CN111540818A - 倒装发光二极管芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种倒装发光二极管芯片及其制作方法，属于半导体技术领域。芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、第一透明导电层、第二透明导电层、透明介质层、反射电极、连接电极和DBR层；第一透明导电层和第二透明导电层的材料均为ITO，第二透明导电层中的氧含量小于第一透明导电层中的氧含量；N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上，P型半导体层上设有凹槽和隔离槽；第一透明导电层铺设在P型半导体层上，第二透明导电层和透明介质层设置在第一透明导电层上；反射电极铺设在第二透明导电层和透明介质层上，连接电极设置在N型半导体层上；DBR层铺设在凹槽和隔离槽的各个表面上，可提高芯片的可靠性。
Description
技术领域
本公开涉及半导体技术领域，特别涉及一种倒装发光二极管芯片及其制作方法。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，可以高效地将电能转化为光能。LED的心脏是芯片，LED芯片的结构包括正装、倒装和垂直。
相关技术中，倒装LED芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、透明导电层、透明反射层、反射电极和连接电极。N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上，P型半导体层上设有延伸至N型半导体层的凹槽。透明导电层、透明反射层和反射电极依次层叠在P型半导体层上，透明反射层内设有延伸至透明导电层的通孔，反射电极设置在通孔内与透明导电层接触，并铺设在透明反射层上。连接电极设置在凹槽内的N型半导体层上。
在实现本公开的过程中，发明人发现相关技术至少存在以下问题：
倒装LED芯片的发光亮度在使用过程中降低，性能不稳定，无法应用在车灯等对可靠性要求较高的场合。
发明内容
本公开实施例提供了一种倒装发光二极管芯片及其制作方法，可以对反射电极进行有效保护，使得芯片的性能保持稳定。所述技术方案如下：
一方面，本公开实施例提供了一种倒装发光二极管芯片，所述倒装发光二极管芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、第一透明导电层、第二透明导电层、透明介质层、反射电极、连接电极和分布式布拉格反射层；所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的材料均为氧化铟锡，所述第二透明导电层中的氧含量小于所述第一透明导电层中的氧含量；
所述N型半导体层、所述有源层和所述P型半导体层依次层叠在所述衬底上，所述P型半导体层上设有延伸至所述N型半导体层的凹槽、以及延伸至所述衬底的隔离槽；所述第一透明导电层铺设在所述P型半导体层上，所述第二透明导电层和所述透明介质层设置在所述第一透明导电层的不同区域上；所述反射电极铺设在所述第二透明导电层和所述透明介质层上，所述连接电极设置在所述凹槽内的N型半导体层上；所述分布式布拉格反射层铺设在所述凹槽和所述隔离槽的各个表面上。
可选地，所述第二透明导电层中的氧含量为所述第一透明导电层中的氧含量的1/10～1/8。
可选地，所述第二透明导电层包括依次层叠在所述第一透明导电层上的多个子层，各个所述子层中的氧含量沿所述多个子层的层叠方向逐层减小。
可选地，所述反射电极包括依次层叠在所述第二透明导电层和所述透明介质层上的反射层和阻挡层，所述反射层为银层，所述阻挡层包括交替层叠的铜镍合金层和铂金层。
可选地，所述铜镍合金层中的铜含量为1％～5％。
可选地，所述隔离槽的侧面呈台阶状。
可选地，所述倒装发光二极管芯片还包括钝化层和透明胶体，所述钝化层铺设在所述分布式布拉格反射层上，所述隔离槽的侧面和底面连接处的钝化层上设有凹坑，所述透明胶体铺设在所述隔离槽的各个表面上。
另一方面，本公开实施例提供了一种倒装发光二极管芯片的制作方法，所述制作方法包括：
在衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层；
在所述P型半导体层上开设延伸至所述N型半导体层的凹槽和延伸至所述衬底的隔离槽；
在所述P型半导体层上依次形成第一透明导电层和第二透明导电层；所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的材料均为氧化铟锡，所述第二透明导电层中的氧含量小于所述第一透明导电层中的氧含量；
在所述第一透明导电层上形成透明介质层，所述透明介质层和所述第二透明导电层设置在所述第一透明导电层的不同区域上；
在所述第二透明导电层和所述透明介质层上形成反射电极；
在所述凹槽内的N型半导体层上形成连接电极；
在所述凹槽和所述隔离槽的各个表面上形成分布式布拉格反射层。
可选地，所述在所述P型半导体层上依次形成第一透明导电层和第二透明导电层，包括：
在所述P型半导体层上溅射氧化铟锡并在第一气氛中进行快速热退火，形成第一透明导电层；
在所述第一透明导电层的第一区域上溅射氧化铟锡并在第二气氛中进行快速热退火，形成第二透明导电层，所述第二气氛中的氧气流量小于所述第一气氛中的氧气流量。
可选地，所述制作方法还包括：
在所述分布式布拉格反射层上依次沉积第一氮氧化硅层和第二氮氧化硅层，形成钝化层；
采用光刻技术在所述隔离槽的侧面上形成光刻胶；
湿法腐蚀所述钝化层，所述光刻胶将所述隔离槽的侧面上的钝化层、以及所述隔离槽的侧面和底面连接处的第二氮氧化硅层留下，所述第一氮氧化硅层的腐蚀速率大于所述第二氮氧化硅层的腐蚀速率，所述隔离槽的底面上的钝化层、以及所述隔离槽的侧面和底面连接处的第一氮氧化硅层去除，在所述隔离槽的侧面和底面连接处的钝化层上形成凹坑；
去除所述光刻胶。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
通过在氧含量较高的第一透明导电层和反射电极之间增设氧含量较低的第二透明导电层和透明介质层，第二透明导电层和透明介质层设置在第一透明导电层的不同区域上，都可以将第一透明导电层和反射电极分离，避免氧含量较高的第一透明导电层会将反射电极氧化，保证反射电极性能的稳定性，最终提高倒装LED芯片的可靠性。而且第二透明导电层的氧含量较低，导电性能较强，反射电极的电流可以通过第二透明导电层注入第一透明导电层，有利于降低体电阻，改善倒装LED芯片的工作电压。另外，虽然第二透明导电层的氧含量较低，透明度较低，但是透明介质层和第二透明导电层设置在第一透明导电层的不同区域上，第一透明导电层射出的光线可以通过透明介质层到达反射电极，基本没有损耗，不会对倒装LED芯片的发光亮度产生负影响。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的一种倒装发光二极管芯片的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的通孔的分布示意图；
图3是本公开实施例提供的反射电极的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的隔离槽侧面的放大示意图；
图5是本公开实施例提供的隔离槽侧面和底面连接处的放大示意图；
图6是本公开实施例提供的P型连通孔和N型连通孔的分布示意图；
图7是本公开实施例提供的P型焊盘和N型焊盘的分布示意图；
图8是本公开实施例提供的一种倒装发光二极管芯片的制作方法的流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
在LED芯片中，发光层发出的光线会均匀射向所有的方向。对于倒装LED芯片来说，最终使用光线的传播方向与从衬底射出光线的方向一致。如果对光线进行反射，改变光线的传播方向，增加从衬底射出的光线，则可以提高倒装LED芯片的发光亮度。
相关技术中，倒装LED芯片包括衬底、N型半导体层、有源层、P型半导体层、透明导电层、透明反射层、反射电极和连接电极。N型半导体层、有源层和P型半导体层依次层叠在衬底上，P型半导体层上设有延伸至N型半导体层的凹槽，透明导电层、透明反射层和反射电极依次层叠在P型半导体层上，只能反射从P型半导体层射出的光线，射向倒装LED芯片侧面(倒装LED芯片平行于N型半导体层、有源层和P型半导体层的层叠方向的表面)的光线直接从倒装LED芯片射出，并没有被有效利用。
将透明反射层从P型半导体层上扩展到倒装LED芯片侧面，即透明反射层铺设在凹槽和P型半导体层延伸至衬底的隔离槽的各个表面上，这样可以对从倒装LED芯片侧面射出的光线进行反射，有利于将直接从倒装LED芯片射出而浪费的光线改为从衬底射出，最终提高倒装LED芯片的发光亮度。
相关技术中，透明反射层内设有延伸至透明导电层的通孔，反射电极设置在通孔内与透明导电层接触并铺设在透明反射层上，连接电极设置在凹槽内的N型半导体层上。如果反射电极与透明反射层一起扩展到倒装LED芯片侧面，则反射电极可能与连接电极接触而造成短路。故在将透明反射层从P型半导体层上扩展到倒装LED芯片侧面的同时，交换透明反射层和反射电极层叠的先后顺序，即先在透明导电层上铺设反射电极，再在反射电极上铺设透明反射层，保证反射电极位于凹槽之外，与位于凹槽内的连接电极间隔设置。
透明导电层的材料为氧化铟锡，并且透明导电层的透明度与透明导电层中的氧含量正相关，即透明导电层中的氧含量越大，透明导电层的透明度越高。而透明导电层的透明度越低，通过透明导电层的光线损耗越大。因此，透明导电层中的氧含量通常较高，以保证透明导电层的透明度，尽可能避免通过透明导电层的光线损耗。
在反射电极直接铺设在透明导电层上之后，透明导电层中的氧与反射电极紧密接触。由于氧化铟锡的化学键不稳定，因此透明导电层会将反射电极氧化，在透明导电层和反射电极的交界面形成金属氧化物，一方面增大透明导电层和反射电极接触电阻，另一方面降低反射电极的反射性能，最终都会降低倒装LED芯片的发光亮度，影响倒装LED芯片的可靠性。
基于上述情况，本公开实施例提供了一种倒装发光二极管芯片。图1为本公开实施例提供的一种倒装发光二极管芯片的结构示意图。参见图1，该倒装LED芯片包括衬底10、N型半导体层21、有源层22、P型半导体层23、第一透明导电层31、第二透明导电层32、透明介质层33、反射电极41、连接电极42和分布式布拉格反射(英文：Distributed BraggReflection，简称：DBR)层51。第一透明导电层31和第二透明导电层32的材料均为氧化铟锡(英文：Indium tin oxide，简称：ITO)，第二透明导电层32中的氧含量小于第一透明导电层31中的氧含量。
在本公开实施例中，如图1所示，N型半导体层21、有源层22和P型半导体层23依次层叠在衬底10上，P型半导体层23上设有延伸至N型半导体层21的凹槽100、以及延伸至衬底10的隔离槽200。第一透明导电层31铺设在P型半导体层23上，第二透明导电层32和透明介质层33设置在第一透明导电层31的不同区域上。反射电极41铺设在第二透明导电层32和透明介质层33上，连接电极42设置在凹槽100内的N型半导体层21上。分布式布拉格反射层51铺设在凹槽100和隔离槽200的各个表面上。
在本公开实施例中，含量是特定物质中所包含的某种成分的量，固体为重量比，液体为摩尔浓度，气体为体积比。第一透明导电层31中的氧含量为第一透明导电层31中氧组分的质量与第一透明导电层31的质量之比，第二透明导电层32中的氧含量为第二透明导电层32中氧组分的质量与第二透明导电层32的质量之比。
本公开实施例通过在氧含量较高的第一透明导电层和反射电极之间增设氧含量较低的第二透明导电层和透明介质层，第二透明导电层和透明介质层设置在第一透明导电层的不同区域上，都可以将第一透明导电层和反射电极分离，避免氧含量较高的第一透明导电层会将反射电极氧化，保证反射电极性能的稳定性，最终提高倒装LED芯片的可靠性。而且第二透明导电层的氧含量较低，导电性能较强，反射电极的电流可以通过第二透明导电层注入第一透明导电层，有利于降低体电阻，改善倒装LED芯片的工作电压。另外，虽然第二透明导电层的氧含量较低，透明度较低，但是透明介质层和第二透明导电层设置在第一透明导电层的不同区域上，第一透明导电层射出的光线可以通过透明介质层到达反射电极，基本没有损耗，不会对倒装LED芯片的发光亮度产生负影响。
与此同时，DBR层铺设在凹槽和隔离槽的各个表面上，可以对射向倒装LED芯片侧面的光线进行反射，增加从衬底射出的光线，提高倒装LED芯片的发光亮度。反射电极位于凹槽外的P型半导体层上，连接电极位于凹槽内的N型半导体层，两者之间不会由于接触而造成短路。
可选地，第二透明导电层32中的氧含量可以为第二透明导电层31中的氧含量的1/10～1/8。
通过控制第二透明导电层32中的氧含量，既能避免第二透明导电层中的氧腐蚀反射电极41，也能保证反射电极41的电流可以通过第二透明导电层注入第一透明导电层。
可选地，如图1所示，第二透明导电层32可以包括依次层叠在第一透明导电层31上的多个子层320，各个子层320中的氧含量沿多个子层320的层叠方向逐层减小。
靠近第一透明导电层31的子层320中的氧含量较大，与第一透明导电层31更为匹配；靠近反射电极41的子层320中的氧含量较低，可以有效避免氧化反射电极41。
示例性地，如图1所示，多个子层320的数量可以为2，靠近第一透明导电层31的子层320形成气氛中的氧气流量只有5sccm，靠近反射电极41的子层320形成气氛中的氧气流量为0，在实际应用中的效果很好。
示例性地，第一透明导电层31的厚度可以为400埃～600埃，如500埃。第二透明导电层32中子层320的厚度可以为50埃～100埃。
在实际应用中，如图1所示，透明介质层33也可以同时设置第一透明导电层31和第二透明导电层32的部分区域上，透明介质层33内设有延伸至第二透明导电层32的通孔300，反射电极41设置在通孔300内与第二透明导电层32接触。
透明介质层33设置在第二透明导电层32的边缘区域上，可以保证将反射电极41和第一透明导电层31完全隔绝。反射电极41设置在第二透明导电层32的中心区域(除边缘区域之外的区域)上，可以将电流注入第一透明导电层31。另外，通孔300的设置可以改变光线的方向，使部分光线的方向落入反射的范围，增加从衬底射出的光线，最终提高倒装LED芯片的发光亮度。
图2为本公开实施例提供的通孔的分布示意图。参见图2，多个通孔300均匀分布在透明介质层33内，有利于反射电极41的电流注入第一透明导电层31的所有区域。
在本公开实施例中，如图1所示，通孔300可以为柱体，通孔300的横截面面积在通孔300的延伸方向上保持不变，通孔300的深度等于透明介质层33的厚度。
示例性地，如图2所示，通孔300的横截面呈多边形，通孔300的横截面面积为多边形的面积。
示例性地，多边形的边长可以为10微米。
在实际应用中，通孔300可以分为多排，同一排的通孔300与凹槽100的距离d相同。在本公开实施例中，如图2所示，通孔300与凹槽100的距离d为通孔300的中心与凹槽100边缘的最短距离。
可选地，如图2所示，相邻两排通孔300之间的距离a可以相等，有利于反射电极的电流均匀注入P型半导体层的各个区域。
在本公开实施例中，如图2所示，相邻两排通孔300之间的距离a为相邻两排通孔300与凹槽100的距离之差。
可选地，如图2所示，同一排的相邻两个通孔300之间的距离b可以相等，有利于反射电极的电流均匀注入P型半导体层的各个区域。
在本公开实施例中，如图2所示，同一排的相邻两个通孔300之间的距离b为同一排的相邻两个通孔300的中心之间的距离。
示例性地，如图2所示，可以在凹槽100的两侧分别设置两排通孔300，每排通孔300的数量为10，即透明介质层33内的通孔300数量为40。
在本公开实施例中，衬底10的材料可以为蓝宝石。N型半导体层21的材料可以为N型掺杂的GaN，有源层22可以包括交替层叠的InGaN层和GaN层，P型半导体层23的材料可以为P型掺杂的GaN。
可选地，该倒装LED芯片还可以包括缓冲层，缓冲层的材料为AlN，缓冲层可以夹设在衬底10和N型半导体层21之间，以缓解衬底10和N型半导体层21之间的晶格失配。
可选地，透明介质层33的折射率可以小于第一透明导电层31的折射率。
透明介质层33的折射率小于第一透明导电层31的折射率，光线以大于某一个角度的方向从第一透明导电层31射到透明介质层33会发生全反射，可以避免光线通过透明介质层33到达反射电极41时部分光线被反射电极41吸收，减少被反射电极41损耗的光线，提高倒装LED芯片的发光亮度。
示例性地，透明介质层33的材料可以为氧化硅。
氧化硅的折射率低至1.46，透明介质层33的材料为氧化硅，透明介质层33与第一透明导电层31交界面的全反射角较小，从第一透明导电层31射到透明介质层33的光线发生全反射的可能性较大，可以尽可能减少被反射电极41损耗的光线，提高倒装LED芯片的发光亮度。
示例性地，透明介质层33的厚度可以为1800埃～2200埃，如2000埃，可以有效实现透明介质层33两侧的反射电极41和第一透明导电层31之间电绝缘，引导反射电极41的电流注入与反射电极41接触的第二透明导电层32。
图3为本公开实施例提供的反射电极的结构示意图。参见图3，可选地，反射电极41可以包括依次层叠在第二透明导电层32和透明介质层33上的反射层411和阻挡层412，反射层411为银层，阻挡层412包括交替层叠的铜镍合金层412a和铂金层412b。
银层特别容易被硫化而影响到性能，铜对硫具有吸附作用，可以对银层进行有效保护。镍的密度很高，铂金可以缓解冲击力，铜镍合金层412a和铂金层412b交替层叠形成的阻挡层412，可以将银层和外界的腐蚀物有效隔离，对银层进行有效保护，避免外界的物质腐蚀银层，保证反射电极41的可靠性。
示例性地，铜镍合金层412a中的铜含量可以为1％～5％。
在本公开实施例中，铜镍合金层412a中的铜含量为铜镍合金层412a中铜的质量与铜镍合金层412a的质量之比。
通过控制铜镍合金层412a中的铜含量，既能有效吸附外界扩散进来的含硫物质，也能避免铜含量太高导致铜镍合金层412a太硬而脱落。
示例性地，铜镍合金层412a和铂金层412b的周期数可以为3。在有效保护银层的情况下，尽可能减少铜镍合金层412a和铂金层412b的周期数，降低实现成本。
示例性地，银层的厚度可以为3000埃。铜镍合金层412a的厚度可以为1300埃～1700埃，如1500埃；铂金层412b的厚度可以为2500埃～3500埃，如3000埃。
在实际应用中，阻挡层412可以覆盖在反射层411上，并从反射层411的边缘向远离反射层411的方向扩展5微米以上。
在本公开实施例中，连接电极42可以包括依次层叠的第一铬层、铝层、第二铬层、钛层和金层。
示例性地，第一铬层的厚度可以为50埃，铝层的厚度可以为5000埃，第二铬层的厚度可以为1000埃，钛层的厚度可以为500埃，金层的厚度可以为2000埃。
在本公开实施例中，DBR层51可以包括交替层叠的氧化硅层和氧化钛层。
示例性地，氧化硅层和氧化钛层的周期数可以为24。
图4为本公开实施例提供的隔离槽侧面的放大示意图。参见图4，可选地，隔离槽200的侧面可以呈台阶状。
在实际应用中，倒装LED芯片在工作的过程中会产生热量，导致温度升高。由于不同材料之间存在热膨胀系数的差异，因此相邻材料之间在温度变化的过程中有可能出现缝隙。如果DBR层11和隔离槽200的侧面之间出现缝隙，则外界的物质可以通过缝隙腐蚀反射电极41，增大透明导电层和反射电极接触电阻和降低反射电极的反射性能，影响倒装LED芯片的发光亮度和可靠性。本公开实施例通过将隔离槽200的侧面设计为台阶状，可以增加DBR层11和隔离槽200侧面的接触面积和接触表面的粗糙度，增强DBR层11和隔离槽200侧面之间的紧密度，有效提高外界的物质通过DBR层11和隔离槽200侧面之间的缝隙腐蚀反射电极41的难度。
示例性地，如图1所示，隔离槽200侧面的台阶数量可以为2个以上，以保证DBR层11和隔离槽200侧面之间的紧密度。
可选地，如图1所示，该倒装LED芯片还可以包括钝化层52和透明胶体60，钝化层52铺设在DBR层51上。图5为本公开实施例提供的隔离槽侧面和底面连接处的放大示意图。参见图5，隔离槽200的侧面和底面连接处的钝化层52上可以设有凹坑520，透明胶体60铺设在隔离槽200的各个表面上。
隔离槽200的侧面和底面连接处的钝化层52上设有凹坑520，透明胶体可以填充在凹坑520内，有利于透明胶体整体固定在倒装LED芯片外，对倒装LED芯片进行良好密封，有效防止倒装LED芯片受到外界物质的腐蚀。
示例性地，钝化层52的材料可以为氮氧化硅，以便形成凹坑(详见制作方法)。
示例性地，钝化层52的厚度可以为1微米。
示例性地，透明胶体60的材料可以为聚酰亚胺。聚酰亚胺具有较好的填充性能，可以较好地填充钝化层52上的凹坑520并形成良好的粘性，而且聚酰亚胺的透明度较高，不会吸收光线而影响倒装LED芯片的发光亮度。
在实际应用中，如图1所示，DBR层51和钝化层52铺设在倒装LED芯片除衬底10的表面之外的所有表面上，以对倒装LED芯片形成全面的保护。DBR层51和钝化层52上分别设有延伸至反射电极41的P型连通孔400和延伸至连接电极42的N型连通孔500，以实现电流的注入。
图6为本公开实施例提供的P型连通孔和N型连通孔的分布示意图。参见图6，可选地，多个P型连通孔400位于钝化层52一侧的边缘区域，多个N型连通孔500位于钝化层52另一侧的中心区域。
多个P型连通孔400位于钝化层52的边缘区域，与反射电极41的设置区域对应，多个P型连通孔400可以为方便开设的柱状通孔。多个N型连通孔500位于钝化层52的中心区域，与连接电极42的设置区域对应，多个N型连通孔500可以为方便开设的柱状通孔。而多个P型连通孔400位于钝化层52一侧，多个N型连通孔500位于钝化层52另一侧，可以有效避免将反射电极41和连接电极42连通而短路。
示例性地，多个P型连通孔400的数量可以为6，多个N型连通孔500的数量可以为3，在保证电流注入效果的情况下，尽可能方便绝缘和加工。
可选地，如图1所示，该倒装LED芯片还可以包括P型焊盘61和N型焊盘62，P型焊盘61设置在P型连通孔400内与反射电极41接触，并覆盖在P型连通孔400周围的钝化层52上；N型焊盘62设置在N型连通孔500内与连接电极42连通，并覆盖在N型连通孔500周围的钝化层52上，以方便将倒装LED芯片固定在电路板上并形成电连接。
图7为本公开实施例提供的P型焊盘和N型焊盘的分布示意图。参见图7，P型焊盘61和N型焊盘62间隔设置在钝化层52上，且P型焊盘61和N型焊盘62在钝化层52上的设置区域大小相同，方便与电路板形成稳定的电连接。
在本公开实施例的一种实现方式中，P型焊盘61和N型焊盘62可以包括依次层叠的铬层、第一铝层、第一镍层、第二铝层、第二镍层、第三铝层、金层。
P型焊盘61和N型焊盘62的底部采用铬层，可以提高焊盘的耐温性。
在本公开实施例的另一种实现方式中，P型焊盘61和N型焊盘62可以包括依次层叠的第一钛层、第一铝层、第二钛层、第二铝层、第三钛层、第三铝层、第四钛层、镍层、金层。
金层的柔韧性较好，可以有效缓解焊接过程中的作用力对倒装LED芯片的破坏。铝层也具有一定的柔韧性，可以配合金层缓解焊接过程中的作用力对倒装LED芯片的破坏，与全部采用金层相比，实现成本较低。而且铝层的反射性较好，有利于最终提高倒装LED芯片的发光亮度。镍层和钛层的密度较高，与铝层交替层叠，有利于对铝层进行定形。
本公开实施例提供了一种倒装发光二极管芯片的制作方法，适用于制作图1所示的倒装发光二极管芯片。图8为本公开实施例提供的一种倒装发光二极管芯片的制作方法的流程图。参见图8，制作方法包括：
步骤201：在衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层。
可选地，该步骤201可以包括：
采用金属有机化合物化学气相沉淀(英文：Metal-organic Chemical VaporDeposition，简称：MOCVD)技术在衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层。
步骤202：在P型半导体层上开设延伸至N型半导体层的凹槽和延伸至衬底的隔离槽。
可选地，该步骤202可以包括：
采用光刻技术在P型半导体层上形成图形化光刻胶；
采用感应耦合等离子体刻蚀(英文：Inductively Coupled Plasma，简称：ICP)技术在P型半导体层上开设延伸至N型半导体层的凹槽；
采用光刻技术在P型半导体层和凹槽内的N型半导体层上形成图形化光刻胶；
采用ICP技术在凹槽内的N型半导体层上开设延伸至衬底的隔离槽；
去除图形化光刻胶。
在实际应用中，隔离槽的深度较大，刻蚀形成需要的时间较长，刻蚀产生的热量较多。可选地，隔离槽的开设设备可以采用带有氦气冷却的刻蚀机，及时吸收刻蚀产生的热量，避免倒装LED芯片的温度升高而影响到性能。
可选地，该制作方法还可以包括：
第一步，采用光刻技术在P型半导体层上形成图形化光刻胶；
第二步，采用ICP技术在隔离槽的侧面形成台阶；
第三步，去除图形化光刻胶。
依次执行第一步～第三步一次，可以形成一级台阶；依次执行第一步～第三步多次，可以多级台阶。例如，依次执行第一步～第三步两次，可以形成两级台阶。
在实际应用中，台阶的形成可以在隔离槽形成之后进行，也可以与隔离槽同时形成。
步骤203：在P型半导体层上依次形成第一透明导电层和第二透明导电层。
在本公开实施例中，第一透明导电层和第二透明导电层的材料均为氧化铟锡，第二透明导电层中的氧含量小于第一透明导电层中的氧含量。
可选地，该步骤203可以包括：
在P型半导体层上溅射氧化铟锡并在第一气氛中进行快速热退火，形成第一透明导电层；
在第一透明导电层的第一区域上溅射氧化铟锡并在第二气氛中进行快速热退火，形成第二透明导电层，第二气氛中的氧气流量小于第一气氛中的氧气流量。
通过控制快速热退火的气氛中的氧气流量，改变氧化铟锡中的氧含量。
示例性地，第一气氛可以为空气，第二气氛可以为氧气和氮气的混合气体。如果第二气氛中的氧气流量为0，则可以在氮气气氛中进行快速热退火，也可以不进行快速热退火。
第一透明导电层充分氧化，第二透明导电层中靠近第一透明导电层的子层未充分氧化，第二透明导电层中远离第一透明导电层的子层未氧化，
步骤204：在第一透明导电层上形成透明介质层。
在本公开实施例中，透明介质层和第二透明导电层设置在第一透明导电层的不同区域上。
可选地，该步骤204可以包括：
采用等离子体增强化学的气相沉积法(英文：Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，简称：PECVD)技术在第一透明导电层上形成透明介质层。
步骤205：在第二透明导电层和透明介质层上形成反射电极。
可选地，该步骤205可以包括：
采用溅射技术在第二透明导电层和透明介质层上形成反射电极。
步骤206：在凹槽内的N型半导体层上形成连接电极。
可选地，该步骤206可以包括：
采用溅射技术在凹槽内的N型半导体层上形成连接电极。
步骤207：在凹槽和隔离槽的各个表面上形成DBR层。
可选地，该步骤207可以包括：
采用PECVD技术在凹槽和隔离槽的各个表面上形成DBR层。
步骤208：在DBR层上形成钝化层。
可选地，该步骤208可以包括：
在DBR层上依次沉积第一氮氧化硅层和第二氮氧化硅层，形成钝化层；
采用光刻技术在隔离槽的侧面上形成光刻胶；
湿法腐蚀钝化层，光刻胶将隔离槽的侧面上的钝化层、以及隔离槽的侧面和底面连接处的第二氮氧化硅层留下，第一氮氧化硅层的腐蚀速率大于第二氮氧化硅层的腐蚀速率，隔离槽的底面上的钝化层、以及隔离槽的侧面和底面连接处的第一氮氧化硅层去除，在隔离槽的侧面和底面连接处的钝化层上形成凹坑；
去除光刻胶。
利用光刻胶保护隔离槽侧面上的钝化层，湿法腐蚀隔离槽底面上的钝化层。在湿法腐蚀隔离槽底面上的第一氮氧化硅层腐蚀之后，接着腐蚀隔离槽的侧面和底面连接处的钝化层。由于第一氮氧化硅层的腐蚀速率大于第二氮氧化硅层的腐蚀速率，因此下面的第二氮氧化硅层先腐蚀完，凹坑形成。
相应地，该制作方法还可以包括：
在隔离槽的侧面和底面形成透明胶体。
可选地，第一氮氧化硅层中的氮含量可以小于第二氮氧化硅层中的氮含量。
在本公开实施例中，第一氮氧化硅层中的氮含量为第一氮氧化硅层中氮组分的质量与第一氮氧化硅层的质量之比，第二氮氧化硅层中的氮含量为第二氮氧化硅层中氮组分的质量与第二氮氧化硅层的质量之比。
利用氮氧化硅中氮含量的不同，实现腐蚀速率的不同。
示例性地，第一氮氧化硅层中的氮含量可以为10％，第二氮氧化硅层中的氮含量可以为30％，凹坑的形成效果较好。
在实际应用中，钝化层还可以包括层叠在DBR层和第一氮氧化硅层之间的氮化硅层。氮化硅层中的氮含量最高，腐蚀速率最慢，可以保证钝化层在湿法腐蚀之后具有一定的厚度。进一步地，可以先在DBR上沉积氮化硅层形成钝化层，接着在钝化层上形成在P型焊盘和N型焊盘(详见步骤209～步骤210)，再在氮化硅层上沉积第一氮氧化硅层和第二氮氧化硅层形成凹坑。
步骤209：在DBR层和钝化层内开设延伸至反射电极的P型连通孔和延伸至连接电极的N型连通孔。
可选地，该步骤209可以包括：
采用光刻技术在钝化层上形成图形化光刻胶；
采用干法刻蚀技术在DBR层和钝化层内开设延伸至反射电极的P型连通孔和延伸至连接电极的N型连通孔；
去除图形化光刻胶。
步骤210：在P型连通内和P型连通周围的钝化层上形成P型焊盘，在N型连通孔和N型连通孔周围的钝化层上形成N型焊盘。
在本公开实施例中，P型焊盘在通孔内与反射电极接触，N型焊盘在通孔内与连接电极接触。
可选地，该步骤210可以包括：
采用溅射技术在P型连通内和P型连通周围的钝化层上形成P型焊盘，在N型连通孔和N型连通孔周围的钝化层上形成N型焊盘。
在本公开实施例中，该步骤208～步骤210为可选步骤。
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述倒装发光二极管芯片包括衬底(10)、N型半导体层(21)、有源层(22)、P型半导体层(23)、第一透明导电层(31)、第二透明导电层(32)、透明介质层(33)、反射电极(41)、连接电极(42)和分布式布拉格反射层(51)；所述第一透明导电层(31)和所述第二透明导电层(32)的材料均为氧化铟锡，所述第二透明导电层(32)中的氧含量小于所述第一透明导电层(31)中的氧含量；
所述N型半导体层(21)、所述有源层(22)和所述P型半导体层(23)依次层叠在所述衬底(10)上，所述P型半导体层(23)上设有延伸至所述N型半导体层(21)的凹槽(100)、以及延伸至所述衬底(10)的隔离槽(200)；所述第一透明导电层(31)铺设在所述P型半导体层(23)上，所述第二透明导电层(32)和所述透明介质层(33)设置在所述第一透明导电层(31)的不同区域上；所述反射电极(41)铺设在所述第二透明导电层(32)和所述透明介质层(33)上，所述连接电极(42)设置在所述凹槽(100)内的N型半导体层(21)上；所述分布式布拉格反射层(51)铺设在所述凹槽(100)和所述隔离槽(200)的各个表面上。
2.根据权利要求1所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述第二透明导电层(32)中的氧含量为所述第一透明导电层(31)中的氧含量的1/10～1/8。
3.根据权利要求1或2所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述第二透明导电层(32)包括依次层叠在所述第一透明导电层(31)上的多个子层(320)，各个所述子层(320)中的氧含量沿所述多个子层(320)的层叠方向逐层减小。
4.根据权利要求1或2所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述反射电极(41)包括依次层叠在所述第二透明导电层(32)和所述透明介质层(33)上的反射层(411)和阻挡层(412)，所述反射层(411)为银层，所述阻挡层(412)包括交替层叠的铜镍合金层(412a)和铂金层(412b)。
5.根据权利要求4所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述铜镍合金层(412a)中的铜含量为1％～5％。
6.根据权利要求1或2所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述隔离槽(200)的侧面呈台阶状。
7.根据权利要求1或2所述的倒装发光二极管芯片，其特征在于，所述倒装发光二极管芯片还包括钝化层(52)和透明胶体(60)，所述钝化层(52)铺设在所述分布式布拉格反射层(51)上，所述隔离槽(200)的侧面和底面连接处的钝化层(52)上设有凹坑(520)，所述透明胶体(60)铺设在所述隔离槽(200)的各个表面上。
8.一种倒装发光二极管芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
在衬底上依次生长N型半导体层、有源层和P型半导体层；
在所述P型半导体层上开设延伸至所述N型半导体层的凹槽和延伸至所述衬底的隔离槽；
在所述P型半导体层上依次形成第一透明导电层和第二透明导电层；所述第一透明导电层和所述第二透明导电层的材料均为氧化铟锡，所述第二透明导电层中的氧含量小于所述第一透明导电层中的氧含量；
在所述第一透明导电层上形成透明介质层，所述透明介质层和所述第二透明导电层设置在所述第一透明导电层的不同区域上；
在所述第二透明导电层和所述透明介质层上形成反射电极；
在所述凹槽内的N型半导体层上形成连接电极；
在所述凹槽和所述隔离槽的各个表面上形成分布式布拉格反射层。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述在所述P型半导体层上依次形成第一透明导电层和第二透明导电层，包括：
在所述P型半导体层上溅射氧化铟锡并在第一气氛中进行快速热退火，形成第一透明导电层；
在所述第一透明导电层的第一区域上溅射氧化铟锡并在第二气氛中进行快速热退火，形成第二透明导电层，所述第二气氛中的氧气流量小于所述第一气氛中的氧气流量。
10.根据权利要求8或9所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在所述分布式布拉格反射层上依次沉积第一氮氧化硅层和第二氮氧化硅层，形成钝化层；
采用光刻技术在所述隔离槽的侧面上形成光刻胶；
湿法腐蚀所述钝化层，所述光刻胶将所述隔离槽的侧面上的钝化层、以及所述隔离槽的侧面和底面连接处的第二氮氧化硅层留下，所述第一氮氧化硅层的腐蚀速率大于所述第二氮氧化硅层的腐蚀速率，所述隔离槽的底面上的钝化层、以及所述隔离槽的侧面和底面连接处的第一氮氧化硅层去除，在所述隔离槽的侧面和底面连接处的钝化层上形成凹坑；
去除所述光刻胶。
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