[发明专利]一种发光二极管芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种发光二极管芯片及其制备方法，属于半导体技术领域。制备方法包括：提供一发光二极管芯粒，发光二极管芯粒包括衬底、缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、P型电极、N型电极和反射层，缓冲层、N型半导体层、多量子阱层和P型半导体层依次层叠在衬底的第一表面上，P型半导体层上设有延伸至N型半导体层的凹槽，N型电极设置在凹槽内的N型半导体层上，P型电极设置在P型半导体层上，反射层设置在衬底的第二表面上；在反射层上形成金属薄膜；将单晶金刚石薄膜与金属薄膜键合；通过胶体将单晶金刚石薄膜固定在散热基座上。本发明可避免在键合过程中造成处理表面损伤，提高了整体的热传导能力。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种发光二极管芯片及其制备方法。

背景技术

发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是利用半导体的PN结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。外延片是发光二极管制备过程中的初级成品，发光二极管芯粒包括外延片以及在外延片上制作的电极，发光二极管芯片包括发光二极管芯粒和散热基座。

目前氮化镓基发光二极管芯片受到越来越多的关注和研究，其制备工艺包括：在衬底上依次层叠缓冲层、N型层、多量子阱层和P型层，形成外延片，其中多量子阱层为由量子垒层和量子阱层交替生长形成的多层结构；分别在P型层和N型层上制作电极，获得发光二极管芯粒；将发光二极管芯粒和散热基座组合起来，构成发光二极管芯片。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

如果直接通过胶体等连接材料将发光二极管芯粒与散热基座组合起来构成发光二极管芯片，由于连接材料的散热性能有限，因此会对热量的传导造成一定的拥堵。

如果先将发光二极管芯粒与单晶金刚石薄膜键合，再通过胶体等连接材料将单晶金刚石薄膜与散热基座组合起来构成发光二极管芯片，由于单晶金刚石的散热性能远远优于胶体等连接材料，因此单晶金刚石薄膜不会对热量的传导造成拥堵。但是将发光二极管芯粒与单晶金刚石薄膜的键合过程中，需要使用氩(Ar)离子束对发光二极管芯粒的表面进行处理，这个处理会损伤发光二极管芯粒的表面，影响键合情况，引入高热阻，最终还是对热量的传导造成一定的拥堵。

而发光二极管芯片在一定工作电流下会产生热，随着发光二极管芯片应用的电流越来越大，发光二极管芯粒产生的热量越来越多，大量的热量无法通过散热基座传导出去，积累在发光二极管芯粒内部，会降低发光二极管芯片的能效、亮度和发光效率。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种发光二极管芯片及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供了一种发光二极管芯片的制备方法，所述制备方法包括：

提供一发光二极管芯粒，所述发光二极管芯粒包括衬底、缓冲层、N型半导体层、多量子阱层、P型半导体层、P型电极、N型电极和反射层，所述缓冲层、所述N型半导体层、所述多量子阱层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底的第一表面上，所述P型半导体层上设有延伸至所述N型半导体层的凹槽，所述N型电极设置在所述凹槽内的N型半导体层上，所述P型电极设置在所述P型半导体层上，所述反射层设置在所述衬底的第二表面上，所述第二表面为与所述第一表面相反的表面；

在所述反射层上形成金属薄膜；

将单晶金刚石薄膜与所述金属薄膜键合；

通过胶体将所述单晶金刚石薄膜固定在散热基座上。

可选地，所述在所述反射层上形成金属薄膜，包括：

在磁控溅射腔内设置金属靶；

将所述发光二极管芯粒放入所述磁控溅射腔内，对所述磁控溅射腔内进行抽真空；