光，同時(shí)由于透明襯 底材料的折射率一般介于LED發(fā)光材料和空氣折射率之間，透明襯底與空氣 較小的折射率差允許光線具有更大出射角度的逃逸錐，而且透明襯底LED芯 片屬于一種倒裝芯片或類(lèi)似倒裝結(jié)構(gòu)，底部具有反射鏡結(jié)構(gòu)，可以將發(fā)光層 向底部發(fā)射光反射會(huì)LED表面，所以具有透明襯底的LED芯片相對(duì)于正裝 LED芯片而言具有更大的發(fā)光效率。

專(zhuān)利(申請(qǐng)?zhí)枺篊N201710743511.6)公開(kāi)了一種AlGaInP基發(fā)光二極管及 其制造方法，如其申請(qǐng)文件所示：采用透明襯底，并將P電極采用貫穿孔技術(shù)， 即沿垂直于所述外延層所在平面的方向上，在所述外延層中打貫穿所述外延 片的P電極貫穿孔，使得P電極主體部分位于所述n型外延層的表面，并在該外 延層的表面制作出P電極以及N電極，進(jìn)而使得P電極和N電極等高；解決了現(xiàn) 有LED中由于P電極和N電極之間存在較大的高度差，導(dǎo)致的在進(jìn)行芯片封裝 鍵合時(shí)，LED芯片容易發(fā)生側(cè)傾，增加了封裝難度的問(wèn)題。但，由于該專(zhuān)利 中的電流注入是通過(guò)反向開(kāi)孔后形成的金屬實(shí)現(xiàn)，其電流通過(guò)開(kāi)孔處的點(diǎn)狀 電極注入，然后經(jīng)過(guò)相應(yīng)的半導(dǎo)體窗口層或者透明導(dǎo)電層實(shí)現(xiàn)電流擴(kuò)展；基 于該設(shè)計(jì)的電流擴(kuò)展效果較差，為了進(jìn)一步保證P型層的電流注入和擴(kuò)展，該 技術(shù)方案需要打盡可能多的孔洞或者溝槽，詳見(jiàn)其實(shí)施例的俯視圖。然而， 在LED芯片微粒表面上需制作較多孔洞會(huì)占據(jù)較多的發(fā)光面積，而且需保證 每個(gè)孔洞與貫穿孔的絕緣，如此勢(shì)必會(huì)帶來(lái)制作工藝上的復(fù)雜與挑戰(zhàn)，且會(huì) 直接影響芯片的可靠性。

同時(shí)，對(duì)于GaN基LED芯片，其外延結(jié)構(gòu)最上層的P型(Al)GaN層厚度很 薄，通常只有幾十nm至200nm之間，很難通過(guò)從底層刻蝕臺(tái)面至P型(Al)GaN 深度，即便是可以精確控制刻蝕深度，極薄的P型(Al)GaN層也不能實(shí)現(xiàn)良好 的電流擴(kuò)展，即便是表面制備透明導(dǎo)電層，一般是ITO材料，為保障出光率ITO 的厚度也要控制，電流擴(kuò)展能里依然有限。所以，GaN基LED芯片的外延片 結(jié)構(gòu)無(wú)法根據(jù)上述專(zhuān)利所述的AlGaInP基紅光(R)、黃光(Y)或紅外(IR)LED結(jié) 構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)其透明襯底的應(yīng)用。

本發(fā)明人專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)了一種基于透明襯底的LED芯片及其制備方法，本案 由此產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于透明襯底的LED芯片及其制備方法，以 解決其電流擴(kuò)展效果差、工藝復(fù)雜及可靠性低的技術(shù)問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種基于透明襯底的LED芯片，包括：

透明襯底；