一种小型LED芯片及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种小型LED芯片及其制造方法， LED芯片包括衬底、N型半导体层、发光层、及P型半导体层， LED芯片上形成有贯穿P型半导体层、发光层及部分N型半导体层的通孔，P型半导体层上形成有未覆盖通孔区域的透明导电层，LED芯片上在通孔侧壁、以及通孔旁侧部分透明导电层上形成有电流阻挡层，电流阻挡层上及通孔内形成有与N型半导体层电性连接的N电极，透明导电层上形成有与P型半导体层电性连接的P电极，衬底为图案化衬底，N电极为反射电极。本发明专利技术通过电流阻挡层和电极的设置，减小了N电极与N型半导体层的接触面积，能够使N电极下方的部分发光层进行发光，通过反射电极和PSS衬底进行出光，有效提高了小型LED芯片的发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体发光器件
，尤其涉及一种小型LED芯片及其制造方法。
技术介绍
发光二极管（Light-EmittingDiode，LED）是一种能发光的半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低亮度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，亮度也提高到相当的亮度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛的应用于显示器、装饰和照明。LED芯片的制备通常包括下述步骤：1）通过MOCVD在蓝宝石衬底上生长多层GaN外延层；2）芯片正常MESA制作；3）电流阻挡层制作；4）透明导电层制作；5）制作SiO2保护层以及金属电极。随着小间距LED显示屏发展，对LED芯片尺寸要求是越来越小。目前小型LED芯片尺寸能做到6*6mil，甚至更小，而LED芯片中两个金属电极的直径最小为2.4mil，N电极下方发光层无法发光，会导致发光面积不足，影响小型LED芯片的发光效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种小型LED芯片及其制造方法，有效提高了LED芯片的发光效率。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下：一种小型LED芯片，所述LED芯片包括衬底、位于衬底上的N型半导体层、发光层、及P型半导体层，所述LED芯片上形成有贯穿P型半导体层、发光层及部分N型半导体层的通孔，所述P型半导体层上形成有未覆盖通孔区域的透明导电层，所述LED芯片上在通孔侧壁、以及通孔旁侧部分透明导电层上形成有电流阻挡层，所述电流阻挡层上及通孔内形成有与N型半导体层电性连接的N电极，透明导电层上形成有与P型半导体层电性连接的P电极，所述衬底为图案化衬底，所述N电极为反射电极。作为本专利技术的进一步改进，所述透明导电层覆盖于部分P型半导体层上，透明导电层的面积小于P型半导体层的面积。作为本专利技术的进一步改进，所述电流阻挡层还覆盖于未被透明导电层覆盖的P型半导体层上。作为本专利技术的进一步改进，所述N电极的俯视投影位于电流阻挡层内。作为本专利技术的进一步改进，所述LED芯片设有保护层，所述保护层位于透明导电层、电流阻挡层上方且至少露出部分N电极及部分P电极。作为本专利技术的进一步改进，所述通孔的截面形状为圆形、椭圆形、方形、或不规则形状。作为本专利技术的进一步改进，所述衬底为蓝宝石图案化衬底、Si图案化衬底、或SiC图案化衬底。相应地，一种小型LED芯片的制造方法，所述制造方法包括：提供一衬底，所述衬底为图案化衬底；在衬底上外延生长N型半导体层、发光层、及P型半导体层；通过MESA光刻，形成贯穿P型半导体层、发光层及部分N型半导体层的通孔；在P型半导体层上形成有未覆盖通孔区域的透明导电层；在通孔侧壁、以及通孔旁侧部分透明导电层上形成电流阻挡层；在电流阻挡层上及通孔内形成与N型半导体层电性连接的N电极，在透明导电层上形成与P型半导体层电性连接的P电极。作为本专利技术的进一步改进，所述制造方法还包括：在透明导电层、电流阻挡层上方形成保护层，并光刻至少露出部分N电极及部分P电极。作为本专利技术的进一步改进，所述制造方法中：透明导电层通过涂抹正性光刻胶并光刻形成；电流阻挡层通过涂抹负性光刻胶并光刻形成。本专利技术的有益效果是：通过电流阻挡层和电极的设置，减小了N电极与N型半导体层的接触面积，能够使N电极下方的部分发光层进行发光，通过反射电极和PSS衬底进行出光，有效提高了小型LED芯片的发光效率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例中小型LED芯片的剖视结构示意图；图2为本专利技术中小型LED芯片PSS衬底与反射电极的结构示意图；图3a~3d为本专利技术第一实施例中小型LED芯片制造方法的工艺流程图；图4为现有技术中LED芯片的剖视结构示意图；图5a、5b分别为现有技术和本专利技术第一实施例中LED芯片的发光区域示意图；图6为本专利技术第二实施例中小型LED芯片的剖视结构示意图；图7为本专利技术第二实施例中小型LED芯片上制作保护层的工艺流程图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。在本专利技术中，小型LED芯片指的是尺寸较小的LED芯片，以下实施例中以6*6mil尺寸的LED芯片为例进行说明，在其他实施例中也可以为尺寸更小的LED芯片。参图1所示为本专利技术第一实施例中小型LED芯片的剖视结构示意图，LED芯片从下至上分别为：衬底10，该衬底为图案化衬底（PSS衬底），图案化衬底可以是蓝宝石图案化衬底、Si图案化衬底、或SiC图案化衬底等；N型半导体层20，N型半导体层可以是N型GaN等；发光层30，发光层可以是GaN、InGaN等；P型半导体层40，P型半导体层可以是P型GaN等；其中，在外延层上形成有贯穿P型半导体层20、发光层30及部分N型半导体层40的通孔80，通孔80的截面形状可以为圆形、椭圆形、方形、或不规则形状等；透明导电层50，透明导电层50位于P型半导体层40上，且未覆盖通孔80区域，优选地，透明导电层覆盖于部分P型半导体层40上，透明导电层50的面积小于P型半导体层40的面积。本实施例中为ITO透明导电层，在其他实施例中也可以为ZITO、ZIO、GIO、ZTO、FTO、AZO、GZO、In4Sn3O12、NiAu等透明导电层，同时，透明导电层可以为一层，也可以为上述透明导电层中两种或两种以上的组合层结构；电流阻挡层60，至少覆盖通孔80侧壁、以及通孔80旁侧部分透明导电层50和未被透明导电层覆盖的P型半导体层40。电流阻挡层60为绝缘层，用于阻隔下方透明导电层中的电流，本实施例中电流阻挡层60为SiO2层，在其他实施例中也可以为其他材料的绝缘层；N电极71及P电极72，N电极71位于电流阻挡层60上及通孔80内，且通过通孔80与N型半导体层20电性连接，P电极72位于透明导电层50上方且与P型半导体层40电性连接。其中，本专利技术中的N电极和P电极均为反射电极，可以选用金属Cr、Al、Pt、Au或其合金等。参图2所示为本实施例中图案化衬底10与反射电极70的结构示意图，采用图案化衬底10与反射电极70配合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型LED芯片，所述LED芯片包括衬底、位于衬底上的N型半导体层、发光层、及P型半导体层，其特征在于，所述LED芯片上形成有贯穿P型半导体层、发光层及部分N型半导体层的通孔，所述P型半导体层上形成有未覆盖通孔区域的透明导电层，所述LED芯片上在通孔侧壁、以及通孔旁侧部分透明导电层上形成有电流阻挡层，所述电流阻挡层上及通孔内形成有与N型半导体层电性连接的N电极，透明导电层上形成有与P型半导体层电性连接的P电极，所述衬底为图案化衬底，所述N电极为反射电极。

【技术特征摘要】
1.一种小型LED芯片，所述LED芯片包括衬底、位于衬底上的N型半导体层、发光层、及P型半导体层，其特征在于，所述LED芯片上形成有贯穿P型半导体层、发光层及部分N型半导体层的通孔，所述P型半导体层上形成有未覆盖通孔区域的透明导电层，所述LED芯片上在通孔侧壁、以及通孔旁侧部分透明导电层上形成有电流阻挡层，所述电流阻挡层上及通孔内形成有与N型半导体层电性连接的N电极，透明导电层上形成有与P型半导体层电性连接的P电极，所述衬底为图案化衬底，所述N电极为反射电极。
2.根据权利要求1所述的小型LED芯片，其特征在于，所述透明导电层覆盖于部分P型半导体层上，透明导电层的面积小于P型半导体层的面积。
3.根据权利要求2所述的小型LED芯片，其特征在于，所述电流阻挡层还覆盖于未被透明导电层覆盖的P型半导体层上。
4.根据权利要求1所述的小型LED芯片，其特征在于，所述N电极的俯视投影位于电流阻挡层内。
5.根据权利要求1所述的小型LED芯片，其特征在于，所述LED芯片设有保护层，所述保护层位于透明导电层、电流阻挡层上方且至少露出部分N电极及部分P电极。
6.根据权利要求1所述的小型LED芯片，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆，张广庚，吴红斌，陈立人，
申请(专利权)人：聚灿光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32