[实用新型]一种垂直结构LED芯片

说明书

本实用新型提供了一种垂直结构LED芯片，通过在基板表面依次设置键合层、金属反射镜、介质层以及外延叠层，其中，所述介质层具有介质孔，且所述金属反射镜通过填充于所述介质孔内的欧姆接触结构与所述外延叠层形成连接；一方面，使欧姆接触结构通过所述介质孔与第二型半导体层电性连接，保证电流的注入和导通；同时，解决了外延叠层与介质层、金属反射镜之间结合力弱的问题，从而提高芯片的可靠性。另一方面，使金属反射镜与介质层形成ODR反射结构，将外延叠层朝向基板一侧辐射的光线返回至外延叠层，并从出光侧辐射出去，提高出光效率。

技术领域

本实用新型涉及发光二极管领域，尤其涉及一种垂直结构LED芯片。

背景技术

发光二极管(LightEmittingDiode，简称LED)具有发光强度大、效率高、体积小、使用寿命长等优点，被认为是当前最具有潜力的光源之一。近年来，LED已在日常生活中得到广泛应用，例如照明、信号显示、背光源、车灯和大屏幕显示等领域，同时这些应用也对LED的亮度、发光效率提出了更高的要求。

现有的发光二极管包括水平类型和垂直类型。垂直类型的发光二极管通过把半导体垒晶叠层转移到其它的基板如硅、碳化硅或金属基板上，并移除原始外延生长的衬底的工艺获得，相较于水平类型，可以有效改善外延生长衬底带来的吸光、电流拥挤或散热性差的技术问题。衬底的转移一般采用键合工艺，键合主要通过金属-金属高温高压键合，即在半导体垒晶叠层一侧与基板之间形成金属键合层。半导体垒晶叠层的另一侧提供出光侧，出光侧配置有一打线电极提供电流的注入或流出，半导体垒晶叠层的下方的基板提供电流的流出或流入，由此形成电流垂直经过半导体垒晶叠层的发光二极管。

为了提高出光效率，通常会在金属键合层的一侧设计金属反射层与电介质层形成ODR反射结构，并金属反射层通过电介质层开口与第一导电型半导体层形成电性连接，从而将金属键合层一侧的出光反射至出光侧，提高出光效率。然而，由于电介质层、外延材料及金属三者属于各不相同的材料体系，其晶格失配度较大，极易脱落，造成LED芯片可靠性差的问题。

有鉴于此，本发明人专门设计了一种垂直结构LED芯片，本案由此产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供垂直结构LED芯片，以解决现有的垂直结构LED芯片可靠性差的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种垂直结构LED芯片，包括：

基板；

依次层叠于所述基板表面的键合层、金属反射镜、介质层以及外延叠层；其中，所述介质层具有介质孔，且所述金属反射镜通过填充于所述介质孔内的欧姆接触结构与所述外延叠层形成连接；所述外延叠层包括沿第一方向依次堆叠的第二型半导体层、有源区以及第一型半导体层；所述第一方向垂直于所述基板，并由所述基板指向所述外延叠层；

第一电极，其层叠于所述第一型半导体层背离所述有源区的一侧表面；

第二电极，其层叠于所述基板的背面。

优选地，沿所述介质层靠近所述金属反射层的一侧，所述欧姆接触结构的填充高度高于所述介质层。

优选地，所述欧姆接触结构相对所述介质层所高出的高度为0-500nm。

优选地，沿同一水平面上，所述欧姆接触结构与所述介质层的面积占比为0.05-1，包括端点值。

优选地，所述基板包括硅基板或碳化硅基板或金属基板。

优选地，所述介质层具有若干个呈阵列分布的介质孔，且所述介质孔内的欧姆接触结构呈柱状或锥状。

优选地，所述键合层包括Ti、In、Au中的一种或多种。