一种改善电流扩展的发光二极管芯片及其制作方法与流程

本发明涉及发光二极管技术领域，更为具体的说，涉及一种改善电流扩展的发光二极管芯片及其制作方法。

背景技术：

发光二极管由于其具有发光效率高、颜色范围广、耗电量少、寿命长、单色发光、反应速度快、耐冲击、体积小等优点，而被广泛的应用于显示装置、汽车内部指示灯、家电指示灯、交通信号灯、家用照明等领域内，如何满足提高发光二极管的性能，成为本领域技术人员主要研究方向之一。现有的发光二极管，其主电极与电流扩展层之间欧姆接触，而使得发光二极管的电流扩展性能较差；并且主电极与电流扩展层之间欧姆接触，还会使得主电极对发光外延层的出光吸收而无法反射光线，进而降低出光亮度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种改善电流扩展的发光二极管芯片及其制作方法，在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，进而提高发光二极管的电流扩展性能；并且，由于无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触，避免了主电极对发光外延层的出光进行吸收，进而提高了发光二极管的出光亮度。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种改善电流扩展的发光二极管芯片，包括：

背面电极层；

位于所述背面电极层一侧的衬底层；

位于所述衬底层背离所述背面电极层一侧的发光外延层；

位于所述发光外延层背离所述背面电极层一侧的电流扩展层；

位于所述电流扩展层背离所述背面电极层一侧的金属薄膜粗化层，所述金属薄膜粗化层与所述电流扩展层之间欧姆接触，且所述金属薄膜粗化层具有一镂空区域；

以及，位于所述电流扩展层背离所述背面电极层一侧、且设置于所述镂空区域的主电极。

可选的，所述金属薄膜粗化层的厚度范围为10埃-20埃，包括端点值。

可选的，所述金属薄膜粗化层的材质为锌、铍、铬中一种。

可选的，所述发光外延层包括：

位于所述衬底层背离所述背面电极层一侧的n型半导体层；

位于所述n型半导体层背离所述背面电极层一侧的发光层；

以及，位于所述发光层背离所述背面电极层一侧的p型半导体层。

可选的，所述电流扩展层为gap层。

相应的，本发明还提供了一种改善电流扩展的发光二极管芯片的制作方法，包括：

提一衬底层，所述衬底层上依次形成有叠加的发光外延层和电流扩展层；

在所述电流扩展层背离所述衬底层一侧形成金属薄膜层，且所述金属薄膜层具有一镂空区域；

对所述金属薄膜层进行合金工艺处理，形成与所述电流扩展层之间欧姆接触的金属薄膜粗化层；

在所述电流扩展层背离所述衬底层一侧、且位于所述镂空区域处形成主电极，及在衬底层背离所述发光外延层一侧形成背面电极层。

可选的，所述金属薄膜粗化层的厚度范围为10埃-20埃，包括端点值。

可选的，所述金属薄膜粗化层的材质为锌、铍、铬中一种。

可选的，所述发光外延层包括：

位于所述衬底层背离所述背面电极层一侧的n型半导体层；

位于所述n型半导体层背离所述背面电极层一侧的发光层；

以及，位于所述发光层背离所述背面电极层一侧的p型半导体层。

可选的，所述电流扩展层为gap层。

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种改善电流扩展的发光二极管芯片及其制作方法，包括：背面电极层；位于所述背面电极层一侧的衬底层；位于所述衬底层背离所述背面电极层一侧的发光外延层；位于所述发光外延层背离所述背面电极层一侧的电流扩展层；位于所述电流扩展层背离所述背面电极层一侧的金属薄膜粗化层，所述金属薄膜粗化层与所述电流扩展层之间欧姆接触，且所述金属薄膜粗化层具有一镂空区域；以及，位于所述电流扩展层背离所述背面电极层一侧、且设置于所述镂空区域的主电极。由上述内容可知，本发明提供的技术方案，在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，进而提高发光二极管的电流扩展性能；并且，由于无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触，避免了主电极对发光外延层的出光进行吸收，进而提高了发光二极管的出光亮度。

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为本申请实施例提供的一种改善电流扩展的发光二极管芯片的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种改善电流扩展的发光二极管芯片的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的另一种改善电流扩展的发光二极管芯片的制作方法的流程图；

图4a-图4d为图3中各步骤相应的结构流程图；

图5a-图5c为本申请实施例提供的一种金属薄膜层的制作方法的结构流程图。

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。

正如背景技术所述，发光二极管由于其具有发光效率高、颜色范围广、耗电量少、寿命长、单色发光、反应速度快、耐冲击、体积小等优点，而被广泛的应用于显示装置、汽车内部指示灯、家电指示灯、交通信号灯、家用照明等领域内，如何满足提高发光二极管的性能，成为本领域技术人员主要研究方向之一。现有的发光二极管，其主电极与电流扩展层之间欧姆接触，而使得发光二极管的电流扩展性能较差；并且主电极与电流扩展层之间欧姆接触，还会使得主电极对发光外延层的出光吸收而无法反射光线，进而降低出光亮度。

基于此，本申请实施例提供了一种改善电流扩展的发光二极管芯片及其制作方法，在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，进而提高发光二极管的电流扩展性能；并且，由于无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触，避免了主电极对发光外延层的出光进行吸收，进而提高了发光二极管的出光亮度。为实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下，具体结合图1至图5c对本申请实施例提供的技术方案进行详细的描述。

参考图1所示，为本申请实施例提供的一种改善电流扩展的发光二极管芯片的结构示意图，其中，发光二极管芯片包括：

背面电极层100；

位于所述背面电极层100一侧的衬底层200；

位于所述衬底层200背离所述背面电极层100一侧的发光外延层300；

位于所述发光外延层300背离所述背面电极层100一侧的电流扩展层400；

位于所述电流扩展层400背离所述背面电极层100一侧的金属薄膜粗化层500，所述金属薄膜粗化层500与所述电流扩展层400之间欧姆接触，且所述金属薄膜粗化层500具有一镂空区域；

以及，位于所述电流扩展层400背离所述背面电极层100一侧、且设置于所述镂空区域的主电极600。

在本申请实施例提供的发光二极管芯片中，金属薄膜粗化层为极薄的一侧薄膜，其并不影响发光外延层的出光，透光性能良好。金属薄膜粗化层的镂空区域优选的位于其中心区域；并且，在镂空区域形成的主电极，其与金属薄膜粗化层之间接触连接；以及，本申请实施例提供的主电极仅仅为镀膜于电流扩展层对应该镂空区域的表面上的，而并不需要主电极与电流扩展层之间实现欧姆接触，进而避免出现现有技术存在的问题。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，进而提高发光二极管的电流扩展性能；并且，由于无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触，避免了主电极对发光外延层的出光进行吸收，进而提高了发光二极管的出光亮度。

在本申请一实施例中，本申请提供的发光外延层可以为最为基本的发光结构层，即包括有n型半导体层、发光层和p型半导体层这三个基本结构。具体参考图2所示，为本申请实施例提供的另一种改善电流扩展的发光二极管芯片的结构示意图，其中，发光二极管芯片包括：

背面电极层100；

位于所述背面电极层100一侧的衬底层200；

位于所述衬底层200背离所述背面电极层100一侧的发光外延层300；

位于所述发光外延层300背离所述背面电极层100一侧的电流扩展层400；

位于所述电流扩展层400背离所述背面电极层100一侧的金属薄膜粗化层500，所述金属薄膜粗化层500与所述电流扩展层400之间欧姆接触，且所述金属薄膜粗化层500具有一镂空区域；

以及，位于所述电流扩展层400背离所述背面电极层100一侧、且设置于所述镂空区域的主电极600。

此外，所述发光外延层300包括：

位于所述衬底层200背离所述背面电极层100一侧的n型半导体层310；

位于所述n型半导体层310背离所述背面电极层100一侧的发光层320；

以及，位于所述发光层320背离所述背面电极层100一侧的p型半导体层330。

需要说明的是，为了提高倒装发光二极管芯片的性能，本申请实施例提供的倒装发光二极管芯片还可以包括更多的优化结构层，对此本申请不做具体限制；只需要满足在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，且无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触这一条件即可。

在本申请上述任意一实施例中，本申请实施例提供的所述金属薄膜粗化层的厚度范围可以为10埃-20埃，包括端点值。本申请实施例提供的所述金属薄膜粗化层的材质为锌、铍、铬中一种。以及，本申请提供的所述电流扩展层可以为gap层。此外，本申请实施例提供的衬底层可以为硅衬底层、蓝宝石衬底层、gaas衬底层等，对此本申请不做具体限制。

相应的，本申请实施例还提供了一种改善电流扩展的发光二极管芯片的制作方法，参考图3所示，为本申请实施例提供的一种改善电流扩展的发光二极管芯片的制作方法的流程图，其中，制作方法包括：

s1、提一衬底层，所述衬底层上依次形成有叠加的发光外延层和电流扩展层；

s2、在所述电流扩展层背离所述衬底层一侧形成金属薄膜层，且所述金属薄膜层具有一镂空区域；

s3、对所述金属薄膜层进行合金工艺处理，形成与所述电流扩展层之间欧姆接触的金属薄膜粗化层；

s4、在所述电流扩展层背离所述衬底层一侧、且位于所述镂空区域处形成主电极，及在衬底层背离所述发光外延层一侧形成背面电极层。

其中，结合图4a-4d为关于图3各步骤的结构流程图对制作方法进行更为详细的描述。

参考图4a所示，对应步骤s1、提一衬底层200，所述衬底层200上依次形成有叠加的发光外延层300和电流扩展层400。

在本申请任意一实施例中，本申请提供的衬底层可以为硅衬底层、蓝宝石衬底层、gaas衬底层等，对此本申请不做具体限制。及，本申请提供的所述电流扩展层可以为gap层。

参考图4b所示，对应步骤s2、在所述电流扩展层400背离所述衬底层200一侧形成金属薄膜层50，且所述金属薄膜层50具有一镂空区域。

本申请实施例提供的金属薄膜层后续制作为金属薄膜粗化层。在本申请一实施例中，制作具有镂空区域的金属薄膜层时，可以在电流扩展层上形成掩膜层，而后蒸镀薄膜完毕后去除该掩膜层即可。参考图5a-图5c所示，为本申请实施例提供的一种金属薄膜层的制作方法的结构流程图，如图5a所示，首先在电流扩展层400背离衬底层200一侧形成掩膜层10，掩膜层10可以采用光刻胶进行曝光显影工艺后形成；而后如图5b所示，在电流扩展层400背离衬底层200一侧进行蒸镀金属薄膜层50；最后如图5c所示，去除掩膜层10和其上的金属薄膜材料，形成最终具有镂空区域的金属薄膜层50。

参考图4c所示，对应步骤s3、对所述金属薄膜层50进行合金工艺处理，形成与所述电流扩展层400之间欧姆接触的金属薄膜粗化层500。

在对金属薄膜层进行合金工艺处理时，合金工艺温度可以为480摄氏度左右。及，在本申请任意一实施例中，本申请实施例提供的所述金属薄膜粗化层的厚度范围可以为10埃-20埃，包括端点值。本申请实施例提供的所述金属薄膜粗化层的材质为锌、铍、铬中一种。

参考图4d所示，对应步骤s4、在所述电流扩展层400背离所述衬底层200一侧、且位于所述镂空区域处形成主电极600，及在衬底层200背离所述发光外延层300一侧形成背面电极层100。

在本申请一实施例中，本申请提供的主电极的材质可以为au材质或al材质。

在本申请一实施例中，本申请提供的发光外延层可以为最为基本的发光结构层，即包括有n型半导体层、发光层和p型半导体层这三个基本结构。即本申请实施例提供的所述发光外延层包括：

位于所述衬底层背离所述背面电极层一侧的n型半导体层；

位于所述n型半导体层背离所述背面电极层一侧的发光层；

以及，位于所述发光层背离所述背面电极层一侧的p型半导体层。

需要说明的是，为了提高倒装发光二极管芯片的性能，本申请实施例提供的倒装发光二极管芯片还可以包括更多的优化结构层，对此本申请不做具体限制；只需要满足在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，且无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触这一条件即可。

本申请实施例提供了一种改善电流扩展的发光二极管芯片及其制作方法，包括：背面电极层；位于所述背面电极层一侧的衬底层；位于所述衬底层背离所述背面电极层一侧的发光外延层；位于所述发光外延层背离所述背面电极层一侧的电流扩展层；位于所述电流扩展层背离所述背面电极层一侧的金属薄膜粗化层，所述金属薄膜粗化层与所述电流扩展层之间欧姆接触，且所述金属薄膜粗化层具有一镂空区域；以及，位于所述电流扩展层背离所述背面电极层一侧、且设置于所述镂空区域的主电极。由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，在电流扩展层背离背面电极层一侧形成金属膜薄粗化层，进而提高发光二极管的电流扩展性能；并且，由于无需主电极与电流扩展层之间欧姆接触，避免了主电极对发光外延层的出光进行吸收，进而提高了发光二极管的出光亮度。

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。