CN114188447A - 一种具有平坦化绝缘层的led芯片及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有平坦化绝缘层的LED芯片及其制作方法，通过在制作金属接触层之前，在所述P型半导体层背离所述衬底的一侧形成平坦化绝缘层，所述平坦化绝缘层上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层；之后，通过所述第二凹槽结构，在所述P型半导体层上设置金属接触层；并且，使所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。也就相当于是，将金属接触层嵌入在平坦化绝缘层中，从而抵消了金属接触层带来的凸起形貌，进而在焊接电极完成后，P电极结构也不会存在一个凸起圆环，PN电极会大致处于一个水平高度，在长期的应用过程中，电极的受力是平均的，可以避免凸起形貌应力集中所带来的漏电和失效风险。
Description
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，更具体地说，涉及一种具有平坦化绝缘层的LED芯片及其制作方法。
背景技术
随着LED技术的发展，LED的应用越来越普遍，已逐渐成为照明、显示等领域必不可少的发光元件。具体的，LED芯片是LED的核心组件，用于在电压的控制下，通过电子和空穴的复合释放能量，将电能转换为光能。
但是，现有LED芯片中由于金属接触层在P型半导体层上呈现凸起的结构，那么在焊接电极完成后，电极结构也会存在一个凸起圆环，在LED芯片的长期应用过程中，这个凸起的圆环与焊接锡膏之间形成充分的包裹，粘附力相比较电极其它位置更高。当存在外界的侧向应力时，这个凸起的圆环就会成为应力的集中点，并且由于其与支架的粘附力强，那么剥离的时候就会破坏LED结构，造成LED芯片漏电和失效等问题。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种具有平坦化绝缘层的LED芯片及其制作方法，技术方案如下：
一种具有平坦化绝缘层的LED芯片，所述LED芯片包括：
衬底；
设置在所述衬底上的外延层结构，所述外延层结构包括在第一方向上依次设置的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述外延层结构还包括第一凹槽结构，用于在预设区域暴露出所述N型半导体层，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构的方向；
设置在所述P型半导体层背离所述衬底一侧的平坦化绝缘层，所述平坦化绝缘层上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层；
通过所述第二凹槽结构，设置在所述P型半导体层上的金属接触层；
其中，所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。
可选的，在上述LED芯片中，所述LED芯片还包括：
设置在所述P型半导体层和所述平坦化绝缘层之间的透明导电层；
所述金属接触层通过所述第二凹槽结构，设置在所述透明导电层上。
可选的，在上述LED芯片中，所述平坦化绝缘层上具有第三凹槽结构，用于暴露出所述N型半导体层；
其中，所述LED芯片还包括：
通过所述第三凹槽结构，设置在所述N型半导体层上的N电流扩展条。
可选的，在上述LED芯片中，所述LED芯片还包括：
设置在所述平坦化绝缘层背离所述衬底一侧的绝缘保护层。
可选的，在上述LED芯片中，所述绝缘保护层上具有开口区域；
所述开口区域用于暴露出所述金属接触层和N电流扩展条。
可选的，在上述LED芯片中，所述平坦化绝缘层为一层绝缘层结构；
所述平坦化绝缘层的材料为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种。
可选的，在上述LED芯片中，所述平坦化绝缘层为多层结构；
所述平坦化绝缘层包括：相邻所述衬底一侧的基础绝缘层，以及设置在所述基础绝缘层背离所述衬底一侧的其它膜层；
其中，所述其它膜层为绝缘层或非绝缘层或堆叠膜层；
所述堆叠膜层为多层绝缘层的堆叠膜层，或多层非绝缘层的堆叠膜层，或非绝缘层和绝缘层的堆叠膜层。
可选的，在上述LED芯片中，所述基础绝缘层和所述绝缘层的材料为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种；
所述非绝缘层的材料为禁带宽度为0的材料，或禁带宽度小于4.0V的材料；
所述非绝缘层为高反射层，所述高反射层的材料为Ag、Al、Ti、Pt、Au、Cu和Mo中的一种或多种。
一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法，所述制作方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上生长外延层结构，所述外延层结构包括在第一方向上依次生长的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述外延层结构还包括第一凹槽结构，用于在预设区域暴露出所述N型半导体层，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构的方向；
在所述P型半导体层背离所述衬底的一侧形成平坦化绝缘层，并对所述平坦化绝缘层进行蚀刻处理，形成第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层；
通过所述第二凹槽结构，在所述P型半导体层上形成金属接触层；
其中，所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。
可选的，在上述LED芯片中，在形成所述平坦化层绝缘层之前，所述制作方法还包括：
在所述P型半导体层背离所述衬底的一侧形成透明导电层；
所述透明导电层位于所述P型半导体层和所述平坦化绝缘层之间，所述金属接触层通过所述第二凹槽结构，设置在所述透明导电层上。
可选的，在上述LED芯片中，所述对所述平坦化绝缘层进行蚀刻处理，还包括：
对所述平坦化绝缘层进行蚀刻处理，形成第三凹槽结构，用于暴露出所述N型半导体层；
所述制作方法还包括：
通过所述第三凹槽结构，在所述N型半导体层上形成N电流扩展条。
可选的，在上述LED芯片中，所述制作方法还包括：
在所述平坦化绝缘层背离所述衬底的一侧形成绝缘保护层。
相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：
本发明提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片，通过在制作金属接触层之前，在所述P型半导体层背离所述衬底的一侧形成平坦化绝缘层，所述平坦化绝缘层上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层；之后，通过所述第二凹槽结构，在所述P型半导体层上设置金属接触层；并且，使所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。也就相当于是，将金属接触层嵌入在平坦化绝缘层中，从而抵消了金属接触层带来的凸起形貌，进而在焊接电极完成后，P电极结构也不会存在一个凸起圆环，PN电极会大致处于一个水平高度，在长期的应用过程中，电极的受力是平均的，可以避免凸起形貌应力集中所带来的漏电和失效风险。
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为本发明实施例提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图；
图3-图9为图2所示制作方法相对应的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的另一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图；
图11为图10所示制作方法相对应的结构示意图；
图12为本发明实施例提供的又一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图；
图13为图12所示制作方法相对应的结构示意图；
图14为本发明实施例提供的又一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图；
图15为图14所示制作方法相对应的结构示意图。
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1，图1为本发明实施例提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的结构示意图。
所述LED芯片包括：
衬底11；
设置在所述衬底11上的外延层结构，所述外延层结构包括在第一方向上依次设置的N型半导体层12、有源层13和P型半导体层14，所述外延层结构还包括第一凹槽结构，用于在预设区域暴露出所述N型半导体层12，所述第一方向为垂直于所述衬底11，且由所述衬底11指向所述外延层结构的方向；
设置在所述P型半导体层14背离所述衬底11一侧的平坦化绝缘层16，所述平坦化绝缘层16上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层14；
通过所述第二凹槽结构，设置在所述P型半导体层14上的金属接触层17；
其中，所述金属接触层17和所述平坦化绝缘层16的厚度相同。
可选的，如图1所示，所述LED芯片还包括：
设置在所述P型半导体层14和所述平坦化绝缘层16之间的透明导电层15；
所述金属接触层17通过所述第二凹槽结构，设置在所述透明导电层16上。
需要说明的是，所述金属接触层17可以根据实际需求来决定是否需要设置电流扩展条，在本发明实施例中并不作限定。
在该实施例中，通过在制作金属接触层17之前，在所述透明导电层15背离所述衬底11的一侧形成平坦化绝缘层16，所述平坦化绝缘层16上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述透明导电层15；之后，通过所述第二凹槽结构，在所述透明导电层15上设置金属接触层17；并且，使所述金属接触层17和所述平坦化绝缘层16的厚度相同。也就相当于是，将金属接触层17嵌入在平坦化绝缘层16中，从而抵消了金属接触层17带来的凸起形貌，进而在焊接电极完成后，P电极结构也不会存在一个凸起圆环，PN电极会大致处于一个水平高度，在长期的应用过程中，电极的受力是平均的，可以避免凸起形貌应力集中所带来的漏电和失效风险。
所述透明导电层15的材料包括但不限定于ITO等材料，用于对通过所述金属接触层17注入的电流进行横向扩展，并且，可以降低金属接触层17与外延层结构的接触电阻，即将二者原先的肖特基接触变为欧姆接触，进而降低金属接触层17与外延层结构之间的势垒，提高LED芯片的性能。
进一步的，基于本发明上述实施例，如图1所示，所述平坦化绝缘层上具有第三凹槽结构，用于暴露出所述N型半导体层12。
在该实施例中，基于所述第一凹槽结构的位置，对平坦化绝缘层16进行蚀刻处理，形成第三凹槽结构，以暴露出所述N型半导体层12，用于在后续工艺过程中形成N电极。
进一步的，基于本发明上述实施例，如图1所示，所述LED芯片还包括：
通过所述第三凹槽结构，设置在所述N型半导体层上的N电流扩展条18。
在该实施例中，通过在N型半导体层12上形成N电流扩展条18，可以提高LED芯片的性能。
进一步的，基于本发明上述实施例，如图1所示，所述LED芯片还包括：
设置在所述平坦化绝缘层16背离所述衬底11一侧的绝缘保护层19。
在该实施例中，所述绝缘保护层19主要用于保护衬底11一侧的膜层结构，进而提高LED芯片的结构稳定性。
进一步的，基于本发明上述实施例，如图1所示，所述绝缘保护层19上具有开口区域；
所述开口区域用于暴露出所述金属接触层17和N电流扩展条18。
所述LED芯片还包括：
通过所述开口区域设置在所述金属接触层17上的P电极20；
通过所述开口区域设置在所述N电流扩展条18上的N电极21。
在该实施例中，所述P电极20和所述N电极21的材料并不作限定，可以相同也可以不同，可根据实际情况而定。
进一步的，基于本发明上述实施例，所述平坦化绝缘层16为一层绝缘层结构；
所述平坦化绝缘层16的材料为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种。
在该实施例中，所述平坦化绝缘层16为单独膜层的绝缘性材料层，其材料包括但不限定于MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种，还可以为其它绝缘性材料。
进一步，基于本发明上述实施例，所述平坦化绝缘层16为多层结构；
所述平坦化绝缘层16包括：相邻所述衬底11一侧的基础绝缘层，以及设置在所述基础绝缘层背离所述衬底11一侧的其它膜层；
其中，所述其它膜层为绝缘层或非绝缘层或堆叠膜层；
所述堆叠膜层为多层绝缘层的堆叠膜层，或多层非绝缘层的堆叠膜层，或非绝缘层和绝缘层的堆叠膜层。
在该实施例中，需要说明的是，当所述平坦化绝缘层16为多层结构时，相邻所述衬底11一侧的第一层膜层必须为绝缘材料层。
进一步的，基于本发明上述实施例，所述基础绝缘层和所述绝缘层的材料包括但不限定为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种；
所述非绝缘层的材料为禁带宽度为0的材料，或禁带宽度小于4.0V的材料；在室温下足以把电子从价带激发到导带。
所述非绝缘层为高反射层，所述高反射层的材料为Ag、Al、Ti、Pt、Au、Cu和Mo中的一种或多种；
所述堆叠膜层为TiOx和SiO2的DBR叠层结构。
通过上述描述可知，当所述平坦化绝缘层16为一层绝缘层时，其仅仅起到了平坦化的作用。
当所述平坦化绝缘层16为多层结构时，相邻所述衬底11一侧的第一层膜层必须为绝缘材料层，其它层可以采用不同材料的膜层，进而起到不同的作用。
例如，采用高反射材料层，可以提高LED芯片的出光率。
采用高介电材料，如HfO2，可以提高绝缘层的稳定性，避免电场的干扰。
采用化学性质更稳定的材料，如SiNx，可以提高LED芯片的耐化学腐蚀能力。
采用力学性能优越的材料，如Al2O3，可以改善LED芯片的抗压应力的能力。
采用耐高温的材料，如ZrO2，可以提高LED芯片的耐高温的能力。
进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法，参考图2，图2为本发明实施例提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图。
所述制作方法包括：
S101：如图3所示，提供一衬底11。
在该步骤中，所述衬底11包括但不限定于蓝宝石衬底或硅衬底或砷化镓衬底或氮化镓衬底或氮化铝衬底或碳化硅衬底或PET衬底或PI衬底等。
S102：如图4所示，在所述衬底上生长外延层结构，所述外延层结构包括在第一方向上依次生长的N型半导体层12、有源层13和P型半导体层14，所述外延层结构还包括第一凹槽结构22，用于在预设区域暴露出所述N型半导体层12，所述第一方向为垂直于所述衬底11，且由所述衬底11指向所述外延层结构的方向。
在该步骤中，所述N型半导体层12为N型氮化镓层、所述P型半导体层14为P型氮化镓层。
如图4所示，当在所述衬底11上生长完成所述外延层结构后，对所述外延层结构的预设区域进行蚀刻，直至暴露出所述N型半导体层12。
S103：如图5和图6所示，在所述P型半导体层14背离所述衬底11的一侧形成平坦化绝缘层16，并对所述平坦化绝缘层16进行蚀刻处理，形成第二凹槽结构23，用于暴露出所述P型半导体层14。
在该步骤中，如图6所示，对所述平坦化绝缘层16进行蚀刻处理，还包括：对所述平坦化绝缘层16进行蚀刻处理，形成第三凹槽结构24，用于暴露出所述N型半导体层12。
S104：如图7所示，通过所述第二凹槽结构23，在所述P型半导体层14上形成金属接触层17；其中，所述金属接触层17和所述平坦化绝缘层16的厚度相同。
在该实施例中，所述平坦化绝缘层16为一层绝缘层结构。
所述平坦化绝缘层16的材料为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种。
可选的，所述平坦化绝缘层16为多层结构。
所述平坦化绝缘层16包括：相邻所述衬底11一侧的基础绝缘层，以及设置在所述基础绝缘层背离所述衬底11一侧的其它膜层。
其中，所述其它膜层为绝缘层或非绝缘层或堆叠膜层。
所述堆叠膜层为多层绝缘层的堆叠膜层，或多层非绝缘层的堆叠膜层，或非绝缘层和绝缘层的堆叠膜层。
需要说明的是，当所述平坦化绝缘层16为多层结构时，相邻所述衬底11一侧的第一层膜层必须为绝缘材料层。
其中，所述基础绝缘层和所述绝缘层的材料包括但不限定为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种；
所述非绝缘层的材料为禁带宽度为0的材料，或禁带宽度小于4.0V的材料；在室温下足以把电子从价带激发到导带。
所述非绝缘层为高反射层，所述高反射层的材料为Ag、Al、Ti、Pt、Au、Cu和Mo中的一种或多种；
所述堆叠膜层为TiOx和SiO2的DBR叠层结构。
通过上述描述可知，当所述平坦化绝缘层16为一层绝缘层时，其仅仅起到了平坦化的作用。
当所述平坦化绝缘层16为多层结构时，相邻所述衬底11一侧的第一层膜层必须为绝缘材料层，其它层可以采用不同材料的膜层，进而起到不同的作用。
例如，采用高反射材料层，可以提高LED芯片的出光率。
采用高介电材料，如HfO2，可以提高绝缘层的稳定性，避免电场的干扰。
采用化学性质更稳定的材料，如SiNx，可以提高LED芯片的耐化学腐蚀能力。
采用力学性能优越的材料，如Al2O3，可以改善LED芯片的抗压应力的能力。
采用耐高温的材料，如ZrO2，可以提高LED芯片的耐高温的能力。
进一步的，基于本发明上述实施例，在形成所述平坦化层绝缘层16之前，所述制作方法还包括：
如图8和图9所示，在所述P型半导体层14背离所述衬底11的一侧形成透明导电层15；
所述透明导电层15位于所述P型半导体层14和所述平坦化绝缘层16之间，所述金属接触层17通过所述第二凹槽结构，设置在所述透明导电层15上。
在该实施例中，如图8所示，在所述外延层结构背离所述衬底11的一侧形成透明导电层15。
如图9所示，对所述透明导电层15进行蚀刻处理，与暴露出所述第一凹槽结构22所在区域。
所述透明导电层15包括但不限定于ITO透明导电层。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图10，图10为本发明实施例提供的另一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图。
所述制作方法还包括：
S105：如图11所示，通过所述第三凹槽结构24，在所述N型半导体层12上形成N电流扩展条18。
在该实施例中，通过在N型半导体层12上形成N电流扩展条18，可以提高LED芯片的性能。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图12，图12为本发明实施例提供的又一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图。
所述制作方法还包括：
S106：如图13所示，在所述平坦化绝缘层16背离所述衬底11的一侧形成绝缘保护层19。
在该实施例中，所述绝缘保护层19主要用于保护衬底11一侧的膜层结构，进而提高LED芯片的结构稳定性。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图14，图14为本发明实施例提供的又一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法的流程示意图。
所述制作方法还包括：
S107：如图15所示，对所述绝缘保护层19进行蚀刻处理形成开口区域，用于暴露出所述金属接触层17和N电流扩展条18。
S108：如图1所示，通过所述开口区域在所述金属接触层17上形成P电极20；通过所述开口区域在所述N电流扩展条18上形成N电极21。
在该步骤中，所述P电极20和所述N电极21的材料并不作限定，可以相同也可以不同，可根据实际情况而定。
通过上述描述可知，本发明提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片及其制作方法，通过在制作金属接触层之前，在所述透明导电层背离所述衬底的一侧形成平坦化绝缘层，所述平坦化绝缘层上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述透明导电层；之后，通过所述第二凹槽结构，在所述透明导电层上设置金属接触层；并且，使所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。也就相当于是，将金属接触层嵌入在平坦化绝缘层中，从而抵消了金属接触层带来的凸起形貌，进而在焊接电极完成后，P电极结构也不会存在一个凸起圆环，PN电极会大致处于一个水平高度，在长期的应用过程中，电极的受力是平均的，可以避免凸起形貌应力集中所带来的漏电和失效风险。
以上对本发明所提供的一种具有平坦化绝缘层的LED芯片及其制作方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
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。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、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 (12)
1.一种具有平坦化绝缘层的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片包括：
衬底；
设置在所述衬底上的外延层结构，所述外延层结构包括在第一方向上依次设置的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述外延层结构还包括第一凹槽结构，用于在预设区域暴露出所述N型半导体层，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构的方向；
设置在所述P型半导体层背离所述衬底一侧的平坦化绝缘层，所述平坦化绝缘层上具有第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层；
通过所述第二凹槽结构，设置在所述P型半导体层上的金属接触层；
其中，所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。
2.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片还包括：
设置在所述P型半导体层和所述平坦化绝缘层之间的透明导电层；
所述金属接触层通过所述第二凹槽结构，设置在所述透明导电层上。
3.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述平坦化绝缘层上具有第三凹槽结构，用于暴露出所述N型半导体层；
其中，所述LED芯片还包括：
通过所述第三凹槽结构，设置在所述N型半导体层上的N电流扩展条。
4.根据权利要求3所述的LED芯片，其特征在于，所述LED芯片还包括：
设置在所述平坦化绝缘层背离所述衬底一侧的绝缘保护层。
5.根据权利要求4所述的LED芯片，其特征在于，所述绝缘保护层上具有开口区域；
所述开口区域用于暴露出所述金属接触层和N电流扩展条。
6.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述平坦化绝缘层为一层绝缘层结构；
所述平坦化绝缘层的材料为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种。
7.根据权利要求1所述的LED芯片，其特征在于，所述平坦化绝缘层为多层结构；
所述平坦化绝缘层包括：相邻所述衬底一侧的基础绝缘层，以及设置在所述基础绝缘层背离所述衬底一侧的其它膜层；
其中，所述其它膜层为绝缘层或非绝缘层或堆叠膜层；
所述堆叠膜层为多层绝缘层的堆叠膜层，或多层非绝缘层的堆叠膜层，或非绝缘层和绝缘层的堆叠膜层。
8.根据权利要求7所述的LED芯片，其特征在于，所述基础绝缘层和所述绝缘层的材料为MgF、MgO、BeO、TiOx、CrO2、ZrO2、HfO2、Ni2O3、SiO2、Al2O3、B2O3、In2O3、GeO2、SnO2和SiNx中的一种；
所述非绝缘层的材料为禁带宽度为0的材料，或禁带宽度小于4.0V的材料；
所述非绝缘层为高反射层，所述高反射层的材料为Ag、Al、Ti、Pt、Au、Cu和Mo中的一种或多种。
9.一种具有平坦化绝缘层的LED芯片的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
提供一衬底；
在所述衬底上生长外延层结构，所述外延层结构包括在第一方向上依次生长的N型半导体层、有源层和P型半导体层，所述外延层结构还包括第一凹槽结构，用于在预设区域暴露出所述N型半导体层，所述第一方向为垂直于所述衬底，且由所述衬底指向所述外延层结构的方向；
在所述P型半导体层背离所述衬底的一侧形成平坦化绝缘层，并对所述平坦化绝缘层进行蚀刻处理，形成第二凹槽结构，用于暴露出所述P型半导体层；
通过所述第二凹槽结构，在所述P型半导体层上形成金属接触层；
其中，所述金属接触层和所述平坦化绝缘层的厚度相同。
10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，在形成所述平坦化层绝缘层之前，所述制作方法还包括：
在所述P型半导体层背离所述衬底的一侧形成透明导电层；
所述透明导电层位于所述P型半导体层和所述平坦化绝缘层之间，所述金属接触层通过所述第二凹槽结构，设置在所述透明导电层上。
11.根据权利要求10所述的制作方法，其特征在于，所述对所述平坦化绝缘层进行蚀刻处理，还包括：
对所述平坦化绝缘层进行蚀刻处理，形成第三凹槽结构，用于暴露出所述N型半导体层；
所述制作方法还包括：
通过所述第三凹槽结构，在所述N型半导体层上形成N电流扩展条。
12.根据权利要求11所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：
在所述平坦化绝缘层背离所述衬底的一侧形成绝缘保护层。
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Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120043571A1 (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | Chi Mei Lighting Technology Corp. | Light-emitting diode structure and method for manufacturing the same |
| CN102468380A (zh) * | 2010-11-23 | 2012-05-23 | 孙智江 | 一种led等高电极的制作方法 |
| JP2013051243A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Kyocera Corp | 光学素子および光学素子アレイ |
| CN103066181A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-24 | 北京半导体照明科技促进中心 | Led芯片及制造方法 |
| CN104300069A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-01-21 | 大连德豪光电科技有限公司 | 高压led芯片及其制备方法 |
| JP2015188109A (ja) * | 2015-06-22 | 2015-10-29 | シチズンホールディングス株式会社 | 半導体発光素子 |
| KR20150145342A (ko) * | 2014-06-18 | 2015-12-30 | 순천대학교 산학협력단 | 발광다이오드, 플립칩 패키지 및 그의 제조방법 |
| KR20170027490A (ko) * | 2015-09-02 | 2017-03-10 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법 |
| CN109037408A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-18 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 倒装发光芯片及其制造方法 |
| CN111640830A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-08 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种倒装led芯片及其制备方法 |
-
2020
- 2020-09-14 CN CN202010961928.1A patent/CN114188447A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120043571A1 (en) * | 2010-08-20 | 2012-02-23 | Chi Mei Lighting Technology Corp. | Light-emitting diode structure and method for manufacturing the same |
| CN102468380A (zh) * | 2010-11-23 | 2012-05-23 | 孙智江 | 一种led等高电极的制作方法 |
| JP2013051243A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Kyocera Corp | 光学素子および光学素子アレイ |
| CN103066181A (zh) * | 2012-12-28 | 2013-04-24 | 北京半导体照明科技促进中心 | Led芯片及制造方法 |
| KR20150145342A (ko) * | 2014-06-18 | 2015-12-30 | 순천대학교 산학협력단 | 발광다이오드, 플립칩 패키지 및 그의 제조방법 |
| CN104300069A (zh) * | 2014-08-25 | 2015-01-21 | 大连德豪光电科技有限公司 | 高压led芯片及其制备方法 |
| JP2015188109A (ja) * | 2015-06-22 | 2015-10-29 | シチズンホールディングス株式会社 | 半導体発光素子 |
| KR20170027490A (ko) * | 2015-09-02 | 2017-03-10 | 서울바이오시스 주식회사 | 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법 |
| CN109037408A (zh) * | 2018-08-15 | 2018-12-18 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 倒装发光芯片及其制造方法 |
| CN111640830A (zh) * | 2020-06-11 | 2020-09-08 | 厦门乾照光电股份有限公司 | 一种倒装led芯片及其制备方法 |
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