【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，具体涉及一种垂直结构led芯片及其制备方法。
技术介绍
1、发光二极管（英文全称：light emitting diode，简称：led）是一种电致发光的半导体发光器件，因其具有能耗低、体积小、寿命长，稳定性好、响应快、发光波长稳定等优势，目前已经在照明、显示、医疗、光通信等领域被广泛地应用。
2、现有的发光二极管包括水平类型和垂直类型。垂直类型的发光二极管通过把半导体外延结构转移到其它的导电性、导热性更佳的基板上，并移除原始外延生长的衬底的工艺获得，相较于水平类型，可以有效改善外延生长衬底带来的吸光、电流拥挤或散热性差的技术问题，广泛应用在大功率照明设备中。
3、为了进一步提升垂直类型的发光二极管的高功率工作特性，需提升p面的电流注入效率。相关技术中普遍的做法是采用全金属接触电极设计，其金属面大，电流注入效率高，总体电压小，但是多项研究证实，其电流密度集中，特别是在几何结构边缘附近，因此，如何在提高电流注入效率的同时，优化整体电流分布，使电流密度分布更加均匀，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本申请提供一种垂直结构led芯片及其制备方法，能够有效解决相关技术中的垂直类型的发光二极管存在的电流注入效率和电流密度分布均匀性无法兼顾的问题。
2、第一方面，本申请提供一种垂直结构led芯片，所述垂直结构led芯片包括在第一方向上依次层叠设置的半导体外延结构、电流扩展层、电流阻挡层和p型电极层，所述半导体外延结构包
3、可选的，所述p型电极层在所述半导体外延结构上的正投影覆盖所述p型半导体层朝向所述第一方向的一侧的表面，其中，所述p型电极层包括在所述第一方向上依次层叠设置的第一黏附层、第一反射金属层和第一扩散阻挡层。
4、可选的，所述半导体外延结构还包括多个凹槽，所述凹槽贯穿所述p型半导体层和所述有源层，并暴露所述n型半导体层；所述电流扩展层还包括多个第一开口，多个所述第一开口与多个所述凹槽一一对应设置，并暴露所述凹槽；所述电流阻挡层覆盖多个所述凹槽的侧壁，并在每个所述凹槽内设置有第二开口，所述第二开口暴露所述n型半导体层；所述p型电极层还包括多个第三开口，所述第三开口暴露所述凹槽内的所述电流阻挡层和所述第二开口；所述垂直结构led芯片还包括：第一绝缘层，设置在所述p型电极层朝向所述第一方向的一侧，并覆盖所述p型电极层和所述电流阻挡层，所述第一绝缘层在每个所述凹槽内设置有第四开口，所述第四开口暴露所述n型半导体层；n型电极层，设置在所述第一绝缘层朝向所述第一方向的一侧，并覆盖所述第一绝缘层，所述n型电极层通过所述第四开口与所述n型半导体层相接触；其中，所述n型电极层覆盖所述半导体外延结构的侧壁和所述凹槽的侧壁，且所述n型电极层包括在所述第一方向上依次层叠设置的第二黏附层、第二反射金属层、第二扩散阻挡层。
5、可选的，所述垂直结构led芯片还包括：第二绝缘层，设置在所述n型半导体层背离所述第一方向的一侧的表面上；其中，所述n型半导体层背离所述第一方向的一侧的表面为粗化表面，所述第二绝缘层的折射率小于所述n型半导体层的折射率。
6、可选的，所述垂直结构led芯片还包括：第五开口，所述第五开口贯穿所述第二绝缘层和所述电流阻挡层，并暴露所述p型电极层；导电焊盘，所述导电焊盘通过所述第五开口与所述p型电极层相接触。
7、可选的，所述电流扩展层的厚度小于所述电流阻挡层的厚度。
8、可选的，所述电流扩展层的厚度为所述电流阻挡层的厚度的40倍以上。
9、可选的，所述凹槽的侧壁与所述第一方向的夹角为30°至60°。
10、可选的，所述p型半导体层朝向所述第一方向的表面被划分多个电流分区，每个所述电流分区内设置有一个所述凹槽和环绕设置于所述凹槽外围的多个所述第一通孔。
11、第二方面，本申请提供一种垂直结构led芯片的制备方法，所述垂直结构led芯片的制备方法包括以下步骤：
12、提供一生长衬底；
13、在所述生长衬底上形成半导体外延结构，所述半导体外延结构包括在所述第一方向上依次层叠设置的n型半导体层、有源层和p型半导体层；
14、在所述半导体外延结构上形成图案化的电流扩展层，所述电流扩展层包括多个第一通孔，所述第一通孔暴露所述p型半导体层；
15、在所述电流扩展层上形成图案化的电流阻挡层，所述电流阻挡层包括多个第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔对应设置；
16、在所述图案化的电流阻挡层上形成图案化的p型电极层，所述p型电极层填充所述第二通孔和所述第一通孔，并分别与所述电流扩展层、所述p型半导体层相接触。
17、本申请提供一种垂直结构led芯片及其制备方法，垂直结构led芯片包括在第一方向上依次层叠设置的半导体外延结构、电流扩展层、电流阻挡层和p型电极层，半导体外延结构包括在第一方向上依次层叠设置的n型半导体层、有源层和p型半导体层，其中，电流扩展层包括多个第一通孔，第一通孔暴露p型半导体层；电流阻挡层包括多个第二通孔，多个第二通孔与多个第一通孔对应设置；p型电极层填充第二通孔和第一通孔，并分别与电流扩展层、p型半导体层相接触，本申请提供的垂直结构led芯片中，图案化的电流扩展层，不仅能够增大电流路径，减小导通电阻，实现电流扩展，从而增大电流注入效率，还能够与包括多个第二通孔的图案化的电流阻挡层相搭配，利用相互连通的多个第二通孔和多个第一通孔，实现p型电极层分别与不同区域的电流扩展层、不同区域的p型电极层直接接触，从而使得电流扩展/电流密度分布更加均匀，并使得垂直结构led芯片在相同工作电流下结温更低，提升了垂直结构led芯片的发光性能和稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种垂直结构LED芯片，其特征在于，所述垂直结构LED芯片包括在第一方向上依次层叠设置的半导体外延结构、电流扩展层、电流阻挡层和P型电极层，所述半导体外延结构包括在所述第一方向上依次层叠设置的N型半导体层、有源层和P型半导体层，其中，
2.根据权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述P型电极层在所述半导体外延结构上的正投影覆盖所述P型半导体层朝向所述第一方向的一侧的表面，其中，所述P型电极层包括在所述第一方向上依次层叠设置的第一黏附层、第一反射金属层和第一扩散阻挡层。
3.根据权利要求2所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述半导体外延结构还包括多个凹槽，所述凹槽贯穿所述P型半导体层和所述有源层，并暴露所述N型半导体层；
4.根据权利要求3所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述垂直结构LED芯片还包括：
5.根据权利要求4所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述垂直结构LED芯片还包括：
6.根据权利要求1所述的垂直结构LED芯片，其特征在于，所述电流扩展层的厚度小于所述电流阻挡层的厚度。
...【技术特征摘要】
1.一种垂直结构led芯片，其特征在于，所述垂直结构led芯片包括在第一方向上依次层叠设置的半导体外延结构、电流扩展层、电流阻挡层和p型电极层，所述半导体外延结构包括在所述第一方向上依次层叠设置的n型半导体层、有源层和p型半导体层，其中，
2.根据权利要求1所述的垂直结构led芯片，其特征在于，所述p型电极层在所述半导体外延结构上的正投影覆盖所述p型半导体层朝向所述第一方向的一侧的表面，其中，所述p型电极层包括在所述第一方向上依次层叠设置的第一黏附层、第一反射金属层和第一扩散阻挡层。
3.根据权利要求2所述的垂直结构led芯片，其特征在于，所述半导体外延结构还包括多个凹槽，所述凹槽贯穿所述p型半导体层和所述有源层，并暴露所述n型半导体层；
4.根据权利要求3所述的垂直结构led芯片，其特征在于，所述垂直结构led芯片还包括：
...【专利技术属性】
技术研发人员：何强，徐晓丽，孙雷蒙，
申请(专利权)人：华引芯武汉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。