CN111883625A - Led芯片结构及其制备方法 - Google Patents

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CN111883625A CN202010651688.5A CN202010651688A CN111883625A CN 111883625 A CN111883625 A CN 111883625A CN 202010651688 A CN202010651688 A CN 202010651688A CN 111883625 A CN111883625 A CN 111883625A
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吴奇隆
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Abstract

本发明涉及一种LED芯片结构及其制备方法。所述的LED芯片结构包括:欧姆接触点金属结构;外延结构,包括第一导电类型窗口层,所述欧姆接触点金属结构形成于所述第一导电类型窗口层的表面,所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域为粗化界面;ODR介质膜层,形成于所述第一导电类型窗口层的表面,所述ODR介质膜层与所述第一导电类型窗口层的粗化界面之间具有纳米孔洞;ODR金属反射层,形成于所述ODR介质膜层远离所述第一导电类型窗口层的表面。其优点是:可以增强LED芯片的光取出率提高亮度,并且其外延层能够承受较大的外力。

Description

LED芯片结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及半导体器件制作技术领域,特别是涉及一种LED芯片结构及其制备方法。
背景技术
通过表面粗化来提高LED出光效率的方法已被业界广泛采用,成为LED行业的一种惯用技术。目前,垂直薄膜(Vertical Thin Film)结构的AlGaInP基LED芯片结构主要采用表面粗化和侧壁粗化,如图1所示,图示为一种侧壁粗化的AlGaInP基LED芯片结构,其P型窗口层1’与ODR(Omni-Directional Reflector)金属反射层3’之间的ODR介质膜层2’之间的界面均为平整界面,由于ODR介质膜层2’与P型窗口层1’紧密贴合,基本无孔隙,ODR介质膜层2’的折射率难以进一步降低,ODR金属反射层3’的反射率难以提高。由此可见,现有的LED芯片结构的光取出率即亮度依旧较低。
目前,还有一种半球形凹槽ODR的LED芯片结构,如图2所示,其通过在芯片结构内形成折射率接近1的准真空层,以此提高ODR反射率,具体的,其具有半球形凹槽4’,凹槽4’直径在4~5um,凹槽4’深度约为0.5um,但是由于凹槽4’的存在,导致芯片内部存在较大尺寸的准真空层的空腔,在固晶、焊线等工艺制备过程中一旦承受较大外接压力时,外延层碎裂的风险就会大大增加。
发明内容
基于此,有必要针对LED芯片亮度低,外延层不能承受较大外力的问题,提供一种LED芯片结构及其制备方法,可以增强LED芯片的光取出率提高亮度,并且其外延层能够承受较大的外力。
一种LED芯片结构,其特征是,所述的LED芯片结构包括:
欧姆接触点金属结构;
外延结构,包括第一导电类型窗口层,所述欧姆接触点金属结构形成于所述第一导电类型窗口层的表面,所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域为粗化界面;
ODR介质膜层,形成于所述第一导电类型窗口层的表面,所述ODR介质膜层与所述第一导电类型窗口层的粗化界面之间具有纳米孔洞;
ODR金属反射层,形成于所述ODR介质膜层远离所述第一导电类型窗口层的表面。
在其中一个实施例中:所述ODR介质膜层与所述ODR金属反射层的接触面为平坦化界面。
在其中一个实施例中:所述ODR介质膜层远离所述外延层的一面与所述欧姆接触层远离所述外延结构的一面等高。
在其中一个实施例中:所述第一导电类型窗口层的表面的第一导电类型离子的掺杂浓度较其主体部分的第一导电类型离子的掺杂浓度高。
在其中一个实施例中:所述ODR介质膜层的厚度满足
Figure BDA0002575207530000021
式中,k为自然数,n为所述ODR介质膜层的有效折射率,λ为所述LED芯片结构的发光峰值波长。
在其中一个实施例中,还包括:
金属键合层,形成于所述ODR金属反射层远离所述ODR介质膜层的表面;
永久衬底,形成于所述金属键合层远离所述ODR介质膜层的表面;
背电极,形成于所述永久衬底远离所述ODR介质膜层的表面。
在其中一个实施例中:所述外延层远离所述ODR金属反射层的一侧形成有主电极;所述外延层的侧壁以及表面除所述主电极以外的区域为粗化界面。
一种LED芯片结构的制备方法,其特征是,包括以下步骤:
提供具有第一导电类型窗口层的外延片;
于所述第一导电类型窗口层的表面形成欧姆接触点金属结构,于所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面;
于所述第一导电类型窗口层的表面形成ODR介质膜层,使所述ODR介质膜层与所述第一导电类型窗口层的粗化界面之间产生纳米孔洞;
于所述ODR介质膜层上形成ODR金属反射层。
在其中一个实施例中,于所述第一导电类型窗口层的表面形成所述欧姆接触点金属结构,于所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面的步骤包括:
于所述第一导电类型窗口层的表面形成欧姆接触点金属结构;
以欧姆接触点金属结构为掩膜保护层,对所述第一导电类型窗口层的表面进行粗化处理,使得所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面。
在其中一个实施例中,于所述第一导电类型窗口层的表面形成所述欧姆接触点金属结构,于所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面的步骤包括:
于所述第一导电类型窗口层的表面形成金属层,并退火,使所述金属层内的金属向所述第一导电类型窗口层表面内扩散;
对所述金属层中除所述欧姆接触点金属结构以外的区域进行腐蚀以形成所述欧姆接触点金属结构以及所述粗化界面。
在其中一个实施例中,在形成所述ODR介质膜层之后,形成所述ODR金属反射层之前还包括:
对所述ODR介质膜层进行平坦化处理,使得所述ODR介质膜层远离所述外延片的一面与所述欧姆接触点金属结构远离所述外延片的一面等高。
在其中一个实施例中,所述外延片包括功能层,所述功能层包括所述第一导电类型窗口层,所述外延片还包括依次叠置于所述功能层远离所述第一导电类型窗口层的表面的第二导电类型欧姆接触层、第二导电类型腐蚀截止层、第二导电类型缓冲层以及临时衬底,形成所述ODR金属反射层之后还包括:
去除所述临时衬底、第二导电类型缓冲层以及第二导电类型腐蚀截止层;
对所述第二导电类型欧姆接触层进行刻蚀,形成第二导电类型欧姆接触结构。
在其中一个实施例中,形成所述ODR金属反射层之后,去除所述临时衬底、所述第二导电类型缓冲层以及所述第二导电类型腐蚀截至层之前还包括:
提供永久衬底,在所述永久衬底表面形成金属键合层;
将所述外延片倒置键合于所述永久衬底上,键合后,所述ODR金属反射层与所述金属键合层相接触。
本发明较现有技术具有以下优点:
第一导电类型窗口层表面具有粗化界面,使得ODR介质膜层与第一导电类型窗口层的粗化界面之间可以形成折射率近似等于1的纳米孔洞,富含纳米孔洞的介质膜层的折射率显著低于其体材料,由此增强了最终所形成的LED芯片结构的光取出率及亮度;
由于第一导电类型窗口层表面具有粗化界面,在该粗化界面上所形成的ODR介质膜层的表面通常为高低起伏的不平整状态,通过对ODR介质膜层进行平坦化处理,从而降低不平整的表面对ODR介质膜层的反射率的影响,也使得后续ODR介质膜层与ODR金属反射层之间的界面可以为平整界面。
第一导电类型窗口层表面形成有欧姆接触点金属结构,对ODR介质膜层进行平坦化处理,使得ODR介质膜层与欧姆接触点金属结构等高,使得ODR介质膜层在欧姆接触点金属结构处不存在金属层空洞,导电良好,使得后续制备过程中金属键合层与ODR反射层之间不会产生空洞,由此避免了外接压力可能引起的外延层碎裂风险。
附图说明
图1为现有技术中的AlGaInP基LED芯片结构的整体结构示意图;
图2为现有技术中的半球形凹槽ODR的LED芯片结构的整体结构示意图;
图3为本发明的一实施例中的LED芯片结构制备方法的具体方法流程图;
图4为本发明的一实施例中的LED芯片结构制备方法中的步骤S1所得外延片的结构示意图;
图5为本发明的一实施例中的LED芯片结构制备方法中的步骤S22所得结构的结构示意图;
图6为本发明的一实施例中的LED芯片结构中的第一导电类型窗口层的粗化表面的表面形貌图;
图7为本发明的一实施例中的LED芯片结构中的第一导电类型窗口层、ODR介质膜层、欧姆接触点金属结构以及ODR金属反射层所形成结构的结构示意图;
图8为本发明的一实施例中的LED芯片结构的整体结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样,可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此,本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状,而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如,显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度,而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样,通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此,图中显示的区实质上是示意性的,它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本发明的范围。
如图3所示,本发明提供一种LED芯片结构的制备方法,其包括以下步骤:
S1:提供具有第一导电类型窗口层的外延片;
S2:于第一导电类型窗口层的表面形成欧姆接触点金属结构,于第一导电类型窗口层的表面除欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面;
S3:于第一导电类型窗口层的表面形成ODR介质膜层,使ODR介质膜层与第一导电类型窗口层的粗化界面之间产生纳米孔洞;
S4:于ODR介质膜层上形成ODR金属反射层。
LED芯片结构中第一导电类型窗口层表面具有粗化界面,使得在第一导电类型窗口层表面形成ODR介质膜层时,邻接粗化的第一导电类型窗口层的表面的ODR介质膜层中会产生随机分布的纳米孔洞,富含纳米孔洞的介质膜层的折射率近似等于1显著低于其体材料,由此最终所形成的LED芯片结构的光取出率及亮度都大大提高。
值得注意的是,本实施例中,第一导电类型为P型,所形成的LED芯片结构为垂直型的反极性LED芯片结构,其较正极性的LED芯片结构具有更好的亮度。
作为示例,步骤S1具体可以包括:
如图4所示,在临时衬底110上依次外延生长第二导电类型缓冲层109、第二导电类型腐蚀截止层108、第二导电类型欧姆接触层107、第二导电类型粗化层106、第二导电类型电流扩展层105、第二导电类型限制层104、MQW有源层103、第一导电类型限制层102以及第一导电类型窗口层101,以形成外延片100;第二导电类型欧姆接触层107、第二导电类型粗化层106、第二导电类型电流扩展层105、第二导电类型限制层104、MQW有源层103、第一导电类型限制层102以及第一导电类型窗口层101构成外延片100的功能层。
具体的,第二导电类型为N型,临时衬底110为砷化镓(GaAs)临时衬底,第二导电类型缓冲层109为N型砷化镓(GaAs)缓冲层,第二导电类型腐蚀截止层108为N型镓铟磷(GaInP)腐蚀截止层,第二导电类型欧姆接触层107为N型砷化镓(GaAs)欧姆接触层,第二导电类型粗化层106为N型铝镓铟磷(AlGaInP)粗化层,第二导电类型电流扩展层105为N型铝镓铟磷(AlGaInP)电流扩展层,第二导电类型限制层104为N型铝镓铟磷(AlGaInP)限制层,第一导电类型限制层102为P型铝镓铟磷(AlGaInP)限制层,第一导电类型窗口层101为P型磷化镓(GaP)窗口层。
其中,第一导电类型窗口层101的厚度为1~10微米(um),例如,1微米、3微米、10微米。
值得注意的是,上述AlGaInP是指AlxGayIn(1-x-y)P材料,各AlxGayIn(1-x-y)P功能层组分可以根据需要分别进行调整。
作为示例,步骤S2具体可以包括:
S21:于第一导电类型窗口层101的表面形成欧姆接触点金属结构400;
具体的,在外延片100的第一导电类型窗口层101表面通过蒸镀、光刻、剥离、退火工艺来形成欧姆接触点金属结构400;
S22:以欧姆接触点金属结构400为掩膜保护层,对第一导电类型窗口层101的表面进行粗化处理,使得第一导电类型窗口层101的表面除欧姆接触点金属结构400以外的区域形成粗化界面1011,如图5所示。
具体的,以欧姆接触点金属结构400为掩膜保护层,将外延片100浸入粗化液中使得第一导电类型窗口层101表面除欧姆接触点金属结构400以外的区域形成粗化界面1011,形成的形貌如图6所示。作为示例,第一导电类型窗口层101的表面的第一导电类型离子的掺杂浓度可以较其主体部分的第一导电类型离子的掺杂浓度高,例如,第一导电类型窗口层101的表面的第一导电类型离子的掺杂浓度为1E19/cm3,其主体部分的第一导电类型离子的掺杂浓度为1E18/cm3,这样,由于高掺杂的表层通常会吸光,通过粗化液腐蚀时同时将高掺杂的表层腐蚀去除,可以减少吸光,从而进一步提高亮度。
在又一个示例中,步骤S2具体可以包括:
S21:于第一导电类型窗口层101的表面形成金属层,并退火,使金属层内的金属向第一导电类型窗口层101表面内扩散;
S22:对金属层中除欧姆接触点金属结构以外的区域进行腐蚀以形成欧姆接触点金属结构以及粗化界面。
具体的,在外延片100的第一导电类型窗口层101的表面整面蒸镀金属层,以使得后续退火过程中金属层内金属向第一导电类型窗口层101表面扩散的更加均匀,提高后续形成的粗化界面的粗化均匀度。
对金属层中除欧姆接触点金属结构以外的区域进行腐蚀以形成欧姆接触点金属结构400以及粗化界面的步骤具体可以包括:
在金属层表面形成掩膜层,利用光刻刻蚀工艺对掩膜层进行图形化处理以得到图形化掩膜层,图形化掩膜层具有开口图形,开口图形定义出除欧姆接触点金属结构400以外的区域的形状及位置,基于图形化掩膜层为掩膜对金属层进行湿法腐蚀,以形成欧姆接触点金属结构400以及粗化界面1011,去除图形化掩膜层。
由于退火处理过程中金属已向第一导电类型窗口层扩散,因此在湿法腐蚀第一导电类型窗口层101表面金属层时,第一导电类型窗口层101表面会被腐蚀金属的溶液腐蚀形成纳米级凹坑,凹坑尺寸通常为10~500微米,可以作为粗化界面,在本示例中,可以不另行粗化处理。
作为示例,步骤S3具体可以包括:
于第一导电类型窗口层101的表面沉积ODR介质膜层200,使ODR介质膜层200与第一导电类型窗口层101的粗化界面之间产生纳米孔洞2001;此时,ODR介质膜层200在整面沉积的形成过程中完全覆盖第一导电类型窗口层101表面的欧姆接触点金属结构400。
具体的,采用蒸镀或溅射或PECVD沉积绝缘型ODR介质膜层200,作为示例,于第一导电类型绝缘层的表面整面沉积ODR介质膜层,介质膜层的材料包括但不限于采用MgF2或SiO2中的任意一种;可以根据实际需要,通过调节ODR介质膜层的沉积工艺,来调节纳米孔洞的孔洞率。值得注意的是,纳米孔洞的成形关键在于粗化界面的表面形貌在镀膜过程中对于入射产生阴影效应,以及入射原子在粗化界面的表面上的扩散迁移受到影响,借助上述机理,ODR介质膜层沉积时可以在第一导电类型窗口层的粗化界面产生纳米孔洞。
作为示例,在形成ODR介质膜层200之后,形成ODR金属反射层300之前还包括:对ODR介质膜层200进行平坦化处理,使得ODR介质膜层200远离外延片100的一面与欧姆接触点金属结构400远离外延片100的一面等高,如图7所示。
具体的,对形成有ODR介质膜层200的外延片100进行平坦化处理的过程可以包括:采用化学机械抛光(CMP)工艺对ODR介质膜层远离外延片100的表面进行平坦化处理,去除ODR介质膜层200厚度要求至少露出欧姆接触点金属结构400,从而使得ODR介质膜层100被欧姆接触点金属结构400贯通,以形成介质膜通孔;作为示例,ODR介质膜层200的厚度满足
Figure BDA0002575207530000111
式中,k为自然数,n为ODR介质膜层的有效折射率,λ为LED芯片结构的发光峰值波长。
作为示例,步骤S4具体可以包括:
于ODR介质膜层200远离外延片100的表面沉积ODR金属反射层300,使得ODR介质膜层200与ODR金属反射层300的接触面为平坦化界面,并使得ODR金属反射层300可以通过欧姆接触点金属结构400与第一导电类型窗口层101电性连接,成为第一导电类型窗口层电流注入的通道,如图7所示;作为示例,ODR金属反射层材料可以包括Ag、Al、Au、AuZn合金、AuBe合金中的任意一种;
由于ODR介质膜层200远离外延片100的一面与欧姆接触点金属结构400远离外延片100的一面等高,从而使得ODR介质膜层200与ODR金属反射层300的接触面为平坦化界面。进一步使得ODR介质膜层200在欧姆接触点金属结构107处不存在金属层空洞,导电良好,帮助后续的ODR金属反射层300在键合到金属键合层500时,ODR金属反射层300与金属键合层500之间不会产生空洞,由此避免了外接压力可能引起的外延结构碎裂风险。
作为示例,步骤S4形成所述ODR金属反射层300之后还包括:
S6:去除临时衬底110、第二导电类型缓冲层109以及第二导电类型腐蚀截至层108,露出第二导电类型欧姆接触层107;
S7、对第二导电类型欧姆接触层107进行刻蚀,形成第二导电类型欧姆接触结构1071;作为示例,通过光刻、湿法刻蚀形成第二导电类型欧姆接触结构1071;至此,第二导电类型欧姆接触结构1071、第二导电类型粗化层106、第二导电类型电流扩展层105、第二导电类型限制层104、MQW有源层103、第一导电类型限制层102以及第一导电类型窗口层101共同构成LED芯片结构中的外延结构。
作为示例,形成所述ODR金属反射层之后,去除临时衬底110、第二导电类型缓冲层109以及第二导电类型腐蚀截至层108,露出第二导电类型欧姆接触层107之前还可以包括:
S5:将外延片100上形成有ODR金属反射层300的一面键合到永久衬底600上;具体的:
提供永久衬底600,在永久衬底600表面蒸镀形成金属键合层500;
将外延片100倒置,使得外延片100上形成有ODR金属反射层300的一面与金属键合层500在加热加压的键合过程中互扩散结合到一起,以使外延片100键合到永久衬底600上;作为示例,永久衬底600选用第一导电类型低阻硅片。
步骤S7对第二导电类型欧姆接触层107进行刻蚀,形成第二导电类型欧姆接触结构1071之后还可以包括:
S8:在外延结构的形成有第二导电类型欧姆接触结构1071的表面对应第二导电类型欧姆接触结构1071的位置形成主电极800,且主电极800覆盖第二导电类型欧姆接触结构1071;作为示例,通过光刻、蒸镀、剥离、退火工艺形成主电极800;
S9:于外延结构内形成预留切割道,作为示例,通过光刻及干法刻蚀将预留切割道刻蚀至第一导电类型窗口层101;具体的,于外延结构四周刻蚀出至少达到第一导电类型窗口层的切割道;
S10:于外延结构的侧壁以及表面除主电极800以外的区域形成粗化界面;侧壁粗化使LED芯片结构的发光角度相应增大;
S11:在永久衬底600远离第一导电类型窗口层101的表面形成背电极700;作为示例,对永久衬底600进行减薄,采用电子束热蒸镀的方式在永久衬底600远离第一导电类型窗口层101的表面形成背电极700,背电极700可以为第一导电类型背电极。如图8所示,本发明还提供一种LED芯片结构,包括:欧姆接触点金属结构400;外延结构,包括第一导电类型窗口层101,欧姆接触点金属结构400形成于第一导电类型窗口层101的表面,第一导电类型窗口层101的表面除欧姆接触点金属结构400以外的区域为粗化界面1011;ODR介质膜层200,形成于第一导电类型窗口层101的表面,ODR介质膜层200与第一导电类型窗口层101的粗化界面1011之间具有纳米孔洞2001;ODR金属反射层300,形成于ODR介质膜层200远离第一导电类型窗口层101的表面。
本发明的LED芯片结构中第一导电类型窗口层表面具有粗化界面,使得ODR介质膜层与第一导电类型窗口层的粗化界面之间可以形成折射率近似等于1的纳米孔洞,富含纳米孔洞的介质膜层的折射率显著低于其体材料,由此增强了最终所形成的LED芯片结构的光取出率及亮度。
作为示例,外延结构还包括:依次形成于第一导电类型窗口层101远离ODR介质膜层200一侧表面的第一导电类型限制层102、MQW有源层103、第二导电类型限制层104、第二导电类型电流扩展层105、第二导电类型粗化层106以及第二导电类型欧姆接触结构1071。本实施例中,第二导电类型为N型。
作为示例,LED芯片结构还包括:金属键合层500,形成于ODR金属反射层300远离ODR介质膜层200的表面;永久衬底600,形成于金属键合层500远离ODR介质膜层200的表面;背电极700,形成于永久衬底600远离ODR介质膜层200的表面,作为示例,背电极700为第一导电类型背电极。
作为示例,外延层100远离ODR金属反射层300的一侧形成有主电极111,主电极111覆盖第二导电类型欧姆接触结构1071;外延结构的侧壁以及表面除主电极111以外的区域为粗化界面,进一步使外延结构全方位粗化,侧壁粗化使LED芯片结构的发光角度相应增大。
在另一实施例中,第一导电类型也可以为N型,当为N型时,所形成的LED芯片结构为垂直型的正极性LED芯片结构,同样可以起到本发明的目的。
应该理解的是,虽然附图各流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种LED芯片结构,其特征在于,所述的LED芯片结构包括:
欧姆接触点金属结构;
外延结构,包括第一导电类型窗口层,所述欧姆接触点金属结构形成于所述第一导电类型窗口层的表面,所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域为粗化界面;
ODR介质膜层,形成于所述第一导电类型窗口层的表面,所述ODR介质膜层与所述第一导电类型窗口层的粗化界面之间具有纳米孔洞;
ODR金属反射层,形成于所述ODR介质膜层远离所述第一导电类型窗口层的表面。
2.根据权利要求1所述的LED芯片结构,其特征在于:
所述ODR介质膜层与所述ODR金属反射层的接触面为平坦化界面。
3.根据权利要求1所述的LED芯片结构,其特征在于:
所述ODR介质膜层远离所述外延结构的一面与所述欧姆接触层远离所述外延结构的一面等高。
4.根据权利要求1所述的LED芯片结构,其特征在于:
所述第一导电类型窗口层的表面的第一导电类型离子的掺杂浓度较其主体部分的第一导电类型离子的掺杂浓度高。
5.根据权利要求1所述的LED芯片结构,其特征在于:
所述ODR介质膜层的厚度满足
Figure FDA0002575207520000011
式中,k为自然数,n为所述ODR介质膜层的有效折射率,λ为所述LED芯片结构的发光峰值波长。
6.根据权利要求1所述的LED芯片结构,其特征在于,还包括:
金属键合层,形成于所述ODR金属反射层远离所述ODR介质膜层的表面;
永久衬底,形成于所述金属键合层远离所述ODR介质膜层的表面;
背电极,形成于所述永久衬底远离所述ODR介质膜层的表面。
7.根据权利要求1所述的LED芯片结构,其特征在于:
所述外延结构远离所述ODR金属反射层的一侧形成有主电极;
所述外延结构的侧壁以及表面除所述主电极以外的区域为粗化界面。
8.一种LED芯片结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供具有第一导电类型窗口层的外延片;
于所述第一导电类型窗口层的表面形成欧姆接触点金属结构,于所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面;
于所述第一导电类型窗口层的表面形成ODR介质膜层,使所述ODR介质膜层与所述第一导电类型窗口层的粗化界面之间产生纳米孔洞;
于所述ODR介质膜层上形成ODR金属反射层。
9.根据权利要求8所述的LED芯片结构的制备方法,其特征在于,于所述第一导电类型窗口层的表面形成所述欧姆接触点金属结构,于所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面的步骤包括:
于所述第一导电类型窗口层的表面形成欧姆接触点金属结构;
以欧姆接触点金属结构为掩膜保护层,对所述第一导电类型窗口层的表面进行粗化处理,使得所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面。
10.根据权利要求8所述的LED芯片结构的制备方法,其特征在于,于所述第一导电类型窗口层的表面形成所述欧姆接触点金属结构,于所述第一导电类型窗口层的表面除所述欧姆接触点金属结构以外的区域形成粗化界面的步骤包括:
于所述第一导电类型窗口层的表面形成金属层,并退火,使所述金属层内的金属向所述第一导电类型窗口层表面内扩散;
对所述金属层中除所述欧姆接触点金属结构以外的区域进行腐蚀以形成所述欧姆接触点金属结构以及所述粗化界面。
11.根据权利要求9或10所述的LED芯片结构的制备方法,其特征在于,在形成所述ODR介质膜层之后,形成所述ODR金属反射层之前还包括:
对所述ODR介质膜层进行平坦化处理,使得所述ODR介质膜层远离所述外延片的一面与所述欧姆接触点金属结构远离所述外延片的一面等高。
12.根据权利要求8所述的LED芯片结构的制备方法,其特征在于,所述外延片包括功能层,所述功能层包括所述第一导电类型窗口层,所述外延片还包括依次叠置于所述功能层远离所述第一导电类型窗口层的表面的第二导电类型欧姆接触层、第二导电类型腐蚀截止层、第二导电类型缓冲层以及临时衬底,形成所述ODR金属反射层之后还包括:
去除所述临时衬底、第二导电类型缓冲层以及第二导电类型腐蚀截止层;
对所述第二导电类型欧姆接触层进行刻蚀,形成第二导电类型欧姆接触结构。
13.根据权利要求12所述的LED芯片结构的制备方法,其特征在于,形成所述ODR金属反射层之后,去除所述临时衬底、所述第二导电类型缓冲层以及所述第二导电类型腐蚀截至层之前还包括:
提供永久衬底,在所述永久衬底表面形成金属键合层;
将所述外延片倒置键合于所述永久衬底上,键合后,所述ODR金属反射层与所述金属键合层相接触。
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