[發明專利]一種通孔式垂直結構LED芯片及其制作方法

有效

• 申請號: 202110562795.5
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113328017B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 曲曉東;陳凱軒;楊克偉;林志偉;趙斌
• 申請（專利權）人: 廈門乾照光電股份有限公司
• 主分類號: H01L33/14
• 分類號: H01L33/14;H01L33/36;H01L33/44;H01L33/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種通孔式垂直結構LED芯片及其制作方法，實現了將電流擴展層與PAD金屬層集成到一起的制作方式，即形成集成金屬層，用集成金屬層取代電流擴展層，在制作集成金屬層的過程中采用含Au金屬材料，由于Au金屬材料的電阻率較低，可以實現較好的電流擴展能力；另外，在PAD制作時，通過蝕刻的方式，裸露出集成金屬層中的部分表面，該裸露部分承擔PAD功能，可以實現與外部的電連接。通過該方式，節省了單獨制作PAD金屬層的工序，節約了成本。另外，與傳統制作的PAD金屬層不同，該集成金屬層的側壁包覆在絕緣層內，可以較好地耐受外部水汽、酸堿、鹽霧等的侵蝕，提高了芯片的可靠性。

技術領域

本發明涉及發光二極管領域，尤其涉及一種通孔式垂直結構LED芯片及其制作方法。

背景技術

隨著LED芯片技術的發展，垂直結構芯片和倒裝結構芯片等均取得較大進步，尤其是采用通孔式的設計，可以極大提高垂直芯片和倒裝芯片的發光效率。

所謂通孔式，即是通過在外延表面開孔至N型半導體，通過電連接將N型接觸引至芯片表面，以便于做鍵合或者固晶；其芯片結構可參考說明書附圖的圖1所示，該結構在制作過程中為了導通第二型半導體層33，需要在第二型半導體層33表面制作歐姆反射層4，并通過電流擴展層8將歐姆反射層4與PAD 金屬層9連接。電流擴展層的擴展能力越好，電壓越低，電流分布約均勻，光效越高。為了增加擴展能力，通常電流擴展層采用高導電率金屬或者增加厚度來實現。然而，高導電率金屬的化學性質通常比較活潑(如Ag、Cu、Al、 Ca、Mg等)或者價格比較昂貴(如Au等)；因此，在進行產品設計時，通常需在電流擴展性能和產品成本之間做出平衡和妥協；比如，選擇Ti、W、 Pt、Cr等電阻率相對較高的金屬，同時通過增加厚度來實現電流擴展。

有鑒于此，本發明人專門設計了一種通孔式垂直結構LED芯片及其制作方法，本案由此產生。

發明內容

本發明的目的在于提供通孔式垂直結構LED芯片及其制作方法，以解決現有的垂直結構LED芯片，在進行其產品設計時，通常需在電流擴展性能和產品成本之間做出平衡和妥協的技術問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種通孔式垂直結構LED芯片，包括：

基板，及設置于所述基板上方的第一金屬層、絕緣層、集成金屬層以及外延疊層；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體層、有源區以及第一型半導體層，且所述外延疊層具有裸露所述第一型半導體層部分表面的通孔；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；

其中，所述集成金屬層層疊于所述第二型半導體層背離所述有源區的一側表面，且所述集成金屬層朝向所述第二型半導體層的一側設有用于電連接的裸露面；

所述絕緣層設置所述外延疊層朝向所述基板的一側，且覆蓋所述集成金屬層、外延疊層裸露面并延伸至所述通孔側壁；

所述第一金屬層層疊于所述絕緣層背離所述集成金屬層的一側表面，并嵌入所述通孔與所述第一型半導體層形成接觸；且所述基板層疊于所述第一金屬層背離所述外延疊層的一側表面。

優選地，所述集成金屬層包括Au金屬材料。

優選地，所述集成金屬層的側壁被所述絕緣層包覆。

優選地，在所述集成金屬層朝向所述第二型半導體層的一側表面設有可歐姆接觸并實現光反射的歐姆反射層。

優選地，所述歐姆反射層包括銦、錫、鋁、金、鉑、鋅、銀、鈦、鉛、鎳中的一種或多種。

優選地，所述基板包括導電基板。

本發明提供了一種通孔式垂直結構LED芯片的制作方法，包括如下步驟：

S01、提供一生長襯底；