[发明专利]一种垂直结构LED芯片及其制备方法

说明书

本发明涉及LED芯片制造技术领域，具体涉及一种垂直结构LED芯片及其制备方法。垂直结构LED芯片从下向上依次包括导电衬底、第二金属键合层、第一金属键合层、第二金属反射层、电流阻挡层、第一金属反射层、p‑GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n‑GaN层、钝化层和N电极；电流阻挡层与p‑GaN层接触；第一金属反射层位于电流阻挡层内部与p‑GaN层接触形成欧姆接触，与电流阻挡层底部平齐；第二金属反射层覆盖在电流阻挡层和第一金属反射层的表面，并与第一金属键合层连接形成电导通。通过引入第二金属反射层，增加芯粒边缘反射出光，提升芯粒出光效率。本发明只作业三道光刻，将垂直结构LED芯片的对位标记点、电流阻挡层、金属反射层在一道光刻制备，有效降低产品的制备成本和周期。

技术领域

本发明涉及LED芯片制造技术领域，具体涉及一种垂直结构LED芯片及其制备方法。

背景技术

随着LED行业的不断发展，LED的应用场景从低光通量室内照明逐步拓展，目前已经广泛应用于户外显示屏、交通信号灯、车灯、液晶屏背光源等领域。随着LED应用领域的拓展和技术的发展，市场对于LED性价比的期待也逐步提高，降低生产成本是提升LED性价比的有效途径。LED芯片一般包括正装结构、倒装结构和垂直结构。垂直结构LED芯片相较于正装结构和倒装结构的芯片有如下的优点：芯片的电极位于外延层两端，使得电流几乎垂直穿过外延层，避免了正装结构电流拥挤的问题，提高了出光效率；采用硅衬底金属键合工艺，充分提高了芯片的散热性能；原衬底去除工艺，解决了倒装结构蓝宝石衬底吸光的问题，提升了芯片的出光效率。

由于垂直结构LED芯片的诸多优点，LED照明在高光效及大功率应用方面取得了更进一步的发展。但是当前垂直结构LED的制备过程中，为了确保生产过程自动化作业、提升P面出光反射率、优化电流拓展、保证产品良率及老化等特性，需作业5道及以上光刻，工艺操作极其麻烦且成本很高。另外，垂直结构金属反射层为金属Ag，为了避免Ag迁移导致产品失效等问题，通常需设置Ag反射镜，但Ag反射镜的存在使芯粒边缘反射率偏低，导致产品边缘出光较弱。

因此，提供一种可降低垂直结构LED成本、改善垂直结构LED边缘反射出光的芯片及其制备方法具有重要的意义。

发明内容

有鉴于此，有必要针对上述的问题，提供一种垂直结构LED芯片及其制备方法。通过对芯片结构设计及制备工艺的调整，有效降低产品的制备成本、缩短产品周期、提升产品出光效率、避免产品良率下降等问题。

为实现上述目的，本发明采取以下的技术方案：

第一方面，本发明提供一种垂直结构LED芯片，从下向上依次包括导电衬底、第二金属键合层、第一金属键合层、第二金属反射层、电流阻挡层、第一金属反射层、p-GaN层、InGaN/GaN多量子阱层、n-GaN层、钝化层和N电极；所述电流阻挡层与所述p-GaN层接触；所述第一金属反射层位于所述电流阻挡层内部与所述p-GaN层接触形成欧姆接触，并与所述电流阻挡层底部平齐；所述第二金属反射层覆盖在所述电流阻挡层和所述第一金属反射层的表面，并与所述第一金属键合层连接形成电导通。

进一步地，所述导电衬底为导电硅。

进一步地，所述第二金属键合层为Cr、Ti、Ni、Al、Pt、Sn和Au中的一种或几种组合，第二金属键合层总厚度为1μm-4μm。

优选地，所述第二金属键合层中Au厚度为200nm-1000nm。

进一步地，所述第一金属键合层为Cr、Ti、Ni、Al、Pt、Sn和Au中的一种或几种组合，第一金属键合层总厚度为2μm-6μm。

进一步地，所述第二金属反射层为Ag、Au、Al、Cr、Ti、Pt、Ni中的一种或几种组合，第二金属反射层总厚度为100nm-200nm。

优选地，所述第二金属反射层中Cr或Ti的厚度为0.1nm-0.5nm。