[发明专利]一种LED芯片及其相应的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及光电芯片制造领域，尤其涉及一种LED芯片结构及其相应的制作方法。

背景技术

20世纪90年代末，在半导体器件照明时代的初期，居室照明主要是钨白炽灯，紧凑型荧光灯由于高效率正被积极推广。多数工作环境使用荧光灯，街道照明则以钠灯为主。然而，高亮度可见光发光二极管（light-emitting diode，LED）已经有很大的应用，以它为基础的固体照明正在迅猛发展，即将引起照明历史的又一次革命。尽管这种发展态势势如破竹，但是发光二极管效率普遍不是很高，其中主要问题是LED芯片光提取效率不高。

采用反射镜和增加电流密度的方式能有效地改善LED芯片提取效率，而银作为自然界反射率最高的金属，一般用来制成反射镜来提高LED的出光效率，但是银作为一种最易发生迁移，且迁移速率最高的金属，在LED工作过程中会沿芯片侧面产生漏电通道，极大的影响LED的稳定性。

目前，为了防止银的扩散和电迁移，一般将银制成的反射镜层刻蚀成小图形，并采用金、铂、镍、铬、钨、钨钛合金中的一种或组合制成阻挡层沉积在其表面上，但阻挡效果依旧不好，在芯片边缘，银仍然很容易扩散或产生电迁移现象，导致芯片失效，且工艺复杂，成本较高。

对于倒装LED芯片，一般都会采用绝缘介质膜二氧化硅制作钝化膜，使刻蚀台阶绝缘，减少芯片的漏电，但是需要额外一次光刻，增加了工艺复杂性和制作成本。

针对以上问题，需要设计一种新的结构和方法，不仅提高LED出光效率，而且能防止银在芯片边缘扩散和降低电迁移现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种LED芯片的制作方法，防止反射镜层中的银扩散和电迁移现象，提高芯片可靠性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种LED芯片的制作方法，包括如下步骤：提供一衬底，在所述衬底的表面上形成外延层，所述外延层由下至上依次沉积包含有N型层、发光层和P型层；刻蚀P型层、发光层，形成由上至下贯穿P型层、发光层、直到N型层的台阶；沉积绝缘材料覆盖所述台阶侧面、所述N型层和所述P型层，通过刻蚀P型层表面的绝缘材料形成银迁移阻挡层和窗口，每个窗口底部暴露出P型层；在所述每个窗口形成金属功能层。

进一步的，形成金属功能层之后，包括如下步骤：在所述台阶上的银迁移阻挡层中刻蚀出N电极凹槽，并在所述N电极凹槽中形成N电极；在所述银迁移阻挡层、金属功能层和N电极的表面形成第一键合层；提供一基板，在所述基板的一面形成第二键合层，并在所述第二键合层中刻蚀出一开口；所述开口对应于银迁移阻挡层与紧邻的N电极之间，将第一键合层与第二键合层进行键合，制成LED芯片。

进一步的，所述金属功能层为包含有依次形成于P型层上的P型接触层、反射镜层或P型接触层、反射镜层和防扩散层。

进一步的，采用化学气相沉积、蒸发或者溅射形成所述银迁移阻挡层。

优选的，所述银迁移阻挡层使用的材料为绝缘材料。

优选的，所述绝缘材料为二氧化硅、氮化硅、氮氧硅、氧化铝、氮化铝、氧化钛中的一种或组合。

优选的，所述银迁移阻挡层的厚度为100nm-10000nm。

优选的，所述反射镜层的厚度为50nm-500nm。

进一步的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸等于LED芯片边框尺寸。

进一步的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸为200μm-20mm。

进一步的，所述银迁移阻挡层的内框尺寸等于反射镜层边框尺寸。

进一步的，所述银迁移阻挡层的内框尺寸为200μm-20mm。

进一步的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸等于LED芯片边框尺寸，其内框尺寸等于反射镜层边框尺寸。

优选的，所述银迁移阻挡层的外框尺寸和内框尺寸差为5μm-200μm。

进一步的，所述银迁移阻挡层外框和内框形状为正方形、长方形、圆形、或多边形中的一种或组合。

根据本发明的另一方面，还提供了一种LED芯片，至少包括：外延层，所述外延层包括N型层、位于所述N型层上的发光层、及位于所述发光层上的P型层；金属功能层，所述金属功能层位于所述P型层上；银迁移阻挡层，所述银迁移阻挡层位于所述P型层上，且位于所述金属功能层外围。

进一步的，所述金属功能层包含有依次形成于P型层表面的P型接触层、反射镜层或P型接触层、反射镜层和防扩散层。