[發(fā)明專利]一種大功率發(fā)光芯片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011184252.6
• 申請(qǐng)日: 2020-10-30
• 公開（公告）號(hào): CN112002789B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐曉麗;劉芳;孫雷蒙;楊丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華引芯（武漢）科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/14
• 分類號(hào): H01L33/14;H01L33/00
• 代理公司: 杭州宇信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

本發(fā)明公開了一種大功率發(fā)光芯片及其制作方法，屬于半導(dǎo)體光電子技術(shù)領(lǐng)域。所述大功率發(fā)光芯片依次包括外延片、第一電流擴(kuò)展層、反射層、第二電流擴(kuò)展層、阻擋層、鈍化層、金屬層以及電極；所述電極包括P電極和N電極，電流從高濃度向低濃度方向進(jìn)行第一次擴(kuò)展，所述第二電流擴(kuò)展層經(jīng)過(guò)圖形化處理，結(jié)合第一電流擴(kuò)展層的第二次電流擴(kuò)展，能使電流從P電極（電流高濃度）完全擴(kuò)展至離P電極較遠(yuǎn)的邊緣發(fā)光區(qū)（電流低濃度），從而電流能在發(fā)光區(qū)均勻分布，提高大功率芯片可靠性，電流擴(kuò)展就能更加均勻，同時(shí)還可以減薄第一電流擴(kuò)展層的厚度，以提高光效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于半導(dǎo)體光電子領(lǐng)域，更具體地，涉及一種大功率發(fā)光芯片及其制作方法。

背景技術(shù)

LED行業(yè)主流的芯片結(jié)構(gòu)常見(jiàn)的有正裝、倒裝、垂直三類，其中倒裝、垂直因相較于正裝產(chǎn)品的高性能而受到更多的關(guān)注。

垂直結(jié)構(gòu)的LED芯片剝離襯底，進(jìn)一步提高散熱及發(fā)光效率，倒裝結(jié)構(gòu)可以將PN結(jié)的熱量直接通過(guò)金導(dǎo)電層或金屬凸點(diǎn)導(dǎo)給熱導(dǎo)系數(shù)比藍(lán)寶石高3～5倍的硅襯底，散熱效果優(yōu)；兩種結(jié)構(gòu)均可以應(yīng)用在大電流使用。

而電流在傳導(dǎo)注入過(guò)程中會(huì)遵循最小距離原則，優(yōu)先注入到靠近P電極位置及N孔附近，傳統(tǒng)芯片表面會(huì)使用在外延片的P-GaN層上沉積電流擴(kuò)展層的方法達(dá)到電流的橫向擴(kuò)展，但是在大功率發(fā)光芯片中，芯片面積更大導(dǎo)致電流無(wú)法擴(kuò)展至遠(yuǎn)離P電極的邊緣發(fā)光區(qū)，從而導(dǎo)致芯片的光提取效率降低，在大電流下使用產(chǎn)生電流擁擠效應(yīng)降低芯片可靠性，通常的改善方法是加厚電流擴(kuò)展層的厚度，來(lái)提高電流擴(kuò)展，但是，由于厚度增加會(huì)降低電流擴(kuò)展層的光透過(guò)率，因此會(huì)導(dǎo)致部分亮度損失。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種大功率發(fā)光芯片及其制作方法，其目的在于優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)中大功率發(fā)光芯片內(nèi)部電流的擴(kuò)散傳導(dǎo)同時(shí)提高芯片的光提取效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種大功率發(fā)光芯片，依次包括外延片、第一電流擴(kuò)展層、反射層、第二電流擴(kuò)展層、阻擋層、鈍化層、金屬層以及電極；所述電極包括P電極和N電極，所述第二電流擴(kuò)展層經(jīng)過(guò)圖形化處理，以將位于所述P電極周圍r₁范圍內(nèi)的區(qū)域和位于所述P電極r₂范圍外的區(qū)域連續(xù)覆蓋，其中，R表示P電極與芯片邊緣的最遠(yuǎn)距離；

所述外延片內(nèi)在對(duì)應(yīng)于所述N電極處開設(shè)有N孔，以與所述N電極導(dǎo)通，所述第一電流擴(kuò)展層內(nèi)于所述N孔周側(cè)開設(shè)有一圈或多圈小孔。

現(xiàn)有技術(shù)中，為增加電流擴(kuò)展通常會(huì)增加第一電流擴(kuò)展層的厚度，但是，由于第一電流擴(kuò)展層位于外延片與反射層之間，過(guò)厚會(huì)吸光，導(dǎo)致光提取效率降低。本發(fā)明在反射層遠(yuǎn)離外延片的一側(cè)設(shè)置圖形化的第二電流擴(kuò)展層，與現(xiàn)有技術(shù)相比，無(wú)需增大第一電流擴(kuò)展層的厚度，電流擴(kuò)展就能更加均勻，同時(shí)還可以減薄第一電流擴(kuò)展層的厚度，以提高光效。

本發(fā)明還提供了一種大功率發(fā)光芯片的制作方法，包括以下步驟：

S1，制作外延片；

S2，在所述外延片表面利用磁控濺射或反應(yīng)等離子沉積工藝形成第一電流擴(kuò)展層；

S3，在所述第一電流擴(kuò)展層上方沉積反射層；

S4，在所述反射層上方沉積第二電流擴(kuò)展層，在所述第二電流擴(kuò)展層內(nèi)通過(guò)干法刻蝕進(jìn)行圖形化處理；

S5，在所述第二電流擴(kuò)展層上沉積阻擋層；

S6，在所述阻擋層上沉積鈍化層；

S7，在所述鈍化層上蒸鍍金屬層，然后分別制作N電極與P電極；

S1中還包括在所述外延片內(nèi)對(duì)應(yīng)于所述N電極的地方開設(shè)N孔，以暴露出外延片內(nèi)的N-GaN層、與所述N電極導(dǎo)通；