LED芯片结构及其制备方法技术

本公开提供了一种LED芯片结构及其制备方法，该LED芯片结构包括：衬底、外延层、PN电极层和感光显影层，外延层形成于所述衬底的表面上；PN电极层形成于所述外延层的表面上，且位于所述外延层表面的两端；感光显影层覆盖所述衬底和所述外延层的剩余表面且所述感光显影层的表面高于所述外延层的表面。层的表面高于所述外延层的表面。层的表面高于所述外延层的表面。

【技术实现步骤摘要】
LED芯片结构及其制备方法


[0001]本公开涉及光电器件领域，尤其涉及一种LED芯片结构及其制备方法。

技术介绍

[0002]发光二极管(LED)是一种能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件，除了作为第三代绿色光源广泛应用于固态照明领域外，近年来还越来越多地应用于平板显示领域，尤其是小间距LED显示和微型发光二极管(Mini/MicroLED)显示等新型显示领域。小间距LED显示和MiniLED显示通常采用倒装LED芯片提高对比度和可靠性，MicroLED显示通常将LED芯片通过电极互联成显示阵列，倒装LED芯片和显示阵列的电极互联都需要性能可靠的电绝缘层和加厚电极。目前主要采用PECVD淀积二氧化硅薄膜作为电绝缘层，但因薄膜不致密、膜层薄而影响电绝缘性能，造成电极之间短路。也可采用电子束蒸发法制备分散式布拉格反射镜(distributed Bragg reflection，DBR)，既充当反射镜又充当电绝缘层，但因DBR太厚(2um以上)需要刻蚀会对电极造成损伤。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]有鉴于此，本公开的主要目的在于提供一种LED芯片结构及其制备方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。
[0005](二)技术方案
[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种LED芯片结构，包括：
[0007]衬底；
[0008]外延层，形成于所述衬底的表面上；
[0009]PN电极层，形成于所述外延层的表面上，且位于所述外延层表面的两端；以及
[0010]感光显影层，覆盖所述衬底和所述外延层的剩余表面且所述感光显影层的表面高于所述外延层的表面；其中，所述衬底的剩余表面为未被所述外延层覆盖的部分表面，所述外延层的剩余表面为未被所述PN电极层覆盖的部分表面。
[0011]在本公开的一些实施例中，所述外延层包括：
[0012]u
‑
GaN缓冲层，形成于所述衬底的表面上；
[0013]N
‑
GaN外延层，覆盖所述u
‑
GaN缓冲层的表面上；
[0014]多量子阱MQW层，覆盖所述N
‑
GaN外延层的表面，所述PN电极层的一端形成于所述MQW层上；以及
[0015]P
‑
GaN层，形成于所述多量子阱MQW层表面上并自所述多量子阱MQW层的表面边缘延伸，所述PN电极层的另一端形成于所述P
‑
GaN层上；
[0016]其中，所述感光显影层覆盖所述P
‑
GaN层表面未被所述PN电极层覆盖的部分表面，所述感光显影层覆盖所述多量子阱MQW层表面未被所述PN电极层和所述P
‑
GaN层覆盖的部分表面，且所述感光显影层的表面高于所述P
‑
GaN层的表面。
[0017]在本公开的一些实施例中，所述PN电极层包括：
[0018]P电极，形成于所述P
‑
GaN层的表面上并自所述P
‑
GaN层的表面边缘延伸；以及
[0019]N电极，形成于所述多量子阱MQW层的表面上并自所述多量子阱MQW层的表面边缘延伸；
[0020]其中，所述感光显影层覆盖所述P电极和所述N电极的侧壁，并高于所述P电极和所述N电极的表面。
[0021]在本公开的一些实施例中，还包括：
[0022]加厚电极层，覆盖所述PN电极层和部分所述感光显影层的表面。
[0023]在本公开的一些实施例中，所述衬底的材料为蓝宝石材料；所述外延层的材料为不导电的材料；所述PN电极层的材料为CrAlAu。
[0024]在本公开的一些实施例中，所述感光显影层为感光显影型覆盖膜，所述感光显影型覆盖膜的膜层厚为20
‑
40um。
[0025]在本公开的一些实施例中，所述加厚电极层的厚度大于5um。
[0026]根据本公开的另一个方面，还提供了一种LED芯片结构的制备方法，包括：
[0027]步骤1：在MOCVD设备中，取一衬底，在所述衬底上制备外延层；
[0028]步骤2：对所述外延层进行ICP台面刻蚀；
[0029]步骤3：在所述外延层上制备PN电极层；
[0030]步骤4：在所述衬底、所述外延层和所述PN电极层未被覆盖的部分上覆盖感光显影层；
[0031]步骤5：在所述衬底背面使用紫外光照射所述LED芯片基片对所述感光显影层照射，显影掉覆盖在所述PN电极层上的所述感光显影层。
[0032]在本公开的一些实施例中上述制备方法，还包括：
[0033]步骤6：在所述PN电极层和部分覆盖在所述外延层的感光显影层上制备加厚电极层。
[0034]在本公开的一些实施例中，所述步骤4采用真空热压方法和/或涂敷方法制备所述感光显影层；所述步骤6采用电镀、印刷、蒸镀和溅射中的一种或多种组合的方法制备所述加厚电极层。
[0035](三)有益效果
[0036]基于上述技术方案，本公开相较于现有技术至少具有以下有益效果的其中之一或其中一部分：
[0037]1、本公开通过制备感光显影层，无需光刻和镀膜工艺即可制备电绝缘层，工艺简单，成本低；
[0038]2、本公开通过制备感光显影层，可以通过电镀或印刷工艺将加厚电极做到5um以上的厚度，提高了芯片倒装焊工艺的可靠性；
[0039]3、本公开通过制备感光显影层，可以将来自LED有源区的光反射回衬底出光面，进一步提高了光效。
附图说明
[0040]图1为本公开实施例提供的一种LED芯片结构的整体设计图；
[0041]图2为本公开实施例提供的一种LED芯片结构的PN电极层上的感光显影层还未被显影掉时的结构示意图；
[0042]图3为本公开实施例提供的一种LED芯片结构的制备加厚电极层后的结构示意图。
[0043]【附图标记说明】
[0044]1：衬底
[0045]2：u
‑
GaN缓冲层
[0046]3：N
‑
GaN外延层
[0047]4：多量子阱MQW层
[0048]5：P
‑
GaN层
[0049]6：P电极
[0050]7：N电极
[0051]8：感光显影层
[0052]9：外延层
[0053]10：PN电极层
[0054]11：加厚电极层
具体实施方式
[0055]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。
[0056]本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本公开的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种LED芯片结构，包括：衬底(1)；外延层(9)，形成于所述衬底(1)的表面上；PN电极层(10)，形成于所述外延层(9)的表面上，且位于所述外延层(9)表面的两端；以及感光显影层(8)，覆盖所述衬底(1)和所述外延层(9)的剩余表面且所述感光显影层(8)的表面高于所述外延层(9)的表面；其中，所述衬底(1)的剩余表面为未被所述外延层(9)覆盖的部分表面，所述外延层(9)的剩余表面为未被所述PN电极层(10)覆盖的部分表面。2.根据权利要求1所述的LED芯片结构，其中，所述外延层(9)包括：u
‑
GaN缓冲层(2)，形成于所述衬底(1)的表面上；N
‑
GaN外延层(3)，覆盖所述u
‑
GaN缓冲层(2)的表面上；多量子阱MQW层(4)，覆盖所述N
‑
GaN外延层(3)的表面，所述PN电极层(10)的一端形成于所述MQW层(4)上；以及P
‑
GaN层(5)，形成于所述多量子阱MQW层(4)表面上并自所述多量子阱MQW层(4)的表面边缘延伸，所述PN电极层(10)的另一端形成于所述P
‑
GaN层(5)上；其中，所述感光显影层(8)覆盖所述P
‑
GaN层(5)表面未被所述PN电极层(10)覆盖的部分表面，所述感光显影层(8)覆盖所述多量子阱MQW层(4)表面未被所述PN电极层(10)和所述P
‑
GaN层(5)覆盖的部分表面，且所述感光显影层(8)的表面高于所述P
‑
GaN层(5)的表面。3.根据权利要求2所述的LED芯片结构，其中，所述PN电极层(10)包括：P电极(6)，形成于所述P
‑
GaN层(5)的表面上并自所述P
‑
GaN层(5)的表面边缘延伸；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国宏，李璟，李志聪，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：