CN108878614B - 一种电容复合式led芯片及其制作方法 - Google Patents
一种电容复合式led芯片及其制作方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108878614B CN108878614B CN201810744377.6A CN201810744377A CN108878614B CN 108878614 B CN108878614 B CN 108878614B CN 201810744377 A CN201810744377 A CN 201810744377A CN 108878614 B CN108878614 B CN 108878614B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal layer
- layer
- led chip
- sub
- epitaxial structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title abstract description 29
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 272
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 272
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 114
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- 229910001020 Au alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 238000007788 roughening Methods 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 17
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 241001025261 Neoraja caerulea Species 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/83—Electrodes
- H10H20/831—Electrodes characterised by their shape
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
本申请公开一种电容复合式LED芯片及其制作方法,包括:多层金属层形成电容,使得芯片具有很好的线性元器件的IV状态,即电流瞬间加注时导致电容感应充电且有反向充电电压,因此LED芯片本身收到的电压较小,电流也较小,所以LED亮度会缓慢变化,当电流突然截止时,电容会进行放电,从而使得LED芯片亮度缓慢变化直至关闭。另外,键合层与第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接;第三金属层在导电衬底上的投影围绕第一金属层和第二金属层的投影。使得电流通过LED芯片的四周流通,电流比较分散,不再集中,也降低了LED芯片对电流的敏感度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件制作技术领域,尤其涉及一种电容复合式LED芯片及其制作方法。
背景技术
随着上世纪九十年代,第一个蓝光LED的诞生,发光二极管(Light emittingdiode,简称LED)技术有了飞速的发展,使LED芯片广泛应用于照明、指示、显示和背光源等各类场合中,尤其是蓝光芯片的面世,使得制造一种大功率、低能耗、寿命长的白光照明光源成为现实。
随着外延生长技术的优化和改进,LED芯片的内量子效率最高能达到80%以上,因此提高芯片的光学性能,更多地要从外量子效率出发进行解决,尽可能提高光萃取效率。目前主流的用于提高光萃取效率的制备技术是金属反射镜或DBR的制备,其中经常采用的金属反射镜有Al镜和Ag镜,至于DBR(Distributed Bragg Reflector,即分布式布拉格反射镜)的制备则经常使用二氧化硅、二氧化钛、五氧化二钽、氮化铝、氮化硅等折射率相差较大的氧化物或氮化物材料。
由于正装芯片存在金属电极对出光的遮挡和吸收的问题,还有蓝宝石衬底的热导率(35W/(m·K))较小而导致的散热问题,因此对于制备大功率的蓝光芯片,采用倒装工艺进行制备尤为合适。
但是现有技术中的四元系芯片对电流变化非常敏感,造成LED芯片的亮度变化较大。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种电容复合式LED芯片及其制作方法,以解决现有技术中LED芯片对电流敏感,容易出现亮度变化较大的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种电容复合式LED芯片,包括:
导电衬底,所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面;
位于所述导电衬底第一表面的第一电极;
位于所述导电衬底第二表面的键合层;
位于所述键合层背离所述导电衬底一侧的第一金属层;
位于所述第一金属层背离所述导电衬底一侧的第二金属层;
位于所述第二金属层背离所述导电衬底一侧的外延结构,所述外延结构沿背离所述导电衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层;
位于所述外延结构背离所述导电衬底表面的第二电极;
其中,所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置,在所述导电衬底上的投影具有重叠部分;
且所述第一金属层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接;
所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第二金属层的投影。
优选地,所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一介质层。
优选地,所述第二金属层与所述外延结构之间设置有第二介质层。
优选地,所述第一金属层与所述第二金属层之间还包括第四金属层,所述第四金属层与所述第一金属层和所述第二金属层均绝缘设置。
优选地,所述键合层与所述第一金属层、所述第四金属层的材质相同,均为金;
所述第二金属层的材质为金和锌的合金。
优选地,在所述第一型半导体层朝向所述导电衬底的表面还设置有透明导电层。
优选地,所述导电衬底为硅衬底。
本发明还提供一种电容复合式LED芯片制作方法,用于制作形成上述任意一项所述的电容复合式LED芯片,所述电容复合式LED芯片制作方法包括:
提供临时衬底;
形成外延结构,所述外延结构覆盖所述临时衬底,所述外延结构包括第一型半导体层、有源层和第二型半导体层;
在所述外延结构上形成第二金属层,所述第二金属层包括位于中间区域的第一子金属层和围绕所述第一子金属层,且所述第一子金属层绝缘设置的第二子金属层;
在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层,所述第一金属层与所述第一子金属层绝缘设置,且覆盖所述第二金属层;
提供导电衬底;
在所述导电衬底的一个表面形成键合层;
将所述导电衬底上的键合层与所述第一金属层键合;
去除所述临时衬底;
在所述导电衬底背离键合层的表面形成第一电极,在所述外延结构表面形成第二电极。
优选地,在所述去除所述临时衬底之后,还包括对所述外延结构表面进行表面粗化处理。
优选地,所述在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层之前,还包括:
在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第四金属层,所述第四金属层包括位于中间区域的第三子金属层和围绕所述第三子金属层,且与所述第三子金属层绝缘设置的第四子金属层,其中,所述第四子金属层与所述第三子金属层绝缘设置,且在所述临时衬底上的投影具有重叠部分,所述第二子金属层与所述第四子金属层电性接触。
优选地,在所述形成外延结构之后还包括:
在所述外延结构表面形成透明导电层。
经由上述的技术方案可知,本发明提供的电容复合式LED芯片,包括:导电衬底,位于导电衬底第一表面的第一电极;以及依次设置在导电衬底上的键合层、第一金属层、第二金属层、外延结构和第二电极;其中,所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置,在所述导电衬底上的投影具有重叠部分,也即第一金属层和第二金属层能够形成电容,由于多层金属层形成电容,使得芯片具有很好的线性元器件的IV状态,即电流瞬间加注时导致电容感应充电且有反向充电电压,因此LED芯片本身收到的电压较小,电流也较小,所以LED亮度会缓慢变化,当电流突然截止时,电容会进行放电,从而使得LED芯片亮度缓慢变化直至关闭。
也即,由于电容的存在,使得LED对电流的变化不再敏感,从而避免了LED芯片因为电流变化出现较大的亮度变化。
另外,本发明中,所述键合层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接;所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第一金属层和所述第二金属层的投影。使得电流通过LED芯片的四周流通,电流比较分散,不再集中,也降低了LED芯片对电流的敏感度。
本发明还提供一种电容复合式LED芯片制作方法,用于形成上面所述的电容复合式LED芯片。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为现有技术中四元系芯片的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一种电容复合式LED芯片的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的另一种电容复合式LED芯片的结构示意图;
图4为本发明实施例提供的一种电容复合式LED芯片制作方法流程图;
图5-图15为本发明实施例提供的电容复合式LED芯片制作方法的各制作步骤对应的工艺示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述的,现有技术中的LED芯片对电流变化非常敏感,造成LED芯片的亮度变化较大。
发明人发现,出现上述现象的原因是,如图1所示,图1为现有技术中四元系芯片的结构示意图;所述四元系芯片包括:Si衬底102,位于Si衬底102一个表面的背金101,位于Si衬底102另一个表面的键合层103,键合层103与镜面反射层104键合,镜面反射层104上设置有介质膜,介质膜中设置有介质孔105,介质膜上设置有GaP层106,以及外延层107,外延层107上设置有电极焊盘108。
其中,由于上述LED芯片为垂直结构,且电流方向沿电极焊盘108垂直上下方向,方向单一且集中,在介质空105周围容易导致芯片对于电流变化非常敏感。
基于此,本发明提供一种电容复合式LED芯片,包括:
导电衬底,所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面;
位于所述导电衬底第一表面的第一电极;
位于所述导电衬底第二表面的键合层;
位于所述键合层背离所述导电衬底一侧的第一金属层;
位于所述第一金属层背离所述导电衬底一侧的第二金属层;
位于所述第二金属层背离所述导电衬底一侧的外延结构,所述外延结构沿背离所述导电衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层;
位于所述外延结构背离所述导电衬底表面的第二电极;
其中,所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置,在所述导电衬底上的投影具有重叠部分;
且所述键合层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接;
所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第一金属层和所述第二金属层的投影。
本发明提供的电容复合式LED芯片,包括:导电衬底,位于导电衬底第一表面的第一电极;以及依次设置在导电衬底上的键合层、第一金属层、第二金属层、外延结构和第二电极;其中,所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置,在所述导电衬底上的投影具有重叠部分,也即第一金属层和第二金属层能够形成电容,由于多层金属层形成电容,使得芯片具有很好的线性元器件的IV状态,即电流瞬间加注时导致电容感应充电且有反向充电电压,因此LED芯片本身收到的电压较小,电流也较小,所以LED亮度会缓慢变化,当电流突然截止时,电容会进行放电,从而使得LED芯片亮度缓慢变化直至关闭。
也即,由于电容的存在,使得LED对电流的变化不再敏感,从而避免了LED芯片因为电流变化出现较大的亮度变化。
另外,本发明中,所述键合层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接;所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第一金属层和所述第二金属层的投影。使得电流通过LED芯片的四周流通,电流比较分散,不再集中,也降低了LED芯片对电流的敏感度。
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参见图2,图2为本发明实施例提供的一种电容复合式LED芯片的结构示意图;所述电容复合式LED芯片包括:
导电衬底210,导电衬底210包括相对设置的第一表面和第二表面;
位于导电衬底210第一表面的第一电极212;
位于导电衬底210第二表面的键合层209’;
位于键合层209’背离导电衬底210一侧的第一金属层209;
位于第一金属层209背离导电衬底210一侧的第二金属层205;
位于第二金属层205背离导电衬底210一侧的外延结构202,外延结构202沿背离导电衬底210方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层;
位于外延结构202背离导电衬底表面的第二电极211;
其中,第二金属层205和第一金属层209绝缘设置,在导电衬底210上的投影具有重叠部分;
且第一金属层209与第一型半导体层之间通过第三金属层208电性连接;
第三金属层208在导电衬底210上的投影围绕第二金属层205的投影。
本发明实施例中不限定第一金属层209和第二金属层205之间的绝缘设置方式,可选的,第一金属层209和第二金属层205之间设置有第一介质层2061。本实施例中不限定第一介质层2061的材质,可选的,第一介质层2061可以为氟化镁、氧化硅或氮化硅等绝缘材质。
另外,本实施例中第二金属层205与外延结构202之间也是绝缘设置的,如图2中所示,在第二金属层205和外延结构202之间还设置有第二介质层204,本实施例中也不限定第二介质层204的材质,可选的,第二介质层204可以为氟化镁、氧化硅或氮化硅等绝缘材质,本实施例中更加可选的,所述第二介质层204为MgF2。
需要说明的是,本实施例中对各层金属层的厚度不做限定,可以根据LED芯片实际过程中对光的反射以及发射光的波长进行设置。
本实施例中由于第三金属层208位于LED芯片的四周,使得LED芯片的第一电极212和第二电极211之间的电流从LED芯片的四周通过,而使得电流较为分散,而不集中,也在一定程度上降低了LED芯片对电流的敏感。
本实施例中不限定外延结构202中的第一型半导体层、第二型半导体层的具体类型,可选的,所述第一型半导体层可以为N型半导体层,对应的,所述第二型半导体层为P型半导体层;所述第一型半导体层也可以为P型半导体层;对应的,所述第二型半导体层为N型半导体层。本实施例中可选的,所述第一型半导体层为P型半导体层;对应的,所述第二型半导体层为N型半导体层。在本发明的其他实施例中,为了使得P型半导体层上的电流进行扩展使得电流从四周进行扩展,本实施例中还可以在P型半导体层上设置透明导电层203,如图2中所示,第一型半导体层朝向导电衬底210的表面还设置有透明导电层203。透明导电层203起到电流扩展作用,本实施例中不限定透明导电层203的具体材质,可选的,透明导电层203可以为ITO(氧化铟锡)或者IZO(氧化铟锌)。
需要说明的是,本实施例中对各层金属层的材质不做限定,只要能够在LED芯片内部形成电容的金属均可以使用。但是考虑到导电性能和功函数,本实施例中可选地,键合层209’与第一金属层209材质相同,均优选为金,由于金目前在LED芯片中为常用金属,且金的功函数较大,导电性能较好,因此,本发明实施例中金属层的材质均可以优选为金。另外,本实施例中第二金属层205的材质还可以为金和锌的合金,本实施例中对此不做限定。第一电极和第二电极也可以优选为金材质。
另外,需要说明的是,本实施例中不限定导电衬底的具体材质,只要能够将第一电极与第三金属层之间实现电性连接,形成完整的LED结构即可,本实施例中可选的,所述导电衬底为硅衬底。
本实施例中第一金属层209和第二金属层205之间形成电容,由于电容的极板具有缓慢吸收电荷与释放电荷的特性,能够降低LED芯片对电流的敏感。
在本发明的另一个实施例中,如图3所示,为本发明实施例提供的另一种电容复合式LED芯片的结构示意图;与图2所示实施例中的芯片不同的是,本实施例中所述电容复合式LED芯片在第一金属层209和第二金属层205之间还包括第四金属层207,第四金属层207与第一金属层209,以及第二金属层205之间均绝缘设置,从而第四金属层207与第一金属层209之间形成第一电容,同时第四金属层207与第二金属层205之间也形成第二电容。
同样地,本实施例中也不限定第一金属层209与第四金属层207之间的绝缘设置方式,可选的,第一金属层209与第四金属层207之间设置有第三介质层2062。本实施例中不限定第三介质层2062的材质,可选的,第三介质层2062可以为氟化镁、氧化硅或氮化硅等绝缘材质。
本实施例中同样不限定第四金属层的材质,可选的,第四金属层材质为金。
本实施例中提供的电容复合式LED芯片,包括多层金属层,多层金属层之间形成电容,从而使得芯片对电流的敏感度降低。另外,多层金属层还可以用作DBR层,从而提高芯片的出光效率。也即本发明实施例中一层金属层可以同时用作电容的一个极板和DBR层,对金属层进行了复用,得到了电容复合式LED芯片。
本发明实施例还提供一种电容复合式LED芯片制作方法,请参见图4,图4为本发明实施例提供的一种电容复合式LED芯片制作方法流程图;结合图5-图15所示的各制作步骤对应的工艺示意图,对所述电容复合式LED芯片制作方法进行详细说明,所述制作方法包括:
S101:提供临时衬底;
本实施例中不限定临时衬底的具体材质,所述临时衬底仅用作在制作外延结构及后续其他金属层结构时的支撑,因此,只要能够起到支撑作用的衬底,本实施例中均可以采用。
S102:形成外延结构,所述外延结构覆盖所述临时衬底,所述外延结构包括第一型半导体层、有源层和第二型半导体层;
如图5所示,在临时衬底201的一个表面形成外延结构202。
需要说明的是,对于图3所示的电容复合式LED芯片,外延结构202上还可以制作形成电流扩展层203,电流扩展层203为透明导电层,可选的,电流扩展层203的材质为ITO或IZO。
S103:在所述外延结构上形成第二金属层,所述第二金属层包括位于中间区域的第一子金属层和围绕所述第一子金属层,且所述第一子金属层绝缘设置的第二子金属层;
请参见图7和图8,在外延结构202上形成第二金属层,由于所述第二金属层用于形成电容,本实施例中形成第二金属层之前还包括形成介质层204,本实施例中介质层204可以是MgF2材质。需要说明的是,后续形成的金属层还需要与外延结构202和透明导电层203之间形成欧姆接触,因此,本实施例中通过蒸镀工艺形成整层的介质层后,再通过图形化工艺,对介质层进行图形化,使得其仅保留中间区域的介质层,暴露四周边缘区域的透明导电层203。
然后再形成第二金属层,需要说明的是,本实施例中所述的第二金属层与器件结构实施例中的第二金属层并不完全对应,本实施例中第二金属层包括位于中间区域的第一子金属层205和围绕第一子金属层205,且第一子金属层205绝缘设置的第二子金属层208A。其中第一子金属层205形成LED芯片中的第二金属层205,而第二子金属层208A形成LED芯片中的第三金属层208的一部分。
本实施例中不限定第一子金属层205的面积大小,只要能够与后续形成的金属层形成电容即可。本实施例中也不限定第二金属层的材质和厚度,材质可选为金,厚度根据实际需求进行设置。
本实施例中形成第二金属层的方法可以是先蒸镀形成整层的第二金属层,然后通过图形化工艺,将中间区域和边缘区域之间的第二金属层去除,从而形成第一子金属层205和第二子金属层208A。
S104:在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层,所述第一金属层与所述第一子金属层绝缘设置,且覆盖所述第二金属层;
需要说明的是,本实施例中以图3所示的结构为例进行说明,也即在形成第一金属层之前,还需要先形成第四金属层207。
具体的,形成第四金属层207的过程包括:
在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第四金属层,所述第四金属层包括位于中间区域的第三子金属层和围绕所述第三子金属层,且与所述第三子金属层绝缘设置的第四子金属层,其中,所述第四子金属层与所述第三子金属层绝缘设置,且在所述临时衬底上的投影具有重叠部分,所述第二子金属层与所述第四子金属层电性接触;
请参见图9和图10,在第二金属层上先形成介质层2061,然后再形成整层的第四金属层,对第四金属层进行图形化,形成位于中间区域的第三子金属层207和围绕第三子金属层207,且与第三子金属层207绝缘设置的第四子金属层208B。
需要说明的是,本实施例中所述的第四金属层与器件结构实施例中的第四金属层并不完全对应,本实施例中的第四金属层包括形成LED芯片中第四金属层207的第三子金属层207,和形成LED芯片中第三金属层208的第四子金属层208B。
结合图10,本实施例中第二子金属层208A和第四子金属层208B最终形成LED芯片中第三金属层208。
本实施例中,如图11和图12所示,在第四金属层背离临时衬底201的一侧形成第一金属层209,第一金属层209与第三子金属层207绝缘设置,与第四子金属层208B电性接触。在形成第一金属层209时,由于第一金属层209与第三子金属层207之间绝缘设置,组成电容,本实施例中可选的,先在第三子金属层207上形成介质层2062,所述介质层仅覆盖所述第三子金属层207,而暴露边缘区域的第四子金属层208B,从而使得后续第四子金属层208B与其他金属层欧姆接触。
S105:提供导电衬底;
本实施例中不限定导电衬底的材质,可选的,所述导电衬底为硅衬底。
S106:在所述导电衬底的一个表面形成键合层;
请参见图13,为了能够将导电衬底与已经形成的半导体半成品进行压合,本实施例中在导电衬底210上蒸镀形成键合层209’,键合层209’用于将导电衬底210键合至第一金属层209上。由于键合时,需要键合的两个表面均为平整且材料相同的结构才能够键合成功,因此本实施例中第一金属层209还有平坦化作用,可选的,第一金属层209和键合层209’均为金材质。
S107:将所述导电衬底上的键合层与所述第一金属层键合;
如图14所示,将导电衬底210上的键合层209’与临时衬底上的结构层进行键合。无论图2所示的结构还是图3所示的结构,本实施例中所述临时衬底上的结构最外层为第一金属层209,则将第一金属层209与键合层209’键合。
需要说明的是,键合层209’在实现键合过程中,需要键合表面为平整表面。因此,本实施例中还包括平坦化所述第一金属层209背离临时衬底201的表面的步骤。
S108:去除所述临时衬底;
请参见图15,当键合导电衬底210后,由于导电衬底210的支撑作用,可以将临时衬底201去掉。本实施例中不限定去掉临时衬底201的具体工艺。
S109:在所述导电衬底背离键合层的表面形成第一电极,在所述外延结构表面形成第二电极。
最后,将导电衬底210背离键合层209’的表面清洗干净,以及将外延结构202的表面清洗干净,然后在导电衬底210的表面蒸镀形成一层金属层,形成第一电极,在外延结构202的表面蒸镀金属形成第二电极。最终结构请参见图3所示。
本实施例中LED芯片发光方向为向上和向下的方向,其中LED有源层发出的向下的光,经过下方的多层金属层进行反射,从LED芯片的上表面出射。为了防止在LED芯片的上表面发生全反射,降低LED芯片的出光率,本实施例中可选的,在去除临时衬底201之后,还包括对暴露出来的外延结构202表面进行表面粗化处理,可选的,通过化学溶液对外延结构202的表面进行粗糙化即可。
本实施例中提供的电容复合式LED芯片制作方法,用于形成电容复合式LED芯片,由于多层金属层形成电容,使得芯片具有很好的线性元器件的IV状态,即电流瞬间加注时导致电容感应充电且有反向充电电压,因此LED芯片本身收到的电压较小,电流也较小,所以LED亮度会缓慢变化,当电流突然截止时,电容会进行放电,从而使得LED芯片亮度缓慢变化直至关闭。也即,由于电容的存在,使得LED对电流的变化不再敏感,从而避免了LED芯片因为电流变化出现较大的亮度变化。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种电容复合式LED芯片,其特征在于,包括:
导电衬底,所述导电衬底包括相对设置的第一表面和第二表面;
位于所述导电衬底第一表面的第一电极;
位于所述导电衬底第二表面的键合层;
位于所述键合层背离所述导电衬底一侧的第一金属层;
位于所述第一金属层背离所述导电衬底一侧的第二金属层;
位于所述第二金属层背离所述导电衬底一侧的外延结构,所述外延结构沿背离所述导电衬底方向依次包括第一型半导体层、有源层、第二型半导体层;
位于所述外延结构背离所述导电衬底表面的第二电极;
其中,所述第二金属层和所述第一金属层绝缘设置,在所述导电衬底上的投影具有重叠部分;
且所述第一金属层与所述第一型半导体层之间通过第三金属层电性连接;
所述第三金属层在所述导电衬底上的投影围绕所述第二金属层的投影。
2.根据权利要求1所述的电容复合式LED芯片,其特征在于,所述第一金属层和所述第二金属层之间设置有第一介质层。
3.根据权利要求2所述的电容复合式LED芯片,其特征在于,所述第二金属层与所述外延结构之间设置有第二介质层。
4.根据权利要求3所述的电容复合式LED芯片,其特征在于,所述第一金属层与所述第二金属层层之间还包括第四金属层,所述第四金属层与所述第一金属层和所述第二金属层均绝缘设置。
5.根据权利要求4所述的电容复合式LED芯片,其特征在于,所述键合层与所述第一金属层、所述第四金属层的材质相同,均为金;
所述第二金属层的材质为金和锌的合金。
6.根据权利要求1所述的电容复合式LED芯片,其特征在于,在所述第一型半导体层朝向所述导电衬底的表面还设置有透明导电层。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的电容复合式LED芯片,其特征在于,所述导电衬底为硅衬底。
8.一种电容复合式LED芯片制作方法,其特征在于,用于制作形成权利要求1-7任意一项所述的电容复合式LED芯片,所述电容复合式LED芯片制作方法包括:
提供临时衬底;
形成外延结构,所述外延结构覆盖所述临时衬底,所述外延结构包括第一型半导体层、有源层和第二型半导体层;
在所述外延结构上形成第二金属层,所述第二金属层包括位于中间区域的第一子金属层和围绕所述第一子金属层,且所述第一子金属层绝缘设置的第二子金属层;
在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层,所述第一金属层与所述第一子金属层绝缘设置,且覆盖所述第二金属层;
提供导电衬底;
在所述导电衬底的一个表面形成键合层;
将所述导电衬底上的键合层与所述第一金属层键合;
去除所述临时衬底;
在所述导电衬底背离键合层的表面形成第一电极,在所述外延结构表面形成第二电极。
9.根据权利要求8所述的电容复合式LED芯片制作方法,其特征在于,在所述去除所述临时衬底之后,还包括对所述外延结构表面进行表面粗化处理。
10.根据权利要求8所述的电容复合式LED芯片制作方法,其特征在于,所述在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第一金属层之前,还包括:
在所述第二金属层背离所述外延结构的一侧形成第四金属层,所述第四金属层包括位于中间区域的第三子金属层和围绕所述第三子金属层,且与所述第三子金属层绝缘设置的第四子金属层,其中,所述第四子金属层与所述第三子金属层绝缘设置,且在所述临时衬底上的投影具有重叠部分,所述第二子金属层与所述第四子金属层电性接触。
11.根据权利要求8所述的电容复合式LED芯片制作方法,其特征在于,在所述形成外延结构之后还包括:
在所述外延结构表面形成透明导电层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810744377.6A CN108878614B (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种电容复合式led芯片及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810744377.6A CN108878614B (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种电容复合式led芯片及其制作方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108878614A CN108878614A (zh) | 2018-11-23 |
CN108878614B true CN108878614B (zh) | 2019-09-03 |
Family
ID=64300054
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810744377.6A Active CN108878614B (zh) | 2018-07-09 | 2018-07-09 | 一种电容复合式led芯片及其制作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108878614B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203218308U (zh) * | 2013-03-14 | 2013-09-25 | 天津三安光电有限公司 | 发光二极管芯片 |
CN105374916A (zh) * | 2014-09-01 | 2016-03-02 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种n面电极下沉的反极性AlGaInP发光二极管芯片 |
EP3131130A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-15 | Lextar Electronics Corp. | Semiconductor light emitting structure |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8564010B2 (en) * | 2011-08-04 | 2013-10-22 | Toshiba Techno Center Inc. | Distributed current blocking structures for light emitting diodes |
-
2018
- 2018-07-09 CN CN201810744377.6A patent/CN108878614B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN203218308U (zh) * | 2013-03-14 | 2013-09-25 | 天津三安光电有限公司 | 发光二极管芯片 |
CN105374916A (zh) * | 2014-09-01 | 2016-03-02 | 山东浪潮华光光电子股份有限公司 | 一种n面电极下沉的反极性AlGaInP发光二极管芯片 |
EP3131130A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-15 | Lextar Electronics Corp. | Semiconductor light emitting structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108878614A (zh) | 2018-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI766356B (zh) | 發光二極體晶片 | |
TWI544658B (zh) | 發光二極體結構 | |
CN108767136B (zh) | 一种镜面显示屏和制备方法 | |
US7897988B2 (en) | Electroluminescent device | |
JP2011507234A (ja) | 改善されたled構造 | |
TW202107732A (zh) | 發光二極體及其製作方法、發光裝置 | |
TW201312797A (zh) | 基板 | |
CN103035812B (zh) | 基板 | |
CN110731016B (zh) | 发光二极管 | |
TWI499092B (zh) | A kind of flip chip type light emitting diode structure | |
CN209071375U (zh) | 发光二极管 | |
TW201340399A (zh) | 發光元件 | |
CN112420891B (zh) | 发光二极管芯片及其制作方法 | |
CN108878614B (zh) | 一种电容复合式led芯片及其制作方法 | |
CN104576886A (zh) | 一种高品质无损共平面电极的发光器件及其制备方法和交流式垂直发光装置 | |
CN104576874B (zh) | 一种覆晶式发光二极管结构 | |
TWI449210B (zh) | 發光元件 | |
TW201743472A (zh) | 發光元件 | |
CN114899290A (zh) | 一种发光二极管芯片及发光二极管封装件 | |
WO2014106306A1 (zh) | 高压覆晶led结构及其制造方法 | |
CN103594594B (zh) | 具有粗化透明电极的倒装发光二极管 | |
TWI407603B (zh) | 發光元件封裝結構及其製程 | |
TWI429103B (zh) | 覆晶發光二極體晶粒及其晶粒陣列 | |
CN107195762B (zh) | 一种倒装hv-led光源及其制备方法 | |
CN106159044B (zh) | Led芯片结构及其制作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |