[發(fā)明專利]一種通孔填充式LED芯片及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011214208.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-04
• 公開（公告）號(hào): CN112349819B
• 公開（公告）日: 2022-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曲曉東;陳凱軒;林志偉;羅桂蘭;楊克偉;趙斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L33/20
• 分類號(hào): H01L33/20;H01L33/12;H01L33/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種通孔填充式LED芯片及其制作方法，其所述外延疊層具有裸露所述第一型半導(dǎo)體層部分表面的通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有填充結(jié)構(gòu)；所述填充結(jié)構(gòu)通過(guò)不同實(shí)施方式呈現(xiàn)。在保證接觸的前提下，減少了由于開孔導(dǎo)致的表面高度差以及由此產(chǎn)生的空洞，進(jìn)而解決因其導(dǎo)致的應(yīng)力失配、熱量聚集及電流分布不均勻的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)光二極管領(lǐng)域，尤其涉及一種通孔填充式LED芯片及其制作方法。

背景技術(shù)

隨著LED芯片技術(shù)的發(fā)展，垂直結(jié)構(gòu)芯片和倒裝結(jié)構(gòu)芯片等均取得較大進(jìn)步，尤其是采用通孔式的設(shè)計(jì)，可以極大提高垂直芯片和倒裝芯片的發(fā)光效率。所謂通孔式，即是通過(guò)在外延表面開孔至N型半導(dǎo)體，通過(guò)電連接將N型接觸引至芯片表面，以便于做鍵合或者固晶。

如專利公開號(hào)為CN102479912A，專利名稱為：一種通孔式高散熱LED芯片及其制作方法，其主要將LED芯片以晶圓鍵合方式形成一高散熱底板，從而在芯片端改善熱傳和散熱問(wèn)題，并將部份N型電極透過(guò)通孔和底板相連接，部份N型電極透過(guò)側(cè)壁化和底板相連接。使芯片垂直上下各成正負(fù)極，減少封裝打線數(shù)量，增加出光面積和效率。

然而，本發(fā)明人在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：由于開孔過(guò)程造成LED芯片表面存在高度差別，使得在固晶和鍵合的界面容易產(chǎn)生空洞(其中，空洞的示意圖如說(shuō)明書附圖的圖1所示)。這些空洞容易導(dǎo)致應(yīng)力失配、熱量聚集及電流分布不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致功能層和整顆芯片的失效。盡管可以通過(guò)優(yōu)化鍵合或者固晶的工藝來(lái)減少空洞的產(chǎn)生，但由于高度差的存在，空洞依然無(wú)法避免。

有鑒于此，本發(fā)明人專門設(shè)計(jì)了一種通孔填充式LED芯片及其制作方法，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通孔填充式LED芯片及其制作方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因開孔過(guò)程造成LED芯片表面存在高度差別，使得在固晶和鍵合的界面容易產(chǎn)生空洞，進(jìn)而導(dǎo)致應(yīng)力失配、熱量聚集及電流分布不均勻的技術(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：

一種通孔填充式LED芯片，包括：

基板；

外延疊層，設(shè)置于所述基板上，所述外延疊層至少包括沿第一方向依次堆疊的第二型半導(dǎo)體層、有源區(qū)以及第一型半導(dǎo)體層，且所述外延疊層具有裸露所述第一型半導(dǎo)體層部分表面的通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)有填充結(jié)構(gòu)；第一方向垂直于所述基板，并由所述基板指向所述外延疊層；

第二金屬層，其層疊于所述第二型半導(dǎo)體層背離所述有源區(qū)的一側(cè)表面，且所述第二金屬層具有用于電連接的裸露面；

絕緣層，其設(shè)置所述外延疊層朝向所述基板的一側(cè)，且覆蓋所述第二金屬層及外延結(jié)構(gòu)并延伸至所述通孔側(cè)壁；

第一金屬層，其層疊于所述基板朝向所述外延疊層的一側(cè)表面；并與所述第一型半導(dǎo)體層形成電接觸。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述填充結(jié)構(gòu)包括在外延疊層中通過(guò)蝕刻形成獨(dú)立的外延臺(tái)柱。

優(yōu)選地，在所述外延臺(tái)柱表面設(shè)有填充層。

優(yōu)選地，所述填充層包括一種或多種絕緣材料疊層，或所述填充層包括一種或多種金屬疊層，或所述填充層包括絕緣材料與所述金屬的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

針對(duì)上述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了該通孔填充式LED芯片的制作方法，其包括如下步驟：

B01、提供一生長(zhǎng)襯底；

B02、層疊一外延疊層于所述生長(zhǎng)襯底表面，所述外延疊層包括沿第一方向依次堆疊第一型半導(dǎo)體層、有源區(qū)以及第二型半導(dǎo)體層，所述第一方向垂直于所述生長(zhǎng)襯底，并由所述生長(zhǎng)襯底指向所述外延疊層；

B03、通過(guò)蝕刻工藝，在所述外延疊層上形成一凹槽及對(duì)應(yīng)的獨(dú)立外延臺(tái)柱，所述凹槽裸露所述第一型半導(dǎo)體層；