[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。所述发光二极管芯片包括发光二极管芯粒和散热基座，所述发光二极管芯粒包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、P型电极和N型电极；所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，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；所述发光二极管还包括砷化硼薄膜，所述砷化硼薄膜铺设在所述散热基座上，并与所述发光二极管芯粒键合。本发明可以有效降低高电流下由于热效应引入的能效损失。

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。发光二极管制备过程中的初级成品是外延片，外延片以及在外延片上制作的电极形成发光二极管芯粒，发光二极管芯粒设置在散热基座上形成发光二极管芯片。

氮化镓(GaN)具有良好的热导性能，同时具有耐高温、耐酸碱、高硬度等优良特性，使氮化镓(GaN)基LED受到越来越多的关注和研究。目前氮化镓基LED的制备工艺包括：在衬底上依次生长缓冲层、N型半导体层、有源层和P型半导体层，形成外延片；分别在P型半导体层和N型半导体层上制作电极，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：

发光二极管芯粒无法直接固定在散热基座上。如果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，存在较大的热阻，热量在传导的前段就存在严重的拥堵，影响散热基座将芯片工作过程中产生的热量传导出去，无法有效降低高电流下由于热效应引入的能效损失。

而如果通过金刚石等散热性能良好的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，由于单晶金刚石的热导率可以达到2000W/m·K，是最好的热传导物质，因此不会对热量的传导造成拥堵。但是单晶金刚石的制备工艺复杂、制作成本高，而且与半导体材料键合困难，无法应用于发光二极管芯粒和散热基座之间的固定连接。

发明内容

本发明实施例提供了一种发光二极管芯片及其制备方法，能够解决现有技术将发光二极管芯粒固定在散热基座上，有效降低高电流下由于热效应引入的能效损失的问题。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，所述发光二极管芯片包括发光二极管芯粒和散热基座，所述发光二极管芯粒包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、P型电极和N型电极；所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，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；

所述发光二极管还包括砷化硼薄膜，所述砷化硼薄膜铺设在所述散热基座上，并与所述发光二极管芯粒键合。

可选地，所述砷化硼薄膜的厚度为20nm～500nm。

可选地，所述发光二极管芯片还包括反射层，所述反射层设置在所述发光二极管芯粒和所述砷化硼薄膜之间，或者，所述反射层设置在所述砷化硼薄膜和所述散热基座之间。

优选地，所述反射层包括分布式布拉格反射镜和金属反射层中的至少一个。

另一方面，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：

提供一散热基座；

在所述散热基座上形成砷化硼薄膜；