[發明專利]一種嵌入式LED芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110041396.4
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112864291A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 李國強
• 申請（專利權）人: 廣州市艾佛光通科技有限公司
• 主分類號: H01L33/38
• 分類號: H01L33/38;H01L33/06;H01L33/32;H01L33/40;H01L33/10;H01L33/00
• 代理公司: 廣州容大知識產權代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明提供一種嵌入式LED芯片及其制備方法，該LED芯片包括：導電襯底、第一鍵合金屬層、第二鍵合金屬層、功能層、柱狀P電極和柱狀N電極；所述導電襯底、所述第一鍵合金屬層、所述第二鍵合金屬層和所述功能層按照從下向上的順序依次排布；所述柱狀P電極依次穿透所述導電襯底、所述第一鍵合金屬層、所述第二鍵合金屬層與所述功能層底部接觸形成電導通，并且所述柱狀P電極與所述導電襯底底部齊平；所述柱狀N電極位于所述功能層內部，并且所述柱狀N電極底部與所述第二鍵合金屬層接觸形成電導通。本發明的LED芯片除了具有嵌入式電極結構的優勢外，P電極的特殊嵌入方式有效避免了以往制作電極而損失的一部分發光面積，提升了芯片的光輸出功率。

技術領域

本發明涉及LED芯片制造技術領域，具體涉及一種嵌入式LED芯片及其制備方法。

背景技術

隨著LED照明市場份額的不斷擴大，對于LED的光效等照明性能的要求也越來越高，從普通家庭照明燈具逐步發展到需要更高功率的路燈、車前燈系統，市場對于大功率大尺寸甚至超大尺寸的LED芯片的需求越來越成為主流。超大功率，超大尺寸LED首先面對的第一個問題就是電流擁擠。嵌入式電極結構LED芯片相較于傳統結構的芯片有許多優點：電流擴展性更好、導電性能更優、散熱性能更佳以及光提取率更高。

嵌入式電極結構LED芯片彌補了傳統垂直結構芯片的不足，使得LED的照明性能更上一層樓。然而嵌入式電極結構芯片仍然存在一些問題，如：現有P電極的制作使得芯片要犧牲一定面積的發光區域，發光面積的減小會降低LED的光輸出功率。因此，在不損失有源區發光區域的前提下如何在嵌入式電極結構中制作P電極一直是一個技術難點。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種嵌入式LED芯片及其制備方法。該LED芯片的設計思路是通過將柱狀P電極制作于LED芯片底部，避免了傳統結構電極制作損失的一部分芯片發光面積，有效提升了芯片的光輸出功率。本發明的技術方案為：

第一個方面，本發明提供一種嵌入式LED芯片，包括：導電襯底、第一鍵合金屬層、第二鍵合金屬層、功能層、柱狀P電極和柱狀N電極；所述導電襯底、所述第一鍵合金屬層、所述第二鍵合金屬層和所述功能層按照從下向上的順序依次排布；所述柱狀P電極依次穿透所述導電襯底、所述第一鍵合金屬層、所述第二鍵合金屬層與所述功能層底部接觸形成電導通，并且所述柱狀P電極與所述導電襯底底部齊平；所述柱狀N電極位于所述功能層內部，并且所述柱狀N電極底部與所述第二鍵合金屬層接觸形成電導通。

優選地，所述導電襯底為Si襯底，厚度為100-500μm。

進一步地，所述導電襯底與所述柱狀P電極之間還設有第一絕緣層。

進一步地，所述功能層與所述柱狀N電極之間、所述功能層與所述第二鍵合金屬層之間還設有第二絕緣層。

優選地，所述第一絕緣層和所述第二絕緣層為SiO₂絕緣層，厚度為100nm-5μm。此外，所述第一絕緣層和所述第二絕緣層還可以采用空氣或其他絕緣材料作為絕緣層。

進一步地，所述第一鍵合層和所述第二鍵合層為Ni、Au、Sn、Ti中的一種，厚度為200nm-5μm。

進一步地，所述功能層按照從下向上的順序依次包括：p接觸反射鏡金屬層、p型GaN層、InGaN/GaN多量子阱層、n型GaN層，所述p接觸反射鏡金屬層與所述柱狀P電極形成歐姆接觸，所述n型GaN層與所述柱狀N電極形成歐姆接觸。

進一步地，所述p接觸反射鏡金屬層包括金屬層，所述p接觸反射鏡金屬層厚度為50-5000nm。

優選地，所述金屬層的金屬為Ag和Ni中的一種或兩種。

可選地，所述p接觸反射鏡金屬層還包括設置在所述金屬層底部的保護層，所述保護層厚度為50-300nm。

優選地，所述保護層為TiW層。