[发明专利]倒装LED芯片及其制造方法

说明书

本申请公开了一种倒装LED芯片及其制造方法。该制造方法包括：在生长衬底上进行第一次外延生长，形成第一外延结构，第一外延结构包括位于生长衬底上依次堆叠的第二限制层、发光层、第一限制层及第一半导体层；经由键合层将第一半导体层与透明衬底键合；去除生长衬底，并在第二限制层上进行第二次外延生长，形成第二半导体层，第一半导体层、发光层、发光层两侧的第一限制层和第二限制层以及第二半导体层组成外延层；刻蚀外延层以暴露出部分第一半导体层；形成与第一半导体层电连接的第一电极和与第二半导体层电连接的第二电极。通过两次外延生长使第一半导体层和第二半导体层可选用光电性能更优异的GaP，从而大大提升倒装LED芯片的光效。

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，更具体地，涉及一种倒装LED芯片及其制造方法。

背景技术

半导体发光二极管(LED)已在越来越多的高效固态照明领域中得到应用。为了提高LED芯片的发光效率，发展了倒装LED芯片工艺，以减少电极对出光面的遮挡；现有技术中，倒装LED芯片为保证发光层的晶体质量，在外延生长过程中，位于发光层与生长衬底之间的半导体层需要选用与生长衬底的晶格匹配的特定的外延材料，在发光层远离生长衬底一侧的半导体层可以选用与生长衬底的晶格失配但光电特性更加优异的外延材料。但是选用与生长衬底的晶格失配的外延材料后，在其上再生长对晶体质量要求较高的其他功能层的外延材料时会产生工艺难度较大、生长工艺复杂等问题。

期望进一步改善倒装LED芯片及其制造方法，以改善上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种倒装LED芯片及其制造方法，采用两次外延生长制作外延层，使得外延层中的第一半导体层和第二半导体层无需选用与生长衬底的晶格相匹配的特定材料，第一半导体层和第二半导体层可选用电学特性和光学特性更优异的材料，从而降低倒装LED芯片的电压，大大提升倒装LED芯片的光效。

根据本发明的一方面，提供一种倒装LED芯片的制造方法，包括：在生长衬底上进行第一次外延生长，形成第一外延结构，所述第一外延结构包括位于生长衬底上依次堆叠的第二限制层、发光层、第一限制层及第一半导体层；经由键合层将所述第一半导体层与透明衬底键合；去除所述生长衬底，并在所述第二限制层上进行第二次外延生长，形成第二半导体层，所述第一半导体层、所述发光层、所述发光层两侧的第一限制层和第二限制层以及所述第二半导体层组成外延层；刻蚀所述外延层以暴露出部分所述第一半导体层；形成与第一半导体层电连接的第一电极和与第二半导体层电连接的第二电极。

优选地，所述第一限制层与所述生长衬底的晶格匹配，所述第二限制层与所述生长衬底的晶格匹配。

优选地，所述第一限制层和所述第二限制层的材料包括AlGaInP、 AlInP或AlGaAs，所述第一限制层和所述第二限制层的掺杂类型不同。

优选地，所述第一半导体层与所述生长衬底的晶格失配，所述第二半导体层与所述生长衬底的晶格失配。

优选地，所述第一半导体层和所述第二半导体层的材料包括磷化镓。

优选地，还包括：在所述第一半导体层上形成第一欧姆接触层，以及在所述第二半导体层上形成第二欧姆接触层。

优选地，还包括：在所述外延层上形成反射层，所述反射层覆盖所述第一欧姆接触层、所述第二欧姆接触层以及所述外延层的表面和侧壁。

优选地，所述反射层包括分布式布拉格反射镜，所述反射层的材料包括二氧化硅和二氧化钛。

优选地，所述键合层由透明材料制成，所述键合层的材料包括二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝中的至少一种。

优选地，在所述反射层上形成所述第一电极和所述第二电极，所述第一电极和所述第二电极分别通过贯穿所述反射层的第一通孔和第二通孔与所述第一欧姆接触层和所述第二欧姆接触层电连接。