[發明專利]一種高光效結構的LED芯片及其制備方法

在審

• 申請號: 202210210774.1
• 申請日: 2022-03-03
• 公開（公告）號: CN114709298A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 張星星;張亞;羅鋼鐵;簡弘安;胡加輝;金從龍
• 申請（專利權）人: 江西兆馳半導體有限公司
• 主分類號: H01L33/00
• 分類號: H01L33/00;H01L33/06;H01L33/14;H01L33/38;H01L33/40;H01L33/42
• 代理公司: 南昌旭瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 36150
• 代理人: 劉紅偉

本發明提供一種高光效結構的LED芯片及其制備方法，包括提供一外延層，在外延層上沉積絕緣層并制作電子阻擋層圖形；在外延層及電子阻擋層上沉積透明導電層；在透明導電層上制作MESA掩膜圖形，以MESA掩膜圖形對透明導電層進行濕法刻蝕，得到透明導電層圖形，再以MESA掩膜圖形對外延層進行干法刻蝕，直至刻蝕露出N型半導體，得到第二通孔；依次在透明導電層及第二通孔上制作第一絕緣層、高反射電極層、第二絕緣層和P/N電極。本發明中的高光效結構的LED芯片及其制備方法，通過在外延層上開孔式制作第二通孔，避免了在N焊盤底下制作MESA區域，減少了外延層的犧牲，并由N電極與N型半導體區域進行電性連接，提升了芯片光效。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種高光效結構的LED芯片及其制備方法。

背景技術

LED的工作原理是在正向導通的情況下，注入二極管P/N節區的電子和空穴相遇復合，將電勢能轉換為光能。所發出光子的波長(也就是光的顏色)是由半導體的能帶寬度決定的，因此，半導體能帶寬度越寬，發出的光子能量越大，對應的波長越短。

藍綠芯片成為現在的主流芯片之一，常規的的藍綠LED芯片結構一般包括襯底、外延結構、電流阻擋層、透明導電層、P型和N型電極、絕緣保護層，外延結構一般包括N型半導體、多量子阱發光區、P型半導體，P型和N型電極分別與P型半導體和N型半導體上進行電性連接。

現有技術中，如圖3所示，N型電極與N型半導體電性連接需要制作MESA(臺面)區域，即將需要制作MESA區域的P型半導體和多量子阱發光區去除，此工序不可避免地犧牲大量的量子阱發光區，降低了LED的發光效率，尤其是在大電流應用產品中，電流密度droop顯著。LED芯片結構發光區犧牲過多，導致電流密度droop，droop效應是指向芯片輸入較大電力時LED的光效反而會降低的現象，因此發光區的減少將導致芯片出光效率差。

發明內容

基于此，本發明的目的是提供一種高光效結構的LED芯片及其制備方法，解決背景技術中發光區的減少導致芯片出光效率差的問題。

本發明提供一種高光效結構的LED芯片的之制備方法，包括：

提供一外延層，外延層由下至上依次包括N型半導體、多量子阱發光區和P型半導體，在外延層上沉積絕緣層并制作電子阻擋層圖形；

在外延層及電子阻擋層上沉積透明導電層；

在透明導電層上制作MESA掩膜圖形，以MESA掩膜圖形對透明導電層進行濕法刻蝕，得到透明導電層圖形，再以MESA掩膜圖形對外延層進行干法刻蝕，直至刻蝕露出N型半導體，得到第二通孔；

依次在透明導電層及第二通孔上制作第一絕緣層、高反射電極層、第二絕緣層和P/N電極，P/N電極包括P電極和N電極，得到高光效結構LED芯片。

進一步的，其特征在于，依次在透明導電層及第二通孔上制作第一絕緣層、高反射電極層、第二絕緣層和P/N電極的步驟包括：

在透明導電層上沉積絕緣層并制作第一絕緣層；

在第一絕緣層上沉積高反射金屬層得到高反射電極層；

在高反射電極層上沉積絕緣層并制作第二絕緣層圖形；

在第二絕緣層上制作P電極和N電極。

進一步的，第一絕緣層及第二絕緣層包括至少一種絕緣材料，絕緣材料包括SiO₂、Al₂O₃、TiO₂。

進一步的，P/N電極為疊層材料或單層材料，疊層材料以及單層材料均包括Cr、Au、Pt、Ni、Ti或Cr、Au、Pt、Ni、Ti的合金。

進一步的，高反射電極層包括高反射金屬材料，高反射金屬材料包括Al、Ag、Mg。