微小尺寸LED芯片的制作方法

微小尺寸led芯片
技术领域
1.本实用新型涉及一种led芯片，特别涉及一种微小尺寸led芯片，属于半导体器发光技术领域。


背景技术：

2.因应用条件的限制，现有的小背光led芯片结构如图1和图2所示，现有的小背光led芯片结构一般为窄长条形，图中100为被电极覆盖的区域，其中，led芯片的n、p电极设计已经占据了小背光led芯片本体不小的面积，虽然通常会采用透明的导电材料，但透明导电材料并不是完全透光，还会有一定的遮光、挡光性，由于n、p电极均有吸光遮光的缺点，这会使得小背光led芯片的发光及出光效率大打折扣，严重影响小背光led芯片的光提取率。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的在于提供一种微小尺寸led芯片，以克服现有技术中的不足。
4.为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
5.本实用新型实施例提供了一种微小尺寸led芯片，包括：
6.外延结构，所述外延结构包括沿指定方向依次设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同；
7.第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极设置在所述外延结构的第一表面，其中，所述第一电极与所述第一半导体层电连接，所述第二电极与所述第二半导体层电连接，所述第一电极和第二电极在所述第一表面的正投影区域至少部分重合，且所述第一电极与所述第二电极彼此电性隔离。
8.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的微小尺寸led芯片，通过在led外延结构的同一侧设置堆叠结构的p电极和n电极(p电极和n电极分别对应于第一电极和第二电极)，通过电极通孔结构将p电极与p型半导体层电连接，并且p电极和n电极之间通过绝缘介质层进行隔离，如此不仅可以防止n电极和p电极发生短路，同时还减少了电极覆盖区域的面积，提高了出光的效率。
附图说明
9.为了更清楚地说明本技术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技术中记载的一些实施例，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。
10.图1是现有技术中的一种小尺寸背光led芯片的俯视图；
11.图2是现有技术中的一种小尺寸背光led芯片的剖面结构示意图；
12.图3是本实用新型一典型实施案例提供的一种微小尺寸led芯片的剖面结构示意
图；
13.图4是本实用新型一典型实施案例提供的一种微小尺寸led芯片的俯视图；
14.附图标记说明：10-第一半导体层、20-发光层、30-第二半导体层、31-第一表面、40-第一电极、41-第一电极的第一部分、42-第一电极的第二部分、50-第二电极、51-第二电极的第三部分、52-第二电极的第四部分、60-电极通孔、70-绝缘介质层。
具体实施方式
15.鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
16.本实用新型实施例提供了一种微小尺寸led芯片，包括：
17.外延结构，所述外延结构包括沿指定方向依次设置的第一半导体层、发光层和第二半导体层，所述第一半导体层和第二半导体层的掺杂类型不同；
18.第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极设置在所述外延结构的第一表面，其中，所述第一电极与所述第一半导体层电连接，所述第二电极与所述第二半导体层电连接，所述第一电极和第二电极在所述第一表面的正投影区域至少部分重合，且所述第一电极与所述第二电极彼此电性隔离。
19.在一些较为具体的实施方案中，所述第一电极在所述第一表面的第一正投影区域位于所述第二电极在所述第一表面的第二正投影区域内。
20.在一些较为具体的实施方案中，所述第二电极的部分覆设在所述第一电极上。
21.在一些较为具体的实施方案中，所述外延结构内形成有电极通孔，所述第一电极设置在所述电极通孔内，且所述第一电极与所述第二半导体层、发光层电性隔离。
22.在一些较为具体的实施方案中，所述电极通孔可以自所述外延结构的第一表面沿厚度方向贯穿所述第二半导体层和发光层，所述第一半导体层的局部自所述电极通孔内露出，
23.在一些较为具体的实施方案中，所述电极通孔可以自所述外延结构的第一表面沿厚度方向贯穿所述第二半导体层、发光层并延伸至所述第一半导体层内，且在所述第一半导体层内形成凹坑结构。
24.在一些较为具体的实施方案中，所述电极通孔的直径为10-50μm。
25.在一些较为具体的实施方案中，所述第一电极与所述第二半导体层、发光层以及第二电极之间均形成有绝缘介质层，所述绝缘介质层的厚度为50-200nm。
26.在一些较为具体的实施方案中，所述第一电极包括电性连接的第一部分和第二部分，所述第一部分设置在所述电极通孔内并与第一半导体层电连接并与所述第二半导体层电性隔离，所述第二部分设置在所述外延结构的第一表面。
27.在一些较为具体的实施方案中，所述第二电极包括电性连接的第三部分和第四部分，所述第三部分覆设在所述第一电极上并与所述第一电极电性隔离，所述第四部分设置在所述外延结构的第一表面并与第二半导体层电连接。
28.在一些较为具体的实施方案中，所述第二电极的直径为50-60μm。
29.在一些较为具体的实施方案中，所述第一半导体层和第二半导体层中的一者为p型半导体层，另一者为n型半导体层。
30.如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非特别说明的之外，本实用新型实施例中led芯片中的外延结构中各结构层的材质、厚度等尺寸以及电极的材质等均可以是本领域技术人员已知的，可理解的，本实用新型实施例仅仅为解释本实用新型实施例中微小尺寸led芯片的结构组成，而非对本实用新型的保护范围进行限定。
31.请参阅图3和图4，一种微小尺寸led芯片，包括外延结构以及与所述外延结构相匹配的第一电极40、第二电极50，所述外延结构包括沿指定方向依次叠层设置的第一半导体层10、发光层20和第二半导体层30，所述第一半导体层10和第二半导体层30的掺杂类型不同；所述第一电极40和第二电极50设置在所述外延结构的第一表面，其中，所述第一电极40与所述第一半导体层10电连接，所述第二电极50与所述第二半导体层30电连接，所述第一电极40和第二电极50在所述第一表面的正投影区域至少部分重合，且所述第一电极40与所述第二电极50彼此电性隔离。
32.在本实施例中，所述第一电极40在所述第一表面的第一正投影区域位于所述第二电极50在所述第一表面的第二正投影区域内，例如，所述第二电极50的部分覆设在所述第一电极40上，可以理解的，所述指定方向为所述外延结构的厚度方向或叠层的方向。
33.可以理解的，所述第一电极40和第二电极50可以是彼此电性隔离而部分堆叠的结构。
34.在本实施例中，所述外延结构内形成有电极通孔60，所述电极通孔60自所述外延结构的第一表面沿厚度方向贯穿所述第二半导体层30和发光层20，所述第一半导体层10的局部自所述电极通孔60内露出，所述第一电极40设置在所述电极通孔60内并与暴露的第一半导体层10电连接，且所述第一电极40与所述第二半导体层30、发光层20均电性隔离；当然，所述电极通孔60还可以自所述外延结构的第一表面沿厚度方向贯穿所述第二半导体层30、发光层20并延伸至所述第一半导体层10内，并在所述第一半导体层10内形成凹坑结构，所述第一电极40的局部设置在所述凹坑结构内并与所述第一半导体层10电连接，所述凹坑结构能够增大位于电极通孔中的第一电极40与第一半导体层10的接触面积，利于电流的传导。
35.在本实施例中，所述电极通孔60可以通过干法刻蚀或湿法腐蚀的方式加工形成，所述电极通孔60的深度大于等于第二半导体层30和发光层20的厚度之和而小于第一半导体层10、发光层20和第二半导体层30三者的厚度之和，所述电极通孔的直径为10-50μm。
36.在本实施例中，所述第一电极40和第二电极50可以均设置在第二半导体层30的表面，且所述第一电极40与所述第二半导体层30电性隔离，所述第二电极50与第二半导体层30电连接。
37.在本实施例中，所述第一电极40与第二电极50之间、第一电极40与发光层20、第二半导体层30之间均设置有绝缘介质层70，通过该绝缘介质层70实现了所述第一电极40与第二电极50、发光层20、第二半导体层30之间的电性隔离。
38.在本实施例中，所述绝缘介质层70形成在所述电极通孔60的内壁、第二半导体层30表面与第一电极40对应的区域以及第一电极40与第二电极50之间。
39.在本实施例中，所述绝缘介质层70的厚度为50-200nm，所述绝缘介质层70可以通过原子层沉积或化学气相沉积(cvd)等方式形成，所述绝缘介质层70的材质可以是氧化硅
或氮化硅等。
40.在本实施例中，所述第一电极40包括电性连接的第一部分41和第二部分42，所述第一部分41设置在所述电极通孔60内并与第一半导体层10电连接，所述第二部分42设置在所述外延结构的第一表面，可以理解的，所述第一部分41的顶部表面可以与所述电极通孔60的顶部开口齐平，所述第二部分42设置在第二半导体层30的表面并与所述第一部分41电连接；该第一部分41和第二部分42可以是一体形成的，也可以是先在所述电极通孔60内形成第一部分，再制作与第一部分且暴露的第二部分。
41.在本实施例中，所述第一电极40的材质可以是cu、ag和au中的一种或多种导电金属。
42.在本实施例中，所述第二电极50包括电性连接的第三部分51和第四部分52，所述第三部分51叠设在所述第一电极40上，所述第四部分52设置在所述外延结构的第一表面并与第二半导体层30电连接，可以理解的，所述第三部分51和第四部分52可以是分体设置，也可以是一体设置，所述第二电极50并不是将所述第一电极完全覆盖，所述第一电极仍有部分暴露在外，以与其他部件进行电连接。
43.需要说明的是，所述外延结构的第一表面为外延结构的顶部表面，在实施例中，所述第二半导体层30背对发光层20的一侧表面31即为所述外延结构的第一表面。
44.在本实施例中，所述第二电极50的材质可以是cu、ag和au中的一种或多种导电金属。
45.在本实施例中，所述第二电极50的面积可以是大于第一电极40的面积，所述第二电极50的直径为50-60μm。
46.在本实施例中，所述第一半导体层10和第二半导体层30中的一者为p型半导体层，另一者为n型半导体层，相应地，所述第一电极40和第二电极50中的一者为p电极，另一者为n电极。
47.需要说明的是，本实用新型实施例中的第一半导体层10、发光层20和第二半导体层30的材质可以是本领域技术人员已知的，在此不对其具体的材质进行限定和说明。
48.在本实施例中，所述第一电极和第二电极设置在外延结构的同一侧且通过形成堆叠结构而大大降低了被电极覆盖区域的面积，从而提高了发光区域的面积，进而提高了出光效率。
49.本实用新型实施例提供的微小尺寸led芯片，通过在led外延结构的同一侧设置堆叠结构的n电极和p电极，通过电极通孔结构将p电极与p型半导体层电连接，并且p电极和n电极之间通过绝缘介质层进行隔离，如此不仅可以防止n电极和p电极发生短路，同时还减少了电极覆盖区域的面积，提高了出光的效率。
50.应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。