[发明专利]一种miniLED芯片及其制作方法

说明书

本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种mini LED芯片及其制作方法，该芯片包括蓝宝石衬底、键合层、P型半导体层、发光层、N型半导体层、P接触电极、N接触电极、石墨导热层、钝化层、P电极和N电极；石墨导热层由氧化钛和石墨组成；钝化层与石墨导热层相对应的表面设计贯穿钝化层的散热孔，散热孔用石墨回填且与石墨导热层相接触。本发明通过在mini LED芯片中加入石墨导热层，同时在钝化层表面设计散热孔并用石墨回填，利用石墨超强的导热能力，可以有效将mini LED芯片工作时产生的热量传导出去，降低芯片自身的温度，提高芯片光电性能的稳定性，进而有效延长芯片的使用寿命。

技术领域

本发明涉及LED技术领域，具体涉及一种miniLED芯片及其制作方法。

背景技术

Mini LED也就是迷你发光二极管，与普通LED显示屏相比，mini LED的显示屏单位面积密度更高、光源单位尺寸更小，因而可以带来更高的亮度和可控的色域。mini LED芯片由于尺寸小，散热面积有限，且目前的mini LED芯片在制作过程中需要生长较厚的钝化层二氧化硅覆盖在芯片表面，来保证芯片可以正常工作，这样使得芯片散热能力进一步减弱。同时，由于mini LED芯片在工作时，整个芯片的温度会明显升高，使得光电参数发生偏移；而mini LED芯片长期在高温下工作，又会对发光层产生不可逆转的损伤，进而严重影响芯片的使用寿命。因此，急需解决mini LED的散热问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种mini LED芯片及其制作方法，本发明对mini LED芯片进行了重新设计，加入由氧化钛和石墨共同组成的石墨导热层，同时在钝化层表面设计散热孔并用石墨回填，通过利用石墨超强的导热能力，可以有效将mini LED芯片工作时产生的热量传导出去，降低了芯片自身的温度，提高了芯片光电性能的稳定性，进而有效延长芯片的使用寿命。

本发明的第一个目的是提供一种mini LED芯片，包括蓝宝石衬底、键合层、P型半导体层、发光层、N型半导体层、P接触电极、N接触电极、石墨导热层、钝化层、P电极和N电极；

所述石墨导热层由氧化钛和石墨组成；

所述钝化层与所述石墨导热层相对应的表面设计有贯穿所述钝化层的散热孔，所述散热孔用石墨回填且与所述石墨导热层相接触。

本发明通过对mini LED芯片重新设计，加入了由氧化钛和石墨共同组成的石墨导热层；同时将钝化层设置散热孔并填充石墨，可充分利用石墨的导热能力，将热量传导出去，有效降低芯片自身的温度。

进一步的，上述技术方案中，所述石墨导热层设置在所述P接触电极和N接触电极之间的N型半导体层表面上，且不与所述P接触电极和N接触电极接触。

本发明将石墨导热层设置在P接触电极和N接触电极之间且不与其接触，散热效果好，且不会与电极接触而导致漏电等现象，可靠性好。

进一步的，上述技术方案中，所述石墨导热层先沉积氧化钛再沉积石墨，所述氧化钛的厚度为280nm-320nm，所述石墨的厚度为900nm-1100nm，优选的，所述氧化钛的厚度为300nm，所述石墨的厚度为1000nm。

本发明将氧化钛覆盖在外延层N型半导体层表面上，作为过渡层，可有效增强石墨与外延层的粘附性；同时由于氧化钛不导电，可以避免石墨直接与外延层接触导致漏电的风险。

进一步的，上述技术方案中，所述钝化层沉积在所述石墨导热层上，并覆盖整个外延层；所述钝化层为厚度为1800nm-2200nm的氧化硅，优选的，氧化硅的厚度为2000nm。

进一步的，上述技术方案中，所述散热孔的直径为6μm-10μm，数量≥2个，并均匀分布在所述石墨导热层的正上方。本技术方案中通过设置若干贯穿钝化层的散热孔，并填充石墨，与石墨导热层的石墨连通，可充分利用石墨超强的导热能力将mini LED的热量传导出去，进一步提高芯片的散热能力。