[发明专利]一种通孔式垂直结构LED芯片及其制作方法

说明书

本发明提供了一种通孔式垂直结构LED芯片及其制作方法，实现了将电流扩展层与PAD金属层集成到一起的制作方式，即形成集成金属层，用集成金属层取代电流扩展层，在制作集成金属层的过程中采用含Au金属材料，由于Au金属材料的电阻率较低，可以实现较好的电流扩展能力；另外，在PAD制作时，通过蚀刻的方式，裸露出集成金属层中的部分表面，该裸露部分承担PAD功能，可以实现与外部的电连接。通过该方式，节省了单独制作PAD金属层的工序，节约了成本。另外，与传统制作的PAD金属层不同，该集成金属层的侧壁包覆在绝缘层内，可以较好地耐受外部水汽、酸碱、盐雾等的侵蚀，提高了芯片的可靠性。

技术领域

本发明涉及发光二极管领域，尤其涉及一种通孔式垂直结构LED芯片及其制作方法。

背景技术

随着LED芯片技术的发展，垂直结构芯片和倒装结构芯片等均取得较大进步，尤其是采用通孔式的设计，可以极大提高垂直芯片和倒装芯片的发光效率。

所谓通孔式，即是通过在外延表面开孔至N型半导体，通过电连接将N型接触引至芯片表面，以便于做键合或者固晶；其芯片结构可参考说明书附图的图1所示，该结构在制作过程中为了导通第二型半导体层33，需要在第二型半导体层33表面制作欧姆反射层4，并通过电流扩展层8将欧姆反射层4与PAD 金属层9连接。电流扩展层的扩展能力越好，电压越低，电流分布约均匀，光效越高。为了增加扩展能力，通常电流扩展层采用高导电率金属或者增加厚度来实现。然而，高导电率金属的化学性质通常比较活泼(如Ag、Cu、Al、 Ca、Mg等)或者价格比较昂贵(如Au等)；因此，在进行产品设计时，通常需在电流扩展性能和产品成本之间做出平衡和妥协；比如，选择Ti、W、 Pt、Cr等电阻率相对较高的金属，同时通过增加厚度来实现电流扩展。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种通孔式垂直结构LED芯片及其制作方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供通孔式垂直结构LED芯片及其制作方法，以解决现有的垂直结构LED芯片，在进行其产品设计时，通常需在电流扩展性能和产品成本之间做出平衡和妥协的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种通孔式垂直结构LED芯片，包括：

基板，及设置于所述基板上方的第一金属层、绝缘层、集成金属层以及外延叠层；所述外延叠层至少包括沿第一方向依次堆叠的第二型半导体层、有源区以及第一型半导体层，且所述外延叠层具有裸露所述第一型半导体层部分表面的通孔；第一方向垂直于所述基板，并由所述基板指向所述外延叠层；

其中，所述集成金属层层叠于所述第二型半导体层背离所述有源区的一侧表面，且所述集成金属层朝向所述第二型半导体层的一侧设有用于电连接的裸露面；

所述绝缘层设置所述外延叠层朝向所述基板的一侧，且覆盖所述集成金属层、外延叠层裸露面并延伸至所述通孔侧壁；

所述第一金属层层叠于所述绝缘层背离所述集成金属层的一侧表面，并嵌入所述通孔与所述第一型半导体层形成接触；且所述基板层叠于所述第一金属层背离所述外延叠层的一侧表面。

优选地，所述集成金属层包括Au金属材料。

优选地，所述集成金属层的侧壁被所述绝缘层包覆。

优选地，在所述集成金属层朝向所述第二型半导体层的一侧表面设有可欧姆接触并实现光反射的欧姆反射层。

优选地，所述欧姆反射层包括铟、锡、铝、金、铂、锌、银、钛、铅、镍中的一种或多种。

优选地，所述基板包括导电基板。

本发明提供了一种通孔式垂直结构LED芯片的制作方法，包括如下步骤：

S01、提供一生长衬底；