CN107799638A - 一种倒装led及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
发明公开了一种倒装LED及其制作方法，在所述倒装LED中，反射层包括：透明导电层、第一绝缘层以及金属反射层。反射层采用透明导电层和金属反射层夹第一绝缘层得结构，即实现了低阻抗的欧姆接触，又实现了高反射率，同时，可以通过优化第一通孔中的个数以及分布位置实现电流分布的优化。
Description
技术领域
本发明涉及半导体器件技术领域，更具体的说，涉及一种倒装LED及其制作方法。
背景技术
倒装LED因其具有无电极挡光、热阻低、可承受大电流冲击等优点，成为大功率LED芯片的一个主要研究方向之一。
参考图1，图1为现有技术中一种常见倒装LED的结构示意图，包括：衬底11；设置在衬底11表面的N型半导体层12；设置在N型半导体层12表面的有源层13；设置在有源层13表面的P型半导体层14；设置在P型半导体层14表面的反射层15；设置在反射层15表面的P电极，P电极16和P型半导体层14电连接；用于露出部分N型半导体层12的凹槽10，凹槽19内设置有N电极17，N电极17和N型半导体层12电连接。图1所示倒装LED中，P电极16和N电极17施加电压后，有源层13发光通过衬底11出射。反射层15的作用包括两个方面，一方面是将向下传播的光线反射，另一方面是和P型半导体层14形成低电阻的欧姆接触。
现有技术中，倒装LED中反射层的结构包括如下两种方式：
一种结构是在ITO层上加上分布式布拉格反射镜(DBR)结构，ITO层的主要作用是和P型半导体层形成低电阻的欧姆接触，DBR结构作为反射层。该方式中，ITO层的横向电流扩展能力较弱，DBR结构的厚度较大/热阻高，而且DBR结构无法实现全角度反射，一般只能实现垂直角度高反射率，而有源层发出光线是全角度光，导致部分光线无法被DBR结构向上反射，导致LED出光效率降低，亮度降低。
另一种结构是银反射镜结构，该结构直接采用金属银同时做接触层和反射层，由于银的功函数4.26eV，低于制作P型半导体层的GaN的功函数7.5eV，无法实现直接形成低电阻的欧姆接触，为了实现较低电阻的欧姆接触，需要对LED进行高温合金，而高温合金会导致银反射镜的反射率急剧降低，从而导致LED出光效率降低，亮度降低。
还有一种非常用的反射层结构是在银反射镜下方设置一层ITO层，该结构虽然避免了高温合金，但是实际反射率较单独银反射镜结构经过高温合金的反射率还低，一种原因是ITO层相对于因反射镜较为粗糙，导致银反射镜的反射率降低。
通过上述描述可知，现有的倒装LED中，反射层无法同时兼顾较低阻抗的欧姆接触以及较高的反射率。
发明内容
为了解决上述问题，本发明技术方案提供了一种倒装LED及其制作方法，既可以实现低阻抗的欧姆接触，又可以实现较高的反射率。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种倒装LED，所述倒装LED包括：
衬底；
设置在所述衬底表面的N型半导体层；
设置在所述N型半导体层表面的有源层；
设置在所述有源层表面的P型半导体层；
设置在所述P型半导体层表面的反射层；
设置在所述反射层表面的P电极，所述P电极和所述P型半导体层电连接；
用于露出部分所述N型半导体层的凹槽，所述凹槽内设置有N型电极，所述N型电极和所述N型半导体层电连接；
其中，所述反射层包括：设置在所述P型半导体层表面的透明导电层；设置在所述透明导电层表面的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有至少一个第一通孔；设置在所述第一绝缘层表面的金属反射层，所述金属反射层通过所述第一通孔与所述透明导电层电连接，以使得P电极与所述P型半导体层电连接。
优选的，在上述倒装LED中，所述透明导电层为In2O3、SnO2、ZnO、CdO、CdIn2O4、Cd2SnO4、ZnSnO4、SnO2-ZnO、In2O3：Sn(ITO)、In2O3:Sb、In2O3：F、ZnO：In、ZnO：Ga(GZO)、ZnO：Al(AZO)、非晶硅、碳纳米管膜以及透明导电聚合物中的任一种或者多层叠加。
优选的，在上述倒装LED中，所述透明导电层的厚度范围是 包括端点值。
优选的，在上述倒装LED中，所述第一绝缘层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氟化镁中的任一种或者多层叠加。
优选的，在上述倒装LED中，所述第一绝缘层的厚度范围是 包括端点值。
优选的，在上述倒装LED中，所述金属反射层包括Ag、Al、Pd、Sn、Pt、Ni、Ti以及Au中的一种或是多种金属叠层。
优选的，在上述倒装LED中，所述金属反射层的厚度范围是 包括端点值。
优选的，在上述倒装LED中，还包括：
覆盖所述金属反射层表面的导电防扩散层，所述导电防扩散层用于防止所述金属反射层的金属原子的扩散；
覆盖所述导电防扩散层以及所述凹槽的第二绝缘层，所述第二绝缘层具有露出部分所述导电防扩散层的第二通孔以及露出部分所述N型半导体层的第三通孔；所述P电极通过所述第二通孔与所述导电防扩散层电连接；所述N电极通过所述第三通孔与所述N型半导体层电连接。
本发明还提供了一种制作方法，用于制作上述任一项所述的倒装LED，所述制作方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成N型半导体层；
在所述N型半导体层表面形成有源层；
在所述有源层表面形成P型半导体层；
形成贯穿所述P型半导体层以及所述有源层的凹槽，所述凹槽用于露出部分所述N型半导体层；
在所述P型半导体层表面形成反射层；
形成P电极和N电极；所述P电极位于所述反射层表面，与所述P型半导体层电连接；所述N电极位于所述凹槽内，与所述N型半导体层电连接；
其中，所述反射层包括：设置在所述P型半导体层表面的透明导电层；设置在所述透明导电层表面的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有至少一个第一通孔；设置在所述第一绝缘层表面的金属反射层，所述金属反射层通过所述第一通孔与所述透明导电层电连接，以使得P电极与所述P型半导体层电连接。
优选的，在上述制作方法中，所述形成P电极和N电极包括：
在所述金属反射层表面形成导电防扩散层，所述导电防扩散层用于防止所述金属反射层的金属原子的扩散；
在所述导电防扩散层表面以及所述凹槽内形成第二绝缘层，所述第二绝缘层具有露出部分所述导电防扩散层的第二通孔以及露出部分所述N型半导体层的第三通孔；
在所述第二通孔内形成P电极，在所述第三通孔内形成N电极；所述P电极通过所述第二通孔与所述导电防扩散层电连接；所述N电极通过所述第三通孔与所述N型半导体层电连接。
通过上述描述可知，发明技术方案所述倒装LED及其制作方法中，反射层包括：透明导电层、第一绝缘层以及金属反射层。反射层采用透明导电层和金属反射层夹第一绝缘层得结构，即实现了低阻抗的欧姆接触，又实现了高反射率，同时，可以通过优化第一通孔中的个数以及分布位置实现电流分布的优化。
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为现有技术中一种常见倒装LED的结构示意图；
图2a为本发明实施例提供的一种倒装LED的结构示意图；
图2b为本发明实施例提供的另一种倒装LED的结构示意图；
图3位本发明实施例提供的又一种倒装LED的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种倒装LED的结构示意图；
图5-图12为本发明实施例提供的一种制作方法的流程示意图；
图13-图15为本发明实施例提供的一种反射层的制作方法的流程示意图；
图16-图17为本发明实施例提供的一种电极的制作方法的流程示意图；
图18-图20为本发明实施例提供的另一种电极的制作方法的流程示意图。
具体实施方式
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图2a，图2a为本发明实施例提供的一种倒装LED的结构示意图，所述倒装LED包括：衬底21；设置在所述衬底21表面的N型半导体层22；设置在所述N型半导体层22表面的有源层23；设置在所述有源层23表面的P型半导体层24；设置在所述P型半导体层24表面的反射层25；设置在所述反射层25表面的P电极26，所述P电极26和所述P型半导体层24电连接；用于露出部分所述N型半导体层的凹槽20，所述凹槽20内设置有N型电极27，所述N型电极27和所述N型半导体层22电连接。
其中，所述反射层25包括：设置在所述P型半导体层24表面的透明导电层251；设置在所述透明导电层251表面的第一绝缘层252，所述第一绝缘层252具有至少一个第一通孔；设置在所述第一绝缘层252表面的金属反射层253，所述金属反射层253通过所述第一通孔与所述透明导电层251电连接，以使得P电极26与所述P型半导体层24电连接。
本发明实施例中，N型半导体层22可以为N型氮化镓层，P型半导体层24可以为P型氮化镓层；衬底21为透明衬底，如蓝宝石衬底等。P电极26和N电极27之间施加工作电压时，LED生成的光线通过衬底21出射。其中，有源层23用于生成光线，向衬底21出射的光线直接通过衬底21出射，向反射层25出射的光线，经过反射改变方向后，再经过衬底21出射。
所述透明导电层251为氧化铟In2O3、氧化锡SnO2、氧化锌ZnO、氧化镉CdO、偏铟酸镉CdIn2O4、锡酸镉Cd2SnO4、锡酸锌ZnSnO4、氧化锡氧化锌复合膜SnO2-ZnO、氧化铟锡In2O3：Sn(ITO)、氧化铟锑In2O3:Sb、氟掺杂氧化铟In2O3：F、铟掺杂氧化锌ZnO：In、镓掺杂氧化锌ZnO：Ga(GZO)、铝掺杂氧化锌ZnO：Al(AZO)、非晶硅、碳纳米管膜以及透明导电聚合物中的任一种或者多层叠加。可选的，所述透明导电层251的厚度范围是 包括端点值。可以通过电子束蒸镀或是溅镀工艺形成所述透明导电层251。
当所述透明导电层251采用上述材料任一种时，为单层结构，当所述透明导电层251为多层叠加的结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成多层叠加的结构。
所述第一绝缘层252为氧化硅(即SiO2)、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氟化镁中的任一种或者多层叠加。可选的，所述第一绝缘层252的厚度范围是包括端点值。可以通过PECVD工艺沉积所述第一绝缘层252。采用SiO2作为所述第一绝缘层252，使用湿法或者干法的方式蚀刻第一绝缘层252，形成所述第一通孔。
当所述第一绝缘层252采用上述材料任一种时，为单层结构，当所述第一绝缘层252为多层叠加的结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成多层叠加的结构。
所述金属反射层253包括Ag、Al、Pd、Sn、Pt、Ni、Ti以及Au中的一种或是多种。可选的，所述金属反射层253的厚度范围是包括端点值。可以通过电子束蒸镀或是溅镀工艺形成所述金属反射层253。
当所述金属反射层253采用上述材料任一种时，为单层结构，当所述金属反射层253为多层叠加的结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成多层叠加的结构。
如图2b所示，图2b为本发明实施例提供的另一种倒装LED的结构示意图，为了进一步增加金属反射层253的反射效率，可以设置透明导电层251仅保留对应第一绝缘层252的第一通孔位置的部分，其他部分去除，如可以通过刻蚀工艺去除。
参考图3，图3位本发明实施例提供的又一种倒装LED的结构示意图，图3所示倒装LED在图2b所示倒装LED的基础上进一步包括：覆盖所述金属反射层253表面的导电防扩散层31，所述导电防扩散层31用于防止所述金属反射层253的金属原子的扩散；覆盖所述导电防扩散层253以及所述凹槽20的第二绝缘层32，所述第二绝缘层32具有露出部分所述导电防扩散层31的第二通孔以及露出部分所述N型半导体层22的第三通孔；所述P电极26通过所述第二通孔与所述导电防扩散层31电连接；所述N电极27通过所述第三通孔与所述N型半导体层22电连接。该实施方式中，透明导电层251结构也可以与图2a所示实施方式相同。
该方式中，导电防扩散层31可以由Ti、W、Cr、Ni、Pt、Al、Au的一层或多层金属叠加构成。当导电防扩散层31采用上述材料任一种时，为单层结构，当当导电防扩散层31为多层叠加结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成多层叠加结构。
第二绝缘层32由SiO2、Si3N4、DBR的一层或多层绝缘层叠加组成，在绝缘层对应P、N区域使用蚀刻的方式进行开孔形成所述第二通孔以及第三通孔。当导电防扩散层31采用上述材料任一种时，为单层结构，当所述导电防扩散层31为多层叠加结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成多层叠加结构。
本发明实施例中，用于形成电极的材料Cr、Al、Ni、Ti、Pt、Au、AuSn的一种或多种叠加构成。当电极采用上述材料任一种时，为单层结构，当电极上述材料多种叠加结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成叠层结构。
参考图4，图4为本发明实施例提供的又一种倒装LED的结构示意图，图4所示倒装LED在图3所示倒装LED的基础上进一步包括：覆盖所述第二绝缘层32的电流二次分布金属层41，所述电流二次分布金属层41分为两部分，一部分通过第二通孔与所述导电防扩散层31电连接，另一部分通过所述第三通孔与所述N型半导体层22电连接；覆盖所述电流二次分布金属层41的第三绝缘层42，第三绝缘层具有用于设置P电极26的通孔以及用于设置N电极27的通孔。该实施方式中，透明导电层251结构也可以与图2a所示实施方式相同。
电流二次分布金属层41的常用材料有Cr、Al、Ni、Ti、Pt、Au的一种或多种金属叠加构成，第二绝缘层32可以实现多个通孔的均匀分布在整个芯片表面，主要的作用是用来使得电流二次分布金属层41实现电流的二次分布。当电流二次分布金属层41采用上述材料任一种时，为单层结构，当电流二次分布金属层41上述材料多种叠加结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成叠层结构。
第三绝缘层42由SiO2、Si3N4、DBR的一层或多层绝缘层叠加组成，在第三绝缘层对应P、N区域使用蚀刻的方式进行开孔形成用于设置P电极26的通孔以及用于设置N电极27的通孔。当第三绝缘层42采用上述材料任一种时，为单层结构，当第三绝缘层42上述材料多种叠加结构时，采用上述材料的多种材料，每种材料单独为一层，形成叠层结构。
图4中第二绝缘层32相对于图3中对应P型半导体层24区域具有多个通孔，用于实现电极的二次分布。图3中第二绝缘层32对应P型半导体层24区域可以形成一个通孔用于设置P电极26。
在本发明实施例所述倒装LED中，反射层25包括：透明导电层251、第一绝缘层252以及金属反射层253。反射层25采用透明导电层251和金属反射层253夹第一绝缘层252得结构，即实现了低阻抗的欧姆接触，又实现了高反射率，同时，可以通过优化第一通孔中的个数以及分布位置实现电流分布的优化。
基于上述实施例，本发明另一实施例还提供了一种制作方法，用于制作上述实施例所述的倒装LED，该制作方法如图5-图12所示，图5-图12为本发明实施例提供的一种制作方法的流程示意图，包括：
步骤S11：如图5所示，提供一衬底21。
步骤S12：如图6所示，在所述衬底21表面形成N型半导体层22。
步骤S13：如图7所示，在所述N型半导体层22表面形成有源层23。
步骤S14：如图8所示，在所述有源层23表面形成P型半导体层24。
步骤S15：如图9所示，形成贯穿所述P型半导体层以及所述有源层的凹槽20，所述凹槽20用于露出部分所述N型半导体层22。
步骤S16：如图9-图12所示，在所述P型半导体层表面形成反射层25。
其中，所述反射层25包括：设置在所述P型半导体层24表面的透明导电层251；设置在所述透明导电层251表面的第一绝缘层252，所述第一绝缘层252具有至少一个第一通孔；设置在所述第一绝缘层252表面的金属反射层253，所述金属反射层253通过所述第一通孔与所述透明导电层252电连接，以使得P电极26与所述P型半导体层24电连接。
首先，如图9所示，在P型半导体层24的表面沉积一层ITO作为透明导电层，厚度为沉积方式可以为电子束蒸镀或是溅镀工艺。
然后，如图10所示，在ITO表面使用PECVD沉积一层SiO2作为所述第一绝缘层252，厚度为通过光刻工艺，采用氢氟酸和氟化铵混合溶液刻蚀，在SiO2表面形成第一通孔。
光刻形成第一通孔后，在所述第一绝缘层252表面形成一层金属银，作为金属反射层253，厚度为沉积方式可以为电子束蒸镀或是溅镀工艺。
步骤S17：如图2a所示，形成P电极26和N电极27；所述P电极26位于所述反射层表面253，与所述P型半导体层24电连接；所述N电极27位于所述凹槽20内，与所述N型半导体层22电连接。
当制作如图2b所示倒装LED时，形成反射层25之前的工艺和图2a结构相同，形成反射层25的过程不同，电极形成工艺相同。制作如图2b所示倒装LED时，如图13-图15所示，首先，如图13所示，需要对透明导电层251进行刻蚀，采用ITO作为透明导电层251时，可以采用氧化铁和盐酸的混合溶液对该ITO进行刻蚀，在后续第一绝缘层252需要形成第一通孔的位置留下ITO，其余位置ITO刻蚀掉，完成该ITO的图形制作。然后，分别如图14和图15所示，形成第一绝缘层252和金属反射层253，和图2a所示结构对应工艺相同。
当制作如图3所示倒装LED时，形成反射层25的工艺及形成反射层25之前的工艺和图2b对应工艺相同，后续形成电极的工艺不同。制作如图3所示倒装LED时，如图16-图17所示，此时，所述形成P电极26和N电极27包括：
首先，如图16所示，在所述金属反射层253表面形成导电防扩散层31，所述导电防扩散层31用于防止所述金属反射层253的金属原子的扩散。一般采用银作为金属反射层253，沉积的导电防扩散层31用于防止Ag扩散。
然后，如图17，在所述导电防扩散层31表面以及所述凹槽20内形成第二绝缘层32，所述第二绝缘层32具有露出部分所述导电防扩散层31的第二通孔以及露出部分所述N型半导体层22的第三通孔。沉积形成该第二绝缘层32后，通过刻蚀工艺分别在对应P型半导体层24和N型半导体层22的区域进行开孔，形成第二通孔和第三通孔。
最后，如图3所示，在所述第二通孔内形成P电极26，在所述第三通孔内形成N电极27；所述P电极26通过所述第二通孔与所述导电防扩散层31电连接；所述N电极27通过所述第三通孔与所述N型半导体层22电连接。通过沉积方式形成焊接电极，用于和外部电路电连接。
当制作如图4所示倒装LED时，形成反射层25的工艺及形成反射层25之前的工艺和图3对应工艺相同，后续形成电极的工艺不同。制作如图4所示倒装LED时，如图18-图20所示，此时，所述形成P电极26和N电极27包括：
首先，如图18所示，在对第二绝缘层32进行开孔时，对应P型半导体层24区域具有多个通孔。
然后，如图19所示，在第二绝缘层32表面形成电流二次分布金属层41
再电流二次分布金属层41形成第三绝缘层42，使用蚀刻的方式进行开孔形成用于设置P电极26的通孔以及用于设置N电极27的通孔。
最后如图4所示，形成P电极26和N电极27。
本发明实施例所述制作方法中，在一个大尺寸的衬底上形成多个倒装LED。形成电极结构后，可以通过对衬底进行减薄处理，降低厚度，再进行切割劈裂，形成多个单粒倒装LED。
本发明实施例所述制作方法可以用于制作上述实施例所述倒装LED，既可以实现低阻抗欧姆接触，又可以实现高反射率，同时还可通过布局各绝缘层中通孔实现电流的再次分布，使得电流扩展均匀，使得LED具有更好的可靠性和稳定性。
本说明书中各个实施例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部分互相参见即可。
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 (10)
1.一种倒装LED，其特征在于，所述倒装LED包括：
衬底；
设置在所述衬底表面的N型半导体层；
设置在所述N型半导体层表面的有源层；
设置在所述有源层表面的P型半导体层；
设置在所述P型半导体层表面的反射层；
设置在所述反射层表面的P电极，所述P电极和所述P型半导体层电连接；
用于露出部分所述N型半导体层的凹槽，所述凹槽内设置有N型电极，所述N型电极和所述N型半导体层电连接；
其中，所述反射层包括：设置在所述P型半导体层表面的透明导电层；设置在所述透明导电层表面的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有至少一个第一通孔；设置在所述第一绝缘层表面的金属反射层，所述金属反射层通过所述第一通孔与所述透明导电层电连接，以使得P电极与所述P型半导体层电连接。
2.根据权利要求1所述的倒装LED，其特征在于，所述透明导电层为In2O3、SnO2、ZnO、CdO、CdIn2O4、Cd2SnO4、ZnSnO4、SnO2-ZnO、In2O3：Sn(ITO)、In2O3:Sb、In2O3：F、ZnO：In、ZnO：Ga(GZO)、ZnO：Al(AZO)、非晶硅、碳纳米管膜以及透明导电聚合物中的任一种或者多层叠加。
3.根据权利要求1所述的倒装LED，其特征在于，所述透明导电层的厚度范围是包括端点值。
4.根据权利要求1所述的倒装LED，其特征在于，所述第一绝缘层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铝以及氟化镁中的任一种或者多层叠加。
5.根据权利要求1所述的倒装LED，其特征在于，所述第一绝缘层的厚度范围是包括端点值。
6.根据权利要求1所述的倒装LED，其特征在于，所述金属反射层包括Ag、Al、Pd、Sn、Pt、Ni、Ti以及Au中的一种或是多种金属叠层。
7.根据权利要求1所述的倒装LED，其特征在于，所述金属反射层的厚度范围是包括端点值。
8.根据权利要求1-7任一项所述的倒装LED，其特征在于，还包括：
覆盖所述金属反射层表面的导电防扩散层，所述导电防扩散层用于防止所述金属反射层的金属原子的扩散；
覆盖所述导电防扩散层以及所述凹槽的第二绝缘层，所述第二绝缘层具有露出部分所述导电防扩散层的第二通孔以及露出部分所述N型半导体层的第三通孔；所述P电极通过所述第二通孔与所述导电防扩散层电连接；所述N电极通过所述第三通孔与所述N型半导体层电连接。
9.一种制作方法，用于制作如权利要求1-8任一项所述的倒装LED，其特征在于，所述制作方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底表面形成N型半导体层；
在所述N型半导体层表面形成有源层；
在所述有源层表面形成P型半导体层；
形成贯穿所述P型半导体层以及所述有源层的凹槽，所述凹槽用于露出部分所述N型半导体层；
在所述P型半导体层表面形成反射层；
形成P电极和N电极；所述P电极位于所述反射层表面，与所述P型半导体层电连接；所述N电极位于所述凹槽内，与所述N型半导体层电连接；
其中，所述反射层包括：设置在所述P型半导体层表面的透明导电层；设置在所述透明导电层表面的第一绝缘层，所述第一绝缘层具有至少一个第一通孔；设置在所述第一绝缘层表面的金属反射层，所述金属反射层通过所述第一通孔与所述透明导电层电连接，以使得P电极与所述P型半导体层电连接。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述形成P电极和N电极包括：
在所述金属反射层表面形成导电防扩散层，所述导电防扩散层用于防止所述金属反射层的金属原子的扩散；
在所述导电防扩散层表面以及所述凹槽内形成第二绝缘层，所述第二绝缘层具有露出部分所述导电防扩散层的第二通孔以及露出部分所述N型半导体层的第三通孔；
在所述第二通孔内形成P电极，在所述第三通孔内形成N电极；所述P电极通过所述第二通孔与所述导电防扩散层电连接；所述N电极通过所述第三通孔与所述N型半导体层电连接。
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|---|---|
| CN (1) | CN107799638A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108321274A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-24 | 聚灿光电科技（宿迁）有限公司 | Led芯片及其制造方法 |
| CN108878599A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-23 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种倒装led芯片及其制作方法 |
| CN109659414A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-19 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种倒装led芯片及其制作方法 |
| CN110088922A (zh) * | 2018-04-08 | 2019-08-02 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种发光二极管芯片结构及其制作方法 |
| CN110571315A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN111180565A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-19 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种倒装led芯片 |
| CN111509101A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光二极管 |
| CN113644180A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-12 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 倒装led芯片及其制备方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105374914A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-02 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led芯片及led芯片的制备方法 |
| CN105895776A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 新世纪光电股份有限公司 | 具有布拉格反射镜的发光二极管及其制造方法 |
| CN106067496A (zh) * | 2015-04-22 | 2016-11-02 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管芯片 |
| EP3131130A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-15 | Lextar Electronics Corp. | Semiconductor light emitting structure |
| CN106449924A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种光热电分离的倒装led芯片及其制作方法 |
| CN106684219A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-05-17 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led芯片结构及其加工方法 |
-
2017
- 2017-10-24 CN CN201711000519.XA patent/CN107799638A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105895776A (zh) * | 2015-02-17 | 2016-08-24 | 新世纪光电股份有限公司 | 具有布拉格反射镜的发光二极管及其制造方法 |
| CN106067496A (zh) * | 2015-04-22 | 2016-11-02 | 新世纪光电股份有限公司 | 发光二极管芯片 |
| EP3131130A1 (en) * | 2015-08-13 | 2017-02-15 | Lextar Electronics Corp. | Semiconductor light emitting structure |
| CN105374914A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-02 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led芯片及led芯片的制备方法 |
| CN106449924A (zh) * | 2016-08-30 | 2017-02-22 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种光热电分离的倒装led芯片及其制作方法 |
| CN106684219A (zh) * | 2017-01-22 | 2017-05-17 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led芯片结构及其加工方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108321274A (zh) * | 2018-04-08 | 2018-07-24 | 聚灿光电科技（宿迁）有限公司 | Led芯片及其制造方法 |
| CN110088922A (zh) * | 2018-04-08 | 2019-08-02 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种发光二极管芯片结构及其制作方法 |
| CN110088922B (zh) * | 2018-04-08 | 2022-04-15 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 一种发光二极管芯片结构及其制作方法 |
| CN108321274B (zh) * | 2018-04-08 | 2024-05-10 | 聚灿光电科技（宿迁）有限公司 | Led芯片及其制造方法 |
| CN108878599A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-11-23 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种倒装led芯片及其制作方法 |
| CN109659414A (zh) * | 2018-11-22 | 2019-04-19 | 华灿光电（浙江）有限公司 | 一种倒装led芯片及其制作方法 |
| CN111509101A (zh) * | 2019-01-31 | 2020-08-07 | 首尔伟傲世有限公司 | 发光二极管 |
| CN110571315A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-13 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种led芯片及其制作方法 |
| CN111180565A (zh) * | 2020-02-24 | 2020-05-19 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种倒装led芯片 |
| CN111180565B (zh) * | 2020-02-24 | 2024-05-31 | 佛山市国星半导体技术有限公司 | 一种倒装led芯片 |
| CN113644180A (zh) * | 2021-08-05 | 2021-11-12 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 倒装led芯片及其制备方法 |
| CN113644180B (zh) * | 2021-08-05 | 2023-01-06 | 厦门士兰明镓化合物半导体有限公司 | 倒装led芯片及其制备方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180313 |