[发明专利]垂直结构的薄膜LED芯片、微型LED阵列及其制备方法

说明书

本发明提供一种垂直结构的薄膜LED芯片，包括：外延发光结构，具有相对的第一主面和第二主面，包括依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层，外延发光结构具有贯穿至所述N型外延层表面的第一台阶结构；N电极，设置于所述N型外延层的第一台阶结构上，N电极包括主体部和延伸部，并且所述N电极通过所述主体部与所述第一台阶结构的上表面形成电性接触，所述延伸部围绕所述N型外延层的侧壁形成；和P电极，所述P电极设置于所述外延发光结构的第一主面上。本发明还提供一种微型LED阵列。所述薄膜LED芯片可以解决现有芯片结构中四周边缘的电流扩展均匀性较差，提高了芯片的电流扩展均匀性及反射有效面积，从而最大程度地提高了芯片的出光效率。

技术领域

本发明属于半导体器件及制造领域，尤其是涉及一种垂直结构的薄膜LED芯片。

背景技术

发光二极管(LED)具有体积小、效率高和寿命长等优点，在交通指示、户外全色显示等领域有着广泛的应用。尤其是利用大功率发光二极管可能实现半导体固态照明，引起人类照明史的革命，从而逐渐成为目前电子学领域的研究热点。

现有的LED芯片根据电极的位置可以分为：倒装型芯片结构、垂直型芯片结构及正装型芯片结构。其中，垂直型LED芯片结构中，两个电极位于外延层的上下两端，此种芯片结构中电流分布均匀，发光面积大并且亮度较高。然而，垂直型薄膜LED芯片的制造工艺相对复杂且技术要求较高，造成芯片的良率偏低。随着LED芯片尺寸持续缩减，进一步增加了薄膜芯片规模化生产的难度以及成本。另外，现有的LED结构的光侧漏也较为严重，导致出光效率降低。

因此，提供一种垂直型薄膜LED芯片的改良结构，已成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种垂直结构的薄膜LED芯片，用于解决现有技术中薄膜芯片局部区域电流扩展效应仍比较差、尤其是LED芯片的四周边缘位置的四周边缘电流不均匀、以及芯片漏电、制造工艺较为复杂，良率和可靠性有待提高等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种垂直结构的薄膜LED芯片，所述薄膜 LED芯片包括：外延发光结构，所述外延发光结构具有相对的第一主面和第二主面，包括依次堆叠的N型外延层、发光层和P型外延层，所述外延发光结构具有贯穿至所述N型外延层表面的第一台阶结构；电极结构，所述电极结构包括N电极，所述N电极设置于所述N型外延层的第一台阶结构上，所述N电极包括主体部和延伸部，并且所述N电极通过所述主体部与所述第一台阶结构的上表面形成电性接触，所述延伸部围绕所述N型外延层的侧壁形成；和P电极，所述P电极设置于所述外延发光结构的第一主面上，所述P电极形成为反射电极以使所述薄膜LED芯片具有N面出光的结构。

可选地，所述外延发光结构还包括覆盖所述第一台阶结构上表面和侧壁的N面欧姆接触层，所述第一台阶结构围绕所述外延发光结构形成。

可选地，所述N电极设置于所述N面欧姆接触层上，所述N电极的主体部和延伸部藉由所述第一台阶结构整体形成为环状。

可选地，所述N型外延层包括本征外延部分和位于所述本征外延部分与所述发光层之间的N型掺杂部分，所述N电极和的主体部与设置于所述第一台阶结构上表面的所述N型掺杂部分形成电性接触。

可选地，所述外延发光结构还包括一P面欧姆接触层，所述P面欧姆接触层设置于所述 P型外延层的部分表面上以构成第二台阶结构。

可选地，所述P电极包括第一反射层，所述第二反射层设置于所述P面欧姆接触层上，且所述第二反射层包括多层结构的金属反射层。

可选地，所述N电极包括第二反射层，所述第一反射层包括金属反射层或金属介质复合反射层中的一种。