一种倒装miniLED芯片及半导体器件的制作方法

一种倒装miniled芯片及半导体器件
技术领域
1.本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种倒装miniled芯片及半导体器件。


背景技术：

2.随着科技的飞速发展和人们生活水平的提高，并且伴随着近年来的全球能源危机的到来，节能环保的理念深入人心。发光二极管近些年因其节能、环保、寿命长、响应速度快等优点而在照明、显示、消毒等领域得到了广泛应用。
3.现有技术中，倒装mini led芯片通常需要蚀刻部分外延以生长p电极，会损失部分发光面积，导致亮度减小；并且倒装mini led发光区和p电极在同一面，p电极会遮挡发光区导致亮度减小，为到达亮度需求导致p电极需尽可能小，电流扩展较差，发光不均匀；另外，倒装mini led由于其衬底透光性导致在背对出光方向的一面也会有光损失，导致亮度减小。


技术实现要素：

4.基于此，本实用新型的目的是提供一种倒装miniled芯片，以至少解决上述相关技术中的不足。
5.本实用新型提出一种倒装miniled芯片，从下至上依次包括衬底、外延层，所述外延层由下至上依次包括p型半导体层、发光层以及n型半导体层，所述p型半导体层具有粗化表面、且在所述粗化表面上沉积有衬底键合层，所述衬底键合层具有抛光面、且通过所述抛光面将所述外延层键合在所述衬底上，在所述n型半导体层的上表面沉积有第一绝缘层，在所述第一绝缘层上依次层叠设有透明导电层以及反射层。
6.进一步的，所述外延层上刻蚀形成第一导孔，所述第一导孔贯穿所述n型半导体层以及所述发光层连接于所述p型半导体层上。
7.进一步的，所述第一绝缘层上光刻形成第二导孔以及第三导孔，所述第三导孔与所述第一导孔的位置相对应，所述第二导孔贯穿所述第一绝缘层与所述n型半导体层相连接。
8.进一步的，所述倒装miniled芯片还包括p型电极和n型电极，所述p型电极设于所述第三导孔内，所述n型电极设于所述第二导孔内。
9.进一步的，所述透明导电层和所述反射层覆盖所述p型电极和所述n型电极、且所述透明导电层和所述反射层上与所述p型电极和所述n型电极所对应的位置的透明导电层和反射层剥离，以使所述p型电极和所述n型电极露出。
10.进一步的，在所述反射层上沉积有第二绝缘层，所述第二绝缘层上与所述p型电极和所述n型电极所对应的位置刻蚀出对应的第四导孔和第五导孔，所述第四导孔与所述p型电极相连接，所述第五导孔与所述n型电极相连接。
11.进一步的，在所述第二绝缘层上蒸镀形成焊盘电极，所述焊盘电极分别通过所述第四导孔和所述第五导孔分别连接所述p型电极和所述n型电极。
12.进一步的，所述衬底为蓝宝石衬底。
13.进一步的，所述反射层为ag反射镜。
14.本实用新型还提出一种半导体器件，包括上述的倒装miniled芯片。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过在n型半导体层的上表面沉积第一绝缘层，隔绝p电极与外延层的接触，无需蚀刻出较大的台面以便生长p电极，相应减小p电极占用面积，从而减小发光区蚀刻面积，增大发光面积以提亮；在该第一绝缘层上侧生长出透明导电层，进而得到良好的电流扩展，并使电流均匀扩展，得到均匀发光的芯片；并且在该透明导电层上生长反射层，使得正面的光能反射至背面出光，减少光损失，从而极大提高芯片亮度。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例中倒装miniled芯片的整体结构示意图。
17.主要元件符号说明：
[0018][0019][0020]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
[0021]
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的若干实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0022]
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0023]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0024]
请参阅图1，所示为本实用新型实施例中的倒装miniled芯片，从下至上依次包括衬底10、外延层30，所述外延层30由下至上依次包括p型半导体层31、发光层32以及n型半导体层33，所述p型半导体31层具有粗化表面、且在所述粗化表面上沉积有衬底键合层，所述衬底键合层具有抛光面、且通过所述抛光面将所述外延层30键合在所述衬底10上，在所述n型半导体层33的上表面沉积有第一绝缘层40，在所述第一绝缘层40上依次层叠设有透明导电层50以及反射层60。
[0025]
需要说明的是，在本实施例中，所述衬底10为蓝宝石衬底10，在其他实施例中，所述衬底10还可以为碳化硅衬底10、硅衬底10、氧化镓衬底10、氮化镓衬底10等，所述衬底键合层20是通过对外延层30的底面进行粗化处理，并在所述外延层30的底面形成的一层sio2层，并对sio2层进行表面机械抛光，进而将所述外延层30键合在所述衬底10上，同时，在所述外延层30的上表面pecvd技术整面沉积形成第一绝缘层40，减小外延蚀刻面积，增大发光区面积；在本实施例中，该第一绝缘层40为sio2层。
[0026]
在该第一绝缘层40上依次层叠设有透明导电层50和反射层60，使得倒装miniled芯片得到良好的电流扩展，相应减小p电极占用面积，从而减小发光区蚀刻面积，增大发光面积以提亮，并使电流均匀扩展，反射层60使得正面的光能反射至背面出光，减少光损失，从而极大提高芯片亮度。
[0027]
具体的，所述外延层30上刻蚀形成第一导孔，所述第一导孔贯穿所述n型半导体层33以及所述发光层32连接于所述p型半导体层31上。
[0028]
进一步的，所述第一绝缘层40上光刻形成第二导孔以及第三导孔，所述第三导孔与所述第一导孔的位置相对应，所述第二导孔贯穿所述第一绝缘层40与所述n型半导体层33相连接；所述倒装miniled芯片还包括p型电极110和n型电极120，所述p型电极110设于所述第三导孔内，所述n型电极120设于所述第二导孔内。
[0029]
需要说明的是，在本实施例中，所述外延层30由下至上依次包括p型半导体层31、发光层32以及n型半导体层33，采用电感耦合等离子体蚀刻技术在外延层30上刻蚀形成第一导孔，第一导孔蚀刻至p型半导体层31，在所述第一绝缘层40进行光刻形成第二导孔以及第三导孔，其中，第三导孔设于第一导孔内，所述第二导孔贯穿所述第一绝缘层40与所述n型半导体层33相连接，以使第一导孔和n型电极120的区域露出，再对上述的第一导孔和n型电极120的区域进行蚀刻，使第一导孔下的p型半导体层31和n型半导体层33露出，并在第三导孔和第二导孔内蒸镀形成p型电极110和n型电极120。
[0030]
在本实施例中，所述透明导电层50和所述反射层60覆盖所述p型电极110和所述n型电极120、且所述透明导电层50和所述反射层60上与所述p型电极110和所述n型电极120所对应的位置的透明导电层50和反射层60剥离，以使所述p型电极110和所述n型电极120露出。
[0031]
需要说明的是，本实施例中，在第一绝缘层40上进行光刻，将p型电极110和所述n型电极120遮挡住，整面镀透明导电层50和反射层60，该反射层60为ag反射镜，之后使用负胶剥离技术将p型电极110和所述n型电极120的ito和ag去除，以使所述p型电极110和所述n型电极120露出。
[0032]
进一步的，在所述反射层60上沉积有第二绝缘层70，所述第二绝缘层70上与所述p型电极110和所述n型电极120所对应的位置刻蚀出对应的第四导孔和第五导孔，所述第四
导孔与所述p型电极110相连接，所述第五导孔与所述n型电极120相连接；在所述第二绝缘层70上蒸镀形成焊盘电极210，所述焊盘电极210分别通过所述第四导孔和所述第五导孔分别连接所述p型电极110和所述n型电极120。
[0033]
本实用新型还提出一种半导体器件，包括上述的倒装miniled芯片。
[0034]
综上，本实用新型上述实施例当中的倒装miniled芯片及半导体器件，通过在n型半导体层的上表面沉积第一绝缘层，隔绝p电极与外延层的接触，无需蚀刻出较大的台面以便生长p电极，相应减小p电极占用面积，从而减小发光区蚀刻面积，增大发光面积以提亮；在该第一绝缘层上侧生长出透明导电层，进而得到良好的电流扩展，并使电流均匀扩展，得到均匀发光的芯片；并且在该透明导电层上生长反射层，使得正面的光能反射至背面出光，减少光损失，从而极大提高芯片亮度。
[0035]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0036]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。