一种提高发光效率的芯片结构及其制备方法与流程

文档序号:39844374发布日期:2024-11-01 19:22阅读:53来源:国知局

本发明属于半导体芯片,具体涉及一种提高发光效率的芯片结构及其制备方法。


背景技术:

1、led芯片指的是led(发光二极管)的核心部件,它是构成led灯的基本元件之一,led芯片是由半导体材料(通常是砷化镓或氮化镓等)制成的微小半导体器件,能够将电能直接转换为光能;

2、现有的led芯片结构中为了防止反射层中ag的迁移,大多采用在反射层表面覆盖一层阻挡层,阻挡层多为不活泼金属组成,通过与ag形成相对稳定的界面或合金,从而减少ag的迁移风险,但是,大多数不活泼金属具有较高的吸光性,即它们会吸收通过led芯片的光线,这种吸光性质会导致部分光被阻挡层吸收,而不能有效地反射和转换为输出光,因此会降低led器件的总体发光效率,加速led器件的老化过程,减少其使用寿命。


技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单,设计合理地提高发光效率的芯片结构。

2、本发明通过以下技术方案来实现上述目的:

3、一种提高发光效率的芯片结构,包括基板,第一半导体层,有源层,第二半导体层,第一导电层,反射层,介质层,第一绝缘层,第二绝缘层,第二导电层,第三绝缘层,焊盘,贯穿所述第二半导体层及所述有源层,并延伸到所述第一半导体层内部的凹陷;

4、所述介质层覆盖于所述反射层以及第一绝缘层表面,介质层一侧接触反射层和第一绝缘层,另一侧接触第二绝缘层,形成夹心结构。

5、进一步地,所述第一导电层与所述第二半导体层形成欧姆接触;

6、所述反射层与所述第一导电层形成电连接,所述反射层为单层或多层结构;

7、所述焊盘与所述反射层形成电连接,所述焊盘为单层或多层金属结构。

8、进一步地,所述第一导电层、反射层、焊盘共同组成第一电连接层。

9、进一步地,所述第一绝缘层覆盖于所述第一半导体层部分表面,所述第二绝缘层覆盖于所述凹陷侧壁以及所述第一电连接层的一侧。

10、进一步地,所述第二导电层大部分接触于所述第二绝缘层表面,并且与所述第一半导体层形成电连接,所述第二导电层为单层或多层结构。

11、进一步地,所述第二导电层与所述焊盘共同组成第二电连接层。

12、进一步地,所述第二导电层的大部分表面被所述第三绝缘层所覆盖,所述第三绝缘层用于隔离所述第一电连接层和第二电连接层,防止直接导通。

13、进一步地,所述介质层的材料为氧化铝、氧化钽、氧化钛或类金刚石非晶碳膜材料或者类似材料。

14、进一步地,所述介质层的厚度0.01~0.5um,反射层与绝缘层1间的缝隙0.3~5um。

15、进一步地,所述介质层填充于反射层和第一绝缘层间的缝隙。

16、作为本发明的进一步优化方案,还提供一种提高发光效率的芯片结构制备方法,具体步骤包括:

17、s1、选择适当的基板,并进行表面处理以确保接受后续层的附着;

18、s2、在基板上依次生长第一半导体层、有源层以及第二半导体层;

19、s3、形成贯穿第二半导体层及有源层,并延伸到第一半导体层内部的凹陷;

20、s4、在第二半导体层表面形成欧姆接触的第一导电层,在第一导电层表面形成电连接的反射层,将反射层与焊盘进行电连接设置,使第一导电层、反射层、焊盘共同组成第一电连接层;

21、s5、形成覆盖第一半导体层部分表面的第一绝缘层;

22、s6、在第一绝缘层以及反射层表面形成介质层,以及覆盖凹陷侧壁和第一电连接层一侧的第二绝缘层;

23、s6、在第二绝缘层表面形成第二导电层,并且与第一半导体层形成电连接;

24、s7、在第二导电层的大部分表面形成第三绝缘层,第三绝缘层隔离第一电连接层和第二电连接层,防止直接导通,最终得到芯片。

25、本发明的有益效果在于:本发明通过设置介质层,将介质层覆盖于反射层和第一绝缘层表面,并且填充于绝缘层和反射层相接的缝隙中,有效地阻挡了反射层中的ag向相邻层中迁移,提高器件的稳定性,同时,介质层采用的材料吸光系数较小,折射率高,可以提高全发射效率,从而提高器件发光效率。



技术特征:

1.一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,包括基板,第一半导体层,有源层,第二半导体层,第一导电层,反射层,介质层,第一绝缘层,第二绝缘层,第二导电层,第三绝缘层,焊盘,贯穿所述第二半导体层及所述有源层,并延伸到所述第一半导体层内部的凹陷;

2.根据权利要求1所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述第一导电层与所述第二半导体层形成欧姆接触;

3.根据权利要求2所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述第一导电层、反射层、焊盘共同组成第一电连接层。

4.根据权利要求3所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述第一绝缘层覆盖于所述第一半导体层部分表面,所述第二绝缘层覆盖于所述凹陷侧壁以及所述第一电连接层的一侧。

5.根据权利要求4所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述第二导电层大部分接触于所述第二绝缘层表面,并且与所述第一半导体层形成电连接,所述第二导电层为单层或多层结构。

6.根据权利要求5所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述第二导电层与所述焊盘共同组成第二电连接层。

7.根据权利要求6所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述第二导电层的大部分表面被所述第三绝缘层所覆盖,所述第三绝缘层用于隔离所述第一电连接层和第二电连接层,防止直接导通。

8.根据权利要求7所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述介质层的材料为氧化铝、氧化钽、氧化钛或类金刚石非晶碳膜材料或者类似材料。

9.根据权利要求8所述的一种提高发光效率的芯片结构,其特征在于,所述介质层的厚度0.01~0.5um,反射层与绝缘层1间的缝隙0.3~5um。

10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的提高发光效率的芯片结构的制备方法,其特征在于,具体步骤包括:


技术总结
本发明涉及半导体芯片技术领域,具体公开了一种提高发光效率的芯片结构及其制备方法,该提高发光效率的芯片结构,包括基板,第一半导体层,有源层,第二半导体层,第一导电层,反射层,介质层,第一绝缘层,第二绝缘层,第二导电层,第三绝缘层,焊盘,贯穿所述第二半导体层及所述有源层,并延伸到所述第一半导体层内部的凹陷;所述介质层覆盖于所述反射层以及第一绝缘层表面,介质层一侧接触反射层和第一绝缘层,另一侧接触第二绝缘层,形成夹心结构;该提高发光效率的芯片结构,能够有效地阻挡了反射层中的Ag向相邻层中迁移,提高器件的稳定性,同时,介质层采用的材料吸光系数较小,折射率高,可以提高全反射效率,从而提高器件发光效率。

技术研发人员:蔡琳榕,唐如梦,吴东东
受保护的技术使用者:安徽格恩半导体有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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