CN110265520A - 优化电流分布的嵌入式电极结构led芯片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片及其制备方法，所述LED芯片包括从下到上依次排列分布的导电衬底、键合金属层、第一绝缘层、反射镜金属保护层、反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、n型GaN层、透明电流扩散层和第二绝缘层；两个嵌入式柱状N电极层分别插入键合金属层中并依次贯穿第一绝缘层等；嵌入式柱状N电极层和键合金属层相连接形成电导通；嵌入式柱状N电极层的上表面和透明电流扩散层的下表面相连接并形成欧姆接触。本发明提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片可以在不增加电极孔数量即不损失发光面积的情况实现电流分布优化，进一步芯片提高亮度。
Description
技术领域
本发明涉及LED制造技术领域，具体涉及一种优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片及其制备方法。
背景技术
随着LED在照明领域的逐步应用，市场对白光LED光效的要求越来越高，从普通家庭照明灯具逐步发展到需要更高功率的路灯、车前灯系统，市场对于大功率大尺寸甚至超大尺寸的LED芯片的需求越来越成为主流。超大功率，超大尺寸LED首先面对的第一个问题就是电流拥挤。目前LED市场主流的垂直线性结构LED芯片在一定程度上解决了水平结构LED电流拥挤严重的问题，得以将LED单芯片的功率提升到1-2W，但是垂直结构芯片依然存在电流拥挤的问题，注入点附近的电流密度要比电极远端的电流密度高出1倍甚至更多，在注入点附近的电流拥挤现象在更大功率应用中往往是限制其光效提升的主要因素，而电流拥挤带来的巨大发热对长期可靠性也是重大隐患。更高的功率要求对LED芯片的电流扩展能力提出了更大的考验，普通的垂直结构已经不能满足更大功率比如5W及以上功率芯片的设计要求了。而嵌入式电极结构LED芯片通过P面延申至n-GaN内部的孔洞将N电极设置在n-GaN内，这种结构有以下优点：1、电流扩展性能优于垂直结构芯片，孔内电极形成的3D层面的电流扩展明显好于垂直结构芯片；2、孔的面积远小于垂直结构电极线的面积，减少了光线的损失；3、相比与垂直结构更加优异的散热能力。
嵌入式结构LED芯片弥补了垂直结构芯片的不足，使得LED芯片的功率得以再上一个台阶。但是仍然需要很多设计优化。芯片内均匀分布的电极孔使得电流在芯片内部可以相对均匀的分布而非聚集在PAD附近。电流从孔内涌出，通过n-GaN层扩散到周围一定面积的发光区域。而扩散范围的大小受限于n-GaN层的导电能力往往只有100um左右，若要实现整面的电流均匀扩展就要增加孔的密度连弥补扩散距离的限制，然而孔的密度增加又会损失掉更多的发光面积而降低光效，得不偿失。同时孔的个数增加带来的孔壁绝缘的难题也更加严重。因此如何进一步优化嵌入式电极结构LED芯片的电流分布情况而不减少有效的发光面积是嵌入式电极结构LED的一大难题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种新的思路，将透明电流扩散层引入到嵌入式电极结构芯片中，透明电流扩散层覆盖于n-GaN之上，电极孔直接打穿n-GaN与透明电流扩散层相通。孔内的柱状n电极与透明电流扩散层接触形成电导通。借助透明导电层优异的导电性能使得电流扩展长度大大延伸。可以实现在不增加孔的个数的情况下，大大提升电流分布的均匀性，从而提升发光性能，并且降低电流拥挤带来的发热情况。
本发明的目的是通过以下技术方案之一实现的。
本发明提供了一种优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，包括从下到上依次排列分布的导电衬底、键合金属层、第一绝缘层、反射镜金属保护层、反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、n型GaN层、透明电流扩散层和第二绝缘层；两个嵌入式柱状N电极层分别插入键合金属层中并依次径向贯穿第一绝缘层、反射镜金属保护层、反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层和n型GaN层；嵌入式柱状N电极层和键合金属层相连接形成电导通；嵌入式柱状N电极层的上表面和透明电流扩散层的下表面相连接并形成欧姆接触；第一绝缘层延伸覆盖嵌入式柱状N电极层的侧面形成绝缘保护；所述LED芯片还包括p电极，所述p电极和反射镜金属保护层的上表面相连接并依次径向贯穿反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、n型GaN层、透明电流扩散层和第二绝缘层；p电极和反射镜金属保护层相连接形成电导通；第二绝缘层延伸覆盖p电极的侧壁并与反射镜金属保护层的上表面相接触；p电极在两个嵌入式柱状N电极层之间。
优选地，透明电流扩散层为多层石墨烯，厚度为3-10个碳原子层厚度。
优选地，透明电流扩散层为透明氧化物导电薄膜，所述氧化物为In、Sb、Zn、Cd、Sn的氧化物中的一种以上，透明电流扩散层的厚度为5-1500nm。
优选地，反射镜金属层中Ag层和Ni层交替生长并重复2-5个周期，每个周期中Ag层的厚度为100-800nm，Ni层的厚度为10-50nm。
优选地，反射镜金属保护层的材料为TiW，反射镜金属保护层的厚度为50-200 nm。
优选地，导电衬底为Si衬底，厚度为100-500um；第一绝缘层和第二绝缘层均为SiO2绝缘层，厚度均为100-3000nm；p型GaN层的厚度为10-300nm； InGaN/GaN多量子阱发光层的厚度为20-100nm；n型GaN层的厚度0.5-5um。
优选地，嵌入式柱状N电极层为Ti电极层、Cr电极层、Ag电极层、Au电极层和Pt电极层中的一种电极层或两种以上组成的复合电极层，嵌入式柱状N电极层的厚度为2-4 um。
优选地，p电极为Cr电极、Pt电极和Au电极中的一种电极或者两种以上组成的复合电极，p电极的厚度为2-4 um。
优选地，透明电流扩散层为多层石墨烯，厚度为5nm-20nm。
优选地，透明电流扩散层为透明氧化物导电薄膜，厚度为50nm-1500nm。
优选地，反射镜金属层的厚度为100~400 nm。
本发明还提供了制备所述优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片的方法，包括以下步骤：
（1）取外延衬底，在所述外延衬底上依次生长缓冲层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层和p型GaN层；在p型GaN层上依次沉积反射镜金属层（50）和反射镜金属保护层，得LED外延片；
（2）在LED外延片上制备出两个依次径向贯穿反射镜金属保护层、反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、n型GaN层底部并延伸至缓冲层上表面的通孔结构，得嵌入式柱状N电极通道；
（3）在反射镜金属保护层的上表面以及通孔结构的内壁上生长第一绝缘层，所述内壁不包括通孔底面；
（4）在通孔结构内沉积嵌入式柱状N电极，嵌入式柱状N电极穿出第一绝缘层的上表面，形成嵌入式柱状N电极层；
（5）在嵌入式柱状N电极层和第一绝缘层上生长键合金属层，再将键合金属层与导电衬底键合，剥离外延衬底和缓冲层，暴露出n型GaN层，得LED芯片半成品；
（6）上下翻转180°LED芯片半成品，在n型GaN层上制备透明电流扩散层薄膜，形成透明电流扩散层，所述透明电流扩散层与n型GaN层、第一绝缘层、嵌入式柱状N电极层接触，透明电流扩散层与嵌入式柱状N电极层形成欧姆接触；
（7）在所述透明电流扩散层上制备第二绝缘层，在第二绝缘层上设置凹槽状结构，凹槽状结构径向贯穿第二绝缘层、透明电流扩散层、n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、p型GaN层和反射镜金属层；第二绝缘层延伸覆盖凹槽状结构的内壁，所述内壁不包括凹槽状结构的底面；
（8）在凹槽状结构内生长p电极，p电极在凹槽状结构内高出覆盖透明电流扩散层的第二绝缘层的上表面。
优选地，步骤（2）中利用光刻剥离方法和ICP刻蚀制备出贯穿反射镜金属保护层与反射镜金属层、p型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、n型GaN层底部并延伸至缓冲层的通孔结构；
步骤（3）中在通孔结构内先生长一层第一绝缘层，再利用酸腐方法暴露出通孔结构底面的缓冲层；
步骤（5）中外延衬底的玻璃采用机械研磨加化学腐蚀的方法，缓冲层的剥离采用ICP干法刻蚀；
步骤（6）中透明电流扩散层薄膜的制备方法为石墨烯转移、溅射或者脉冲激光沉积工艺的任意一种
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果和优点：
（1）本发明所提供的一种优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，除了具有嵌入式电极结构相比垂直结构的优势之外，进一步优化电流分布情况，使得孔间的电流扩展更加均匀，大大缓解电流拥挤的情况。使其电流分布均匀性得到大幅提升，光效大幅提升。
（2）本发明所提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，在进一步优化了电流分布的同时，保留了原本的发光面积不变，使得在电流拥挤解决的同时，光效得到大幅度提升。
（3）本发明提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其透明导电层拥有优异的导电性能和透光性能，相比于普通芯片而言，更够实现更好的电流扩展度，从而在大电流下性能更佳。
（4）本发明所提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片的制备方法，流程简单，成品率高，适合工业化生产，具有很好的应用前景。
附图说明
图 1为优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片截面结构示意图；
图2为优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片的俯视图；
图3为实施例1提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片于普通LED芯片发光强度分布对比图；
图4为实施例1与实施例2提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-1和LED-2）与普通LED芯片亮度与电流曲线对比图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
本实施例提供了一种优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-1），如图1和图2，包括从下到上依次排列分布的导电衬底10、键合金属层11、第一绝缘层30、反射镜金属保护层40、反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70、n型GaN层80、透明电流扩散层90和第二绝缘层31；两个嵌入式柱状N电极层20分别插入键合金属层11中并依次径向贯穿第一绝缘层30、反射镜金属保护层40、反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70和n型GaN层80；嵌入式柱状N电极层20和键合金属层11相连接形成电导通；嵌入式柱状N电极层20的上表面和透明电流扩散层90的下表面相连接并形成欧姆接触；第一绝缘层30延伸覆盖嵌入式柱状N电极层20的侧面形成绝缘保护；所述LED芯片还包括p电极100，所述p电极100和反射镜金属保护层40的上表面相连接并依次径向贯穿反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70、n型GaN层80、透明电流扩散层90和第二绝缘层31；p电极100和和反射镜金属保护层40形成电导通；第二绝缘层31延伸覆盖p电极100的侧壁并与反射镜金属保护层40的上表面相接触；p电极100在两个嵌入式柱状N电极层20之间。
p型GaN层60的厚度为200nm；InGaN/GaN多量子阱发光层70的厚度为40nm；n型GaN层80的厚度为3um；第一绝缘层30为2µm厚的SiO2绝缘层；第二绝缘层31为SiO2绝缘层，厚度400nm，透明电流扩散层90为多层石墨烯，厚度为5nm。
反射镜金属层50为Ag层和Ni层交替生长并重复2个周期，每个周期中Ag层的厚度为100nm，Ni层的厚度为25nm，反射镜金属层50的厚度为250nm。
反射镜金属保护层40的材料为TiW，反射镜金属保护层40的厚度为80nm。
导电衬底10为Si衬底厚度400um。
嵌入式柱状N电极层20为Cr电极层和Pt电极层交替生长并重复2个周期，每个周期中Cr电极层的厚度为50nm，Pt电极层的厚度为1000nm。
p电极100为Cr电极、Pt电极和Au电极组成的复合电极，所述复合电极的厚度为3um。
本实施例还提供了所述优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-1）的制备方法，包括如下步骤：
（1）取外延衬底（Si衬底），采用MOCVD设备在所述外延衬底（Si衬底）上依次生长1um厚的AlGaN缓冲层、n型GaN层80、InGaN/GaN多量子阱发光层70和p型GaN层60；继续使用电子束蒸发设备在p型GaN层60上依次沉积反射镜金属层50和反射镜金属保护层40，得LED外延片；蒸发速率为15埃/秒。
（2）在LED外延片上制备出两个依次贯穿反射镜金属保护层40、反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70并延伸至n型GaN层80底部的通孔结构，得嵌入式柱状N电极通道；
利用光刻加剥离方法在LED外延片上制备出反射镜金属保护层40与反射镜金属层50的通孔，再利用ICP刻蚀出依次贯穿反射镜金属保护层40与反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70并延伸至n型GaN层80底部的通孔结构；ICP刻蚀采用Cl2/Ar,比例12:1,上功率300W下功率180W，刻蚀速率35埃/秒。
（3）在反射镜金属保护层40的上表面以及通孔结构的内壁上用PECVD（等离子体增强化学的气相沉积法）生长第一绝缘层30，使其完全覆盖反射镜金属保护层40，通孔结构内壁和底部，再通过选择性酸腐去除通孔结构底部的第一绝缘层30，暴露出通孔结构的孔底；
（4）在通孔结构内沉积嵌入式柱状N电极，嵌入式柱状N电极穿出第一绝缘层30的上表面，形成嵌入式柱状N电极层20；
（5）在嵌入式柱状N电极层20和第一绝缘层30上通过电子束生长键合金属层11，再将键合金属层11与导电衬底10（Si衬底）键合，制得双衬底LED外延片，将所述双衬底LED外延片的外延衬底经过机械研磨再浸没于氢氟酸、冰乙酸和硝酸的混合液中（氢氟酸：冰乙酸：硝酸（物质的量浓度）=5:1:5），腐蚀至外延衬底消失为止，再采用ICP刻蚀去除AlGaN缓冲层，暴露出n型GaN层80，得LED芯片半成品；
（6）在n型GaN层80上制备透明电流扩散层薄膜（石墨烯薄膜），形成透明电流扩散层90，使用的是石墨烯转移方法，将铜箔上的石墨烯层，转移至n型GaN层80上并烘干，转移时使用铜箔刻蚀液将铜箔溶解，将制备出含有石墨烯薄膜的LED芯片半成品转移至纯水中漂洗，再将其捞出烘干；将所述透明电流扩散层90与n型GaN层80、第一绝缘层30、嵌入式柱状N电极层20接触，透明电流扩散层90与嵌入式柱状N电极层20形成欧姆接触；
（7）在所述透明电流扩散层90上通过激光蚀刻出向内凹陷至反射镜金属保护层40的凹槽状结构，该凹槽状结构贯穿透明电流扩散层90、n型GaN层80、InGaN/GaN多量子阱发光层70、p型GaN层60和反射镜金属层50；再在透明电流扩散层90的表面和凹槽状结构的内壁沉积第二绝缘层31，所述内壁不包括凹槽状结构的底面；
（8）在凹槽状结构内的反射镜金属保护层40上生长p电极100，p电极100在凹槽状结构内高出覆盖透明电流扩散层90的第二绝缘层31的上表面。
实施例2
本实施例提供了一种优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-2），如图1和图2，包括从下到上依次排列分布的导电衬底10、键合金属层11、第一绝缘层30、反射镜金属保护层40、反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70、n型GaN层80、透明电流扩散层90和第二绝缘层31；两个嵌入式柱状N电极层20分别插入键合金属层11中并依次径向贯穿第一绝缘层30、反射镜金属保护层40、反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70和n型GaN层80；嵌入式柱状N电极层20和键合金属层11相连接形成电导通；嵌入式柱状N电极层20的上表面和透明电流扩散层90的下表面相连接并形成欧姆接触；第一绝缘层30延伸覆盖嵌入式柱状N电极层20的侧面形成绝缘保护；所述LED芯片还包括p电极100，所述p电极100和反射镜金属保护层40的上表面相连接并依次径向贯穿反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70、n型GaN层80、透明电流扩散层90和第二绝缘层31；p电极100和和反射镜金属保护层40形成电导通；第二绝缘层31延伸覆盖p电极100的侧壁并与反射镜金属保护层40的上表面相接触；p电极100在两个嵌入式柱状N电极层20之间。
p型GaN层60的厚度为200nm；InGaN/GaN多量子阱发光层70的厚度为40nm；n型GaN层80的厚度为3um；，第一绝缘层30为1µm厚的SiO2绝缘层；第二绝缘层31为400nm厚的SiO2绝缘层。
透明电流扩散层90为ITO氧化铟锡，厚度为900nm。
反射镜金属层50为Ag层和Ni层交替生长并重复3个周期，每个周期中Ag层的厚度为300nm，Ni层的厚度为20nm。
反射镜金属保护层40的材料为TiW，反射镜金属保护层40的厚度为200nm。
导电衬底10为Si衬底500um。
嵌入式柱状N电极层20中Ti电极层和Au电极层交替生长并重复3个周期，每个周期中Ti电极层的厚度为50nm，Au电极层的厚度为1000nm。
p电极100为Cr电极、Pt电极、Ti电极和Au电极组成的复合电极，所述复合电极的厚度为3.2 um。
本实施例还提供了所述优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-2）的制备方法，包括如下步骤：
（1）取外延衬底（Si衬底），采用MOCVD设备在所述外延衬底（Si衬底）上依次生长1um厚的AlGaN缓冲层、n型GaN层80、InGaN/GaN多量子阱发光层70和p型GaN层60；继续使用电子束蒸发设备在p型GaN层60上依次沉积反射镜金属层50和反射镜金属保护层40，得LED外延片；蒸发速率为15埃/秒。
（2）在LED外延片上制备出两个依次贯穿反射镜金属保护层40、反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70并延伸至n型GaN层80底部的通孔结构，得嵌入式柱状N电极通道；
利用光刻加剥离方法在LED外延片上制备出反射镜金属保护层40与反射镜金属层50的通孔，再利用ICP刻蚀出依次贯穿反射镜金属保护层40与反射镜金属层50、p型GaN层60、InGaN/GaN多量子阱发光层70并延伸至n型GaN层80底部的通孔结构；ICP刻蚀采用Cl2/Ar,比例12:1,上功率300W下功率180W，刻蚀速率35埃/秒。
（3）在反射镜金属保护层40的上表面以及通孔结构的内壁上用PECVD（等离子体增强化学的气相沉积法）生长第一绝缘层30，使其完全覆盖反射镜金属保护层40，通孔结构内壁和底部，再通过选择性干法刻蚀去除通孔结构底部的第一绝缘层30，暴露出通孔结构的孔底；
（4）在通孔结构内沉积嵌入式柱状N电极，嵌入式柱状N电极穿出第一绝缘层30的上表面，形成嵌入式柱状N电极层20；
（5）在嵌入式柱状N电极层20和第一绝缘层30上通过电子束生长键合金属层11，再将键合金属层11与导电衬底10（Si衬底）键合，制得双衬底LED外延片，将所述双衬底LED外延片的外延衬底经过机械研磨再浸没于氢氟酸、冰乙酸和硝酸的混合液中（氢氟酸：冰乙酸：硝酸（物质的量浓度）=5:1:5），腐蚀至外延衬底消失为止，再采用ICP刻蚀去除缓冲层，暴露出n型GaN层80，得LED芯片半成品；
（6）在n型GaN层80上制备透明电流扩散层薄膜，形成透明电流扩散层90，使用的是磁控溅射方法，溅射的功率为180W；将所述透明电流扩散层90与n型GaN层80、第一绝缘层30、嵌入式柱状N电极层20接触，透明电流扩散层90与嵌入式柱状N电极层20形成欧姆接触；
（7）在所述透明电流扩散层90上通过激光蚀刻出向内凹陷至反射镜金属保护层40的凹槽状结构，该凹槽状结构贯穿透明电流扩散层90、n型GaN层80、InGaN/GaN多量子阱发光层70、p型GaN层60和反射镜金属层50；再在透明电流扩散层90的表面和凹槽状结构的内壁沉积第二绝缘层31，所述内壁不包括凹槽状结构的底面；
（8）在凹槽状结内的反射镜金属保护层40上生长p电极100，p电极100在凹槽状结构内高出覆盖透明电流扩散层90的第二绝缘层30的上表面。
效果评价及性能检测
图3为实施例1提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-1）于普通LED芯片发光强度分布对比图;由图3可见，本发明实施例所提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片的发光强度更大，发光面积更大且更均匀，拥有优异的导电性能，相比于普通芯片而言，更够实现更好的电流扩展度。
图4为实施例1和实施例2提供的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片（LED-1和LED-2）与普通LED芯片亮度与电流曲线对比图，由图4可见，采用石墨烯薄膜层为透明电流扩散层的嵌入式电极结构LED芯片为实施例1得到的芯片，即LED-1，采用ITO（氧化铟锡）为透明电流扩散层的嵌入式电极结构LED芯片为实施例2得到的芯片，即LED-2，LED-1和LED-2对比无电流优化的普通LED芯片亮度均有大幅度提升，在大电流下更是提升超60%，LED-1和LED-2具有较优异的出光性能。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，包括从下到上依次排列分布的导电衬底（10）、键合金属层（11）、第一绝缘层（30）、反射镜金属保护层（40）、反射镜金属层（50）、p型GaN层（60）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）、n型GaN层（80）、透明电流扩散层（90）和第二绝缘层（31）；两个嵌入式柱状N电极层（20）分别插入键合金属层（11）中并依次径向贯穿第一绝缘层（30）、反射镜金属保护层（40）、反射镜金属层（50）、p型GaN层（60）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）和n型GaN层（80）；嵌入式柱状N电极层（20）和键合金属层（11）相连接形成电导通；嵌入式柱状N电极层（20）的上表面和透明电流扩散层（90）的下表面相连接并形成欧姆接触；第一绝缘层（30）延伸覆盖嵌入式柱状N电极层（20）的侧面形成绝缘保护；所述LED芯片还包括p电极（100），所述p电极（100）和反射镜金属保护层（40）的上表面相连接并依次径向贯穿反射镜金属层（50）、p型GaN层（60）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）、n型GaN层（80）、透明电流扩散层（90）和第二绝缘层（31）；p电极（100）和反射镜金属保护层（40）相连接形成电导通；第二绝缘层（31）延伸覆盖p电极（100）的侧壁并与反射镜金属保护层（40）的上表面相接触；p电极（100）在两个嵌入式柱状N电极层（20）之间。
2.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，透明电流扩散层（90）为多层石墨烯，厚度为3-10个碳原子层厚度。
3.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，透明电流扩散层（90）为透明氧化物导电薄膜，所述氧化物为In、Sb、Zn、Cd、Sn的氧化物中的一种以上，透明电流扩散层（90）的厚度为5-1500nm。
4.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，反射镜金属层（50）中Ag层和Ni层交替生长并重复2-5个周期，每个周期中Ag层的厚度为100-800nm，Ni层的厚度为10-50nm。
5.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，反射镜金属保护层（40）的材料为TiW，反射镜金属保护层（40）的厚度为50-200 nm。
6.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，导电衬底（10）为Si衬底，厚度为100-500um；第一绝缘层（30）和第二绝缘层均为SiO2绝缘层，厚度均为100-3000nm；p型GaN层（60）的厚度为10-300nm； InGaN/GaN多量子阱发光层（70）的厚度为20-100nm；n型GaN层（80）的厚度0.5-5um。
7.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，嵌入式柱状N电极层（20）为Ti电极层、Cr电极层、Ag电极层、Au电极层和Pt电极层中的一种电极层或两种以上组成的复合电极层，嵌入式柱状N电极层（20）的厚度为2-4 um。
8.根据权利要求1所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片，其特征在于，p电极（100）为Cr电极、Pt电极和Au电极中的一种电极或者两种以上组成的复合电极，p电极（100）的厚度为2-4 um。
9.制备权利要求1至8任一项所述优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）取外延衬底，在所述外延衬底上依次生长缓冲层、n型GaN层（80）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）和p型GaN层（60）；在p型GaN层（60）上依次沉积反射镜金属层（50）和反射镜金属保护层（40），得LED外延片；
（2）在LED外延片上制备出两个依次径向贯穿反射镜金属保护层（40）、反射镜金属层（50）、p型GaN层（60）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）、n型GaN层（80）底部并延伸至缓冲层上表面的通孔结构，得嵌入式柱状N电极通道；
（3）在反射镜金属保护层（40）的上表面以及通孔结构的内壁上生长第一绝缘层（30），所述内壁不包括通孔底面；
（4）在通孔结构内沉积嵌入式柱状N电极，嵌入式柱状N电极穿出第一绝缘层（30）的上表面，形成嵌入式柱状N电极层（20）；
（5）在嵌入式柱状N电极层（20）和第一绝缘层（30）上生长键合金属层（11），再将键合金属层（11）与导电衬底（10）键合，剥离外延衬底和缓冲层，暴露出n型GaN层（80），得LED芯片半成品；
（6）上下翻转180°LED芯片半成品，在n型GaN层（80）上制备透明电流扩散层薄膜，形成透明电流扩散层（90），所述透明电流扩散层（90）与n型GaN层（80）、第一绝缘层（30）、嵌入式柱状N电极层（20）接触，透明电流扩散层（90）与嵌入式柱状N电极层（20）形成欧姆接触；
（7）在所述透明电流扩散层（90）上制备第二绝缘层（31），在第二绝缘层（31）上设置凹槽状结构，凹槽状结构径向贯穿第二绝缘层（31）、透明电流扩散层（90）、n型GaN层（80）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）、p型GaN层（60）和反射镜金属层（50）；第二绝缘层（31）延伸覆盖凹槽状结构的内壁，所述内壁不包括凹槽状结构的底面；
（8）在凹槽状结构内生长p电极（100），p电极（100）在凹槽状结构内高出覆盖透明电流扩散层（90）的第二绝缘层（31）的上表面。
10.根据权利要求9所述的优化电流分布的嵌入式电极结构LED芯片的制备方法，其特征在于，步骤（2）中利用光刻剥离方法和ICP刻蚀制备出贯穿反射镜金属保护层（40）与反射镜金属层（50）、p型GaN层（60）、InGaN/GaN多量子阱发光层（70）、n型GaN层（80）底部并延伸至缓冲层的通孔结构；
步骤（3）中在通孔结构内先生长一层第一绝缘层（30），再利用酸腐方法暴露出通孔结构底面的缓冲层；
步骤（5）中外延衬底的玻璃采用机械研磨加化学腐蚀的方法，缓冲层的剥离采用ICP干法刻蚀；
步骤（6）中透明电流扩散层薄膜的制备方法为石墨烯转移、溅射或者脉冲激光沉积工艺的任意一种。
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