[发明专利]一种嵌入式LED芯片及其制备方法

说明书

本发明提供一种嵌入式LED芯片及其制备方法，该LED芯片包括：导电衬底、第一键合金属层、第二键合金属层、功能层、柱状P电极和柱状N电极；所述导电衬底、所述第一键合金属层、所述第二键合金属层和所述功能层按照从下向上的顺序依次排布；所述柱状P电极依次穿透所述导电衬底、所述第一键合金属层、所述第二键合金属层与所述功能层底部接触形成电导通，并且所述柱状P电极与所述导电衬底底部齐平；所述柱状N电极位于所述功能层内部，并且所述柱状N电极底部与所述第二键合金属层接触形成电导通。本发明的LED芯片除了具有嵌入式电极结构的优势外，P电极的特殊嵌入方式有效避免了以往制作电极而损失的一部分发光面积，提升了芯片的光输出功率。

技术领域

本发明涉及LED芯片制造技术领域，具体涉及一种嵌入式LED芯片及其制备方法。

背景技术

随着LED照明市场份额的不断扩大，对于LED的光效等照明性能的要求也越来越高，从普通家庭照明灯具逐步发展到需要更高功率的路灯、车前灯系统，市场对于大功率大尺寸甚至超大尺寸的LED芯片的需求越来越成为主流。超大功率，超大尺寸LED首先面对的第一个问题就是电流拥挤。嵌入式电极结构LED芯片相较于传统结构的芯片有许多优点：电流扩展性更好、导电性能更优、散热性能更佳以及光提取率更高。

嵌入式电极结构LED芯片弥补了传统垂直结构芯片的不足，使得LED的照明性能更上一层楼。然而嵌入式电极结构芯片仍然存在一些问题，如：现有P电极的制作使得芯片要牺牲一定面积的发光区域，发光面积的减小会降低LED的光输出功率。因此，在不损失有源区发光区域的前提下如何在嵌入式电极结构中制作P电极一直是一个技术难点。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种嵌入式LED芯片及其制备方法。该LED芯片的设计思路是通过将柱状P电极制作于LED芯片底部，避免了传统结构电极制作损失的一部分芯片发光面积，有效提升了芯片的光输出功率。本发明的技术方案为：

第一个方面，本发明提供一种嵌入式LED芯片，包括：导电衬底、第一键合金属层、第二键合金属层、功能层、柱状P电极和柱状N电极；所述导电衬底、所述第一键合金属层、所述第二键合金属层和所述功能层按照从下向上的顺序依次排布；所述柱状P电极依次穿透所述导电衬底、所述第一键合金属层、所述第二键合金属层与所述功能层底部接触形成电导通，并且所述柱状P电极与所述导电衬底底部齐平；所述柱状N电极位于所述功能层内部，并且所述柱状N电极底部与所述第二键合金属层接触形成电导通。

优选地，所述导电衬底为Si衬底，厚度为100-500μm。

进一步地，所述导电衬底与所述柱状P电极之间还设有第一绝缘层。

进一步地，所述功能层与所述柱状N电极之间、所述功能层与所述第二键合金属层之间还设有第二绝缘层。

优选地，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层为SiO₂绝缘层，厚度为100nm-5μm。此外，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层还可以采用空气或其他绝缘材料作为绝缘层。

进一步地，所述第一键合层和所述第二键合层为Ni、Au、Sn、Ti中的一种，厚度为200nm-5μm。

进一步地，所述功能层按照从下向上的顺序依次包括：p接触反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n型GaN层，所述p接触反射镜金属层与所述柱状P电极形成欧姆接触，所述n型GaN层与所述柱状N电极形成欧姆接触。

进一步地，所述p接触反射镜金属层包括金属层，所述p接触反射镜金属层厚度为50-5000nm。

优选地，所述金属层的金属为Ag和Ni中的一种或两种。

可选地，所述p接触反射镜金属层还包括设置在所述金属层底部的保护层，所述保护层厚度为50-300nm。

优选地，所述保护层为TiW层。