[发明专利]一种具有反射电极的垂直结构LED芯片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种垂直结构LED芯片，所述芯片从下至上依次包括：基板、键合金属层、第一电极、发光层、粗化层、第二电极接触层、第二电极，第二电极与第一电极共同构成反射电极。本发明还公开了一种垂直结构LED芯片的反射电极及其制备方法。本发明有效减少了第二电极正下方区域的电流注入，减少第二电极对正下方区域发光的遮挡，且该反射电极结构可以同时兼顾高光反射率和低欧姆接触，最终提高了AlGaInP薄膜LED芯片的光提取效率。

技术领域

本发明涉及LED芯片技术领域，尤其是涉及一种具有反射电极的垂直结构LED芯片及其制备方法。

背景技术

常规结构的AlGaInP四元系红光LED芯片的光提取效率很低，只有10％左右，主要的原因是：(1)GaAs衬底对可见光有吸收作用，使得有源层射向衬底的光线和上表面反射下来的光线完全被衬底吸收；(2)芯片出光层是高折射率材料，在出光面上存在全反射损耗和菲涅尔损耗。

为提高LED芯片的光提取效率，利用晶片键合的衬底剥离技术，并结合制作P面全方位反射镜(ODR)及N面粗化工艺这三种工艺，可使得制备的AlGaInP薄膜型LED芯片光效为传统常规正装结构芯片的3～4倍。目前业界常见的高效的AlGaInP薄膜LED芯片的ODR结构，是通过在SiO₂介质层上制作周期小孔结构，在此基础上蒸镀例如AuBe或AuZn合金的高光反射金属层来实现的。

图1所示为常规AlGaInP LED芯片的第一电极结构示意图，所述常规第一电极结构100包括：第一电极接触层101、低折射率介质层102、高光反射金属层103，所述第一电极接触层101、低折射率介质层102、高光反射金属层103依次叠加，且低折射率介质层102和高光反射金属层103之间存在二者复合的均匀排列的导电小孔104。

图2所示为常规AIGaInP LED芯片结构示意图，所述AlGaInP LED芯片包括：基板201、键合金属层202、发光层203、粗化层204、第二电极接触层205、第二电极206，所述基板201、金属层202、发光层203、粗化层204、第二电极接触层205、第二电极206依次叠加。

但是，上述ODR中导电小孔是芯片整面均匀排列的周期结构，势必在N电极正下方遮光区域同样存在导电小孔，这就在该区域引入了不必要的P面电流注入，而不透明N电极吸收严重，将在该区域产生无效的光输出，最终降低LED芯片的光提取效率。

发明内容

为克服现有技术中的缺陷，本发明提供了一种垂直结构LED芯片，所述芯片从下至上依次包括：基板、键合金属层、第一电极、发光层、粗化层、第二电极接触层、第二电极，第二电极与第一电极共同构成反射电极；

所述第一电极包括第一电极接触层、低折射率介质层、高光反射金属层，第二电极正下方对应的第一电极接触层的局部区域经等离子体处理，第一电极接触层只有该局部区域经等离子体处理，第一电极接触层只有该局部区域经等离子体处理。

其中，所述低折射率介质层为SiO₂、SiN_x或SiON任意一种或多种，厚度是1nm-1000nm。

其中，所述高光反射金属层是Ag、Au金属单层，或者是NiAg、NiAu、AuBe或AuZn合金任意一种或多种，厚度是1nm-1000nm。

本发明还提供了一种垂直结构LED芯片的反射电极，所述反射电极由第一电极和第二电极共同构成；

所述第一电极包括第一电极接触层、低折射率介质层、高光反射金属层，第二电极正下方对应的第一电极接触层的局部区域经等离子体处理，第一电极接触层只有该局部区域经等离子体处理。

其中，所述低折射率介质层为SiO₂、SiN_x或SiON，厚度是1nm-1000nm。