一种高光效倒装LED芯片及其制备方法与流程

专利2025-06-10  61


本发明涉及,尤其涉及一种高光效倒装led芯片及其制备方法。


背景技术:

1、随着半导体照明技术的迅猛发展,发光二极管(led)因其高效、节能、环保等优点,已成为新一代照明光源的主流选择。在众多led技术中,倒装led(flip-chip led,fcled)芯片因其优越的热管理性能和高光效,逐渐受到业界的广泛关注。为了进一步提升倒装led的性能,金属反射层结构的引入成为一个重要的研究方向。

2、金属反射层结构是一种在led芯片表面采用银或铝等较高反射率的金属作为反射层的设计。银或铝等金属作为反射层材料,具有优异的反射性能、散热性能和工艺兼容性等,可以显著提高倒装led芯片的光提取效率。但是金属反射层一般是在高反射的ag或al等金属上沉积cr或ni等金属,用于电学接触及黏附,但是cr或ni等金属的加入大幅降低了金属反射层的反射效果。现有的金属反射层时无法兼顾反射率和导电性的要求。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于,提供一种高光效倒装led芯片,制得的倒装led芯片的发光效率高。

2、本发明还要解决的技术问题在于,提供一种高光效倒装led芯片的制备方法,制备方法简单,制得的倒装led芯片的发光效率高。

3、为了解决上述问题,本发明公开了一种高光效倒装led芯片的制备方法,包括以下步骤:

4、(1)提供一衬底,在所述衬底上形成外延层,所述外延层包括依次沉积的n型半导体层、有源层和p型半导体层;

5、(2)在所述p型半导体层上形成透明导电层,蚀刻部分外延层直至暴露所述n型半导体层,形成n型半导体台面和p型半导体台面;

6、(3)在所述n型半导体台面、p型半导体台面及台面侧壁上形成介质层;

7、(4)对所述p型半导体台面上的所述介质层开设周期性导电通孔,暴露透明导电层,在所述周期性导电通孔内及介质层上形成金属反射层;对所述n型半导体台面上的所述介质层开设通孔,暴露所述n型半导体台面;

8、(5)在所述金属反射层和介质层上形成透明保护层,对透明保护层开设电极通孔并分别暴露金属反射层和n型半导体台面;

9、(6)在所述电极通孔内形成p电极和n电极。

10、作为上述技术方案的改进,还包括在所述介质层上形成dbr层;对所述p型半导体台面上的所述介质层和dbr层开设周期性导电通孔,暴露透明导电层,并在所述周期性导电通孔内和dbr层上形成金属反射层;对所述n型半导体台面上的所述介质层和dbr层开设通孔,暴露所述n型半导体层。

11、作为上述技术方案的改进,所述周期性导电通孔的直径为0.4nm~0.8nm,相邻两个所述周期性导电通孔的距离为10nm~20nm。

12、作为上述技术方案的改进,所述dbr层为sio2、ti3o5、tio2、si3n4、mgf2、caf2、zro2中的两种以上交替层叠形成的周期性结构,周期数为2~10,所述dbr层的厚度为100nm~600nm。

13、作为上述技术方案的改进,所述dbr层为ti3o5层和sio2层交替层叠形成的周期性结构,周期数为2~4,每个周期中,所述ti3o5层的厚度为40nm~70nm,所述sio2层的厚度为30nm~60nm。

14、作为上述技术方案的改进,所述金属反射层的材料为ag、al、ni、ti、au中的一种或多种,所述金属反射层的厚度为100nm~150nm。

15、作为上述技术方案的改进,所述介质层的材料为sio2、al2o3、zno中的一种或多种,所述介质层的厚度为450nm~550nm。

16、作为上述技术方案的改进,所述透明保护层的材料为sio2、si3n4、tio2中的一种或多种,所述透明保护层的厚度为500nm~800nm。

17、作为上述技术方案的改进,所述p电极和n电极的材料为cr、ti、ni、pt、au、zn、al、cu中的一种或多种。

18、相应的,本发明还公开了一种高光效倒装led芯片,所述高光效倒装led芯片由上述的高光效倒装led芯片的制备方法制得。

19、实施本发明,具有如下有益效果:

20、1、本发明在介质层设置了周期性导电通孔,并在周期性导电通孔中沉积金属反射层,相较于传统的直接沉积金属反射层,该结构下,可以兼顾反射率和导电性的要求,同时出射光可以利用周期性导电通孔的侧壁的反射作用,增加光线出射的概率,从而提升芯片的出光效率。

21、2、本发明在金属反射层中引入dbr层,能够提升其在整个光谱范围内的反射率,改善反射率不均匀的问题。



技术特征:

1.一种高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.如权利要求1所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,还包括在所述介质层上形成dbr层;对所述p型半导体台面上的所述介质层和dbr层开设周期性导电通孔,暴露透明导电层,并在所述周期性导电通孔内和dbr层上形成金属反射层;对所述n型半导体台面上的所述介质层和dbr层开设通孔,暴露所述n型半导体层。

3.如权利要求1或2所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述周期性导电通孔的直径为0.4nm~0.8nm,相邻两个所述周期性导电通孔的距离为10nm~20nm。

4.如权利要求2所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述dbr层为sio2、ti3o5、tio2、si3n4、mgf2、caf2、zro2中的两种以上交替层叠形成的周期性结构,周期数为2~10,所述dbr层的厚度为100nm~600nm。

5.如权利要求4所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述dbr层为ti3o5层和sio2层交替层叠形成的周期性结构,周期数为2~4,每个周期中,所述ti3o5层的厚度为40nm~70nm,所述sio2层的厚度为30nm~60nm。

6.如权利要求1或2所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述金属反射层的材料为ag、al、ni、ti、au中的一种或多种,所述金属反射层的厚度为100nm~150nm。

7.如权利要求1或2所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述介质层的材料为sio2、al2o3、zno中的一种或多种,所述介质层的厚度为450nm~550nm。

8.如权利要求1或2所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述透明保护层的材料为sio2、si3n4、tio2中的一种或多种,所述透明保护层的厚度为500nm~800nm。

9.如权利要求1或2所述的高光效倒装led芯片的制备方法,其特征在于,所述p电极和n电极的材料为cr、ti、ni、pt、au、zn、al、cu中的一种或多种。

10.一种高光效倒装led芯片,其特征在于,所述高光效倒装led芯片由权利要求1~9任一项所述的高光效倒装led芯片的制备方法制得。


技术总结
本发明公开了一种高光效倒装LED芯片及其制备方法,制备方法包括以下步骤:提供一衬底,在衬底上形成外延层;在P型半导体层上形成透明导电层,蚀刻形成N型半导体台面和P型半导体台面;在N型半导体台面、P型半导体台面及台面侧壁上形成介质层;对P型半导体台面上的介质层开设周期性导电通孔,暴露透明导电层,在周期性导电通孔内及介质层上形成金属反射层;对N型半导体台面上的介质层开设通孔,暴露N型半导体台面;在金属反射层和介质层上形成透明保护层,对透明保护层开设电极通孔并分别暴露金属反射层和N型半导体台面;在电极通孔内形成P电极和N电极。实施本发明,可以实现倒装LED芯片的光效提升。

技术研发人员:秦友林,鲁洋,黄硕珉,张星星,胡加辉,金从龙
受保护的技术使用者:江西兆驰半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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