本發明屬于半導體技術領域,特別是涉及一種免封裝高亮度LED芯片結構及其制作方法。
背景技術:
現有的LED芯片結構中主要包括:倒裝芯片結構、垂直芯片結構及正裝芯片結構;在上述三種芯片結構中,倒裝芯片結構是最常用的主流芯片結構。現有的倒裝芯片結構是從背面出光,出光效率較低;且沒有剝離生長襯底,外延層中存在較大的生長應力,使得倒裝芯片結構具有較大的漏電率;同時,現有的倒裝芯片結構制作完成之后還需要使用樹脂或別的材料進行封裝,從而增加了工藝步驟,增加了生產成本。
技術實現要素:
鑒于以上所述現有技術的缺點,本發明的目的在于提供一種免封裝高亮度LED芯片結構及其制作方法,用于解決現有技術中的的倒裝芯片結構由于采用背面出光而存在的出光效率較低的問題;由于沒有剝離生長襯底而存在的外延層中存在較大生長應力,使得倒裝芯片結構具有較大的漏電率的問題;以及需要額外的封裝工藝而導致的工藝步驟增加,生產成本提升的問題。
為實現上述目的及其他相關目的,本發明提供一種免封裝高亮度LED芯片結構,所述免封裝高亮度LED芯片結構包括:GaN基LED結構及透明襯底;
所述GaN基LED結構包括反射鏡、N型GaN層、發光層、P型GaN層、透明電極、P電極、N電極及P電極引出電極;
所述反射鏡、所述N型GaN層、所述發光層、所述P型GaN層及所述透明電極由下至上依次疊置;所述GaN基LED結構遠離所述反射鏡的一面為P面;
所述P電極貫穿所述透明電極且與所述P型GaN層接觸連接;
所述N電極位于所述N型GaN層表面或位于所述反射鏡表面;
所述P電極引出電極一端與所述P電極相連接,另一端貫穿所述P型GaN層、所述發光層、所述N型GaN層及所述反射鏡并延伸至所述反射鏡的表面,以將所述P電極自所述反射鏡一側引出;
所述透明襯底鍵合于所述GaN基LED結構的P面。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的一種優選方案,所述GaN基LED結構還包括第一絕緣層,所述第一絕緣層位于所述P型GaN層、所述發光層、所述N型GaN層及所述反射鏡與所述P電極引出電極之間。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的一種優選方案,所述N電極位于所述N型GaN層表面時,位于所述N型GaN層遠離所述反射鏡的一側;所述GaN基LED結構還包括N電極引出電極,所述N電極引出電極一端與所述N電極相連接,另一端貫穿所述N型GaN層及所述反射鏡并延伸至所述反射鏡的表面,以將所述N電極自所述反射鏡一側引出。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的一種優選方案,所述N電極位于所述反射鏡表面時,位于所述反射鏡遠離所述N型GaN層的一側。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的一種優選方案,所述透明襯底經由粘合層與所述GaN基LED結構的P面鍵合。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的一種優選方案,所述N型GaN層、所述發光層、所述P型GaN層、所述透明電極、所述粘合層及所述透明襯底組成的堆疊鍵合結構的側面為傾斜面,所述反射鏡還覆蓋于所述堆疊鍵合結構傾斜面的表面。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的一種優選方案,所述免封裝高亮度LED芯片結構還包括第二絕緣層,所述第二絕緣層位于所述堆疊鍵合結構傾斜面與所述反射鏡之間。
本發明還提供一種免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法,所述制作方法包括如下步驟:
1)提供生長襯底;
2)在所述生長襯底表面依次生長N型GaN層、發光層及P型GaN層;
3)去除部分所述P型GaN層及部分所述發光層,以裸露出所述N型GaN層;在裸露的所述N型GaN層表面形成N電極,并在所述P型GaN層表面形成P電極及透明電極,所述P電極上下貫穿所述透明電極;
4)提供透明襯底,將所述透明襯底與步驟3)得到的結構進行鍵合,步驟3)得到的結構中與所述生長襯底相對的一面為鍵合面;
5)去除所述生長襯底;
6)在所述N型GaN層遠離所述發光層的一側形成反射鏡;在對應于所述P電極的位置形成貫穿所述反射鏡、所述N型GaN層、所述發光層及所述P型GaN層的第一刻蝕孔;并在對應于所述N電極的位置形成貫穿所述反射鏡及所述N型GaN層的第二刻蝕孔;
7)在所述第一刻蝕孔內及所述第一刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成P電極引出電極,并在所述第二刻蝕孔內及所述第二刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成N電極引出電極。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法的一種優選方案,步驟5)與步驟6)之間還包括將步驟5)得到的結構的側面刻蝕為傾斜面,以及在所述傾斜面表面形成第二絕緣層的步驟;此時,步驟6)中,在所述N型GaN層遠離所述發光層的一側形成反射鏡的同時在所述第二絕緣層的表面形成所述反射鏡。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法的一種優選方案,步驟6)與步驟7)之間還包括在所述第一刻蝕孔內及所述第一刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成第一絕緣層的步驟,所述第一絕緣層適于將所述P電極引出電極與所述P型GaN層、所述發光層、所述N型GaN層及所述反射鏡絕緣隔離。
本發明還提供一種免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法,所述制作方法包括如下步驟:
1)提供生長襯底;
2)在所述生長襯底表面依次生長N型GaN層、發光層及P型GaN層;
3)在所述P型GaN層表面形成P電極及透明電極,所述P電極上下貫穿所述透明電極;
4)提供透明襯底,將所述透明襯底與步驟3)得到的結構進行鍵合,步驟3)得到的結構中與所述生長襯底相對的一面為鍵合面;
5)去除所述生長襯底;
6)在所述N型GaN層遠離所述發光層的一側形成反射鏡;并在對應于所述P電極的位置形成貫穿所述反射鏡、所述N型GaN層、所述發光層及所述P型GaN層的第一刻蝕孔;
7)在所述第一刻蝕孔內及所述第一刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成P電極引出電極,并在所述反射鏡遠離所述N型GaN層的表面形成N電極。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法的一種優選方案,步驟5)與步驟6)之間還包括將步驟5)得到的結構的側面刻蝕為傾斜面,以及在所述傾斜面表面形成第二絕緣層的步驟;此時,步驟6)中,在所述N型GaN層遠離所述發光層的一側形成反射鏡的同時在所述第二絕緣層的表面形成所述反射鏡。
作為本發明的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法的一種優選方案,步驟6)與步驟7)之間還包括在所述第一刻蝕孔內及所述第一刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成第一絕緣層的步驟,所述第一絕緣層適于將所述P電極引出電極與所述P型GaN層、所述發光層、所述N型GaN層及所述反射鏡絕緣隔離。
如上所述,本發明的免封裝高亮度LED芯片結構及其制作方法,具有以下有益效果:本發明的免封裝高亮度LED芯片結構由于剝離掉了生長襯底,釋放了各外延層中的生長應力,大大降低了芯片結構的漏電率;GaN基LED結構鍵合于透明襯底上,節省了后續的封裝過程,降低了生產成本;同時,透明襯底透過率很好,光線從P面出光,大大提高了出光效率;能夠像倒裝芯片一樣通大電流。本發明的制作方法能夠制作出高品質高效率的LED芯片結構,且制作工藝簡單。
附圖說明
圖1顯示為本發明實施例一中提供的免封裝高亮度LED芯片結構的結構示意圖。
圖2顯示為本發明實施例二中提供的免封裝高亮度LED芯片結構的結構示意圖。
圖3顯示為本發明實施例三中提供的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法的流程圖。
圖4至圖12顯示為本發明實施例三中提供的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法各步驟中的結構示意圖。
圖13顯示為本發明實施例四中提供的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法的流程圖。
圖14至圖22顯示為本發明實施例四中提供的免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法各步驟中的結構示意圖。
元件標號說明
10 反射鏡
11 N型GaN層
12 發光層
13 P型GaN層
14 透明電極
15 P電極
16 N電極
17 P電極引出電極
18 N電極引出電極
19 第一絕緣層
20 第一刻蝕孔
21 第二刻蝕孔
22 第二絕緣層
3 透明襯底
4 粘合層
5 生長襯底
具體實施方式
以下通過特定的具體實例說明本發明的實施方式,本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本發明的其他優點與功效。本發明還可以通過另外不同的具體實施方式加以實施或應用,本說明書中的各項細節也可以基于不同觀點與應用,在沒有背離本發明的精神下進行各種修飾或改變。
請參閱圖1至圖22。需要說明的是,本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發明的基本構想,雖圖示中僅顯示與本發明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數目、形狀及尺寸繪制,其實際實施時各組件的型態、數量及比例可為一種隨意的改變,且其組件布局形態也可能更為復雜。
實施例一
請參閱圖1,本發明提供一種免封裝高亮度LED芯片結構,本發明提供一種免封裝高亮度LED芯片結構,所述免封裝高亮度LED芯片結構包括:GaN基LED結構及透明襯底3;所述GaN基LED結構包括反射鏡10、N型GaN層11、發光層12、P型GaN層13、透明電極14、P電極15、N電極16及P電極引出電極17;所述反射鏡10、所述N型GaN層11、所述發光層12、所述P型GaN層13及所述透明電極14由下至上依次疊置;所述GaN基LED結構遠離所述反射鏡10的一面為P面;所述P電極15貫穿所述透明電極14且與所述P型GaN層13接觸連接,即所述P電極的一端面位于所述P型GaN層13表面,另一端貫穿所述透明電極14延伸至所述透明電極14的上方;所述N電極16位于所述N型GaN層11表面,且位于所述N型GaN層11遠離所述反射鏡10的一側;所述P電極引出電極17一端與所述P電極15相連接,另一端貫穿所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10并延伸至所述反射鏡10的表面,以將所述P電極15自所述反射鏡10一側引出;所述透明襯底3鍵合于所述GaN基LED結構的P面。本發明的免封裝高亮度LED芯片結構由于剝離掉了生長襯底,可以釋放各外延層中的生長應力,大大降低了芯片結構的漏電率;GaN基LED結構與所述透明襯底3鍵合,節省了后續的封裝過程,降低了生產成本;同時,由于所述透明襯底3透過率很好,光線從所述GaN基LED結構的P面出光,大大提高了出光效率;本發明的免封裝高亮度LED芯片結構能夠像倒裝芯片一樣通大電流。
作為示例,所述GaN基LED結構還包括第一絕緣層19,所述第一絕緣層19位于所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10與所述P電極引出電極17之間,以將所述P電極引出電極17與所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10電隔離。
作為示例,所述GaN基LED結構還包括N電極引出電極18,所述N電極引出電極18一端與所述N電極16相連接,另一端貫穿所述N型GaN層16及所述反射鏡10并延伸至所述反射鏡10的表面,以將所述N電極16自所述反射鏡10一側引出。
作為示例,所述透明襯底3可以經由但不僅限于粘合層4與所述GaN基LED結構的P面鍵合,即所述透明襯底3位于所述P型GaN層13、所述透明電極14、所述P電極、所述N電極及裸露的所述N型GaN層11之間。
作為示例,所述透明襯底3可以為但不僅限于玻璃襯底。
作為示例,所述N型GaN層11、所述發光層12、所述P型GaN層13、所述透明電極14、所述粘合層4及所述透明襯底3組成的堆疊鍵合結構的側面為傾斜面,所述反射鏡10還覆蓋于所述堆疊鍵合結構傾斜面的表面,如圖1所示。將所述N型GaN層11、所述發光層12、所述P型GaN層13、所述透明電極14、所述粘合層4及所述透明襯底3組成的堆疊鍵合結構的側面設置為傾斜面,并在所述傾斜面表面設置所述反射鏡10,可以提高所述免封裝高亮度LED芯片結構的出光效率。
作為示例,所述免封裝高亮度LED芯片結構還包括第二絕緣層22,所述第二絕緣層22位于所述堆疊鍵合結構傾斜面與所述反射鏡10之間。
實施例二
請參閱圖2,本實施例還提供一種免封裝高亮度LED芯片結構,所述免封裝高亮度LED芯片結構包括:GaN基LED結構及透明襯底3;所述GaN基LED結構包括反射鏡10、N型GaN層11、發光層12、P型GaN層13、透明電極14、P電極15、N電極16及P電極引出電極17;所述反射鏡10、所述N型GaN層11、所述發光層12、所述P型GaN層13及所述透明電極14由下至上依次疊置;所述GaN基LED結構遠離所述反射鏡的一面為P面;所述P電極15貫穿所述透明電極14且與所述P型GaN層13接觸連接,即所述P電極的一端面位于所述P型GaN層13表面,另一端貫穿所述透明電極14延伸至所述透明電極14的上方;所述N電極16位于所述反射鏡10表面,且位于所述反射鏡10遠離所述N型GaN層11的一側;所述P電極引出電極17一端與所述P電極15相連接,另一端貫穿所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10并延伸至所述反射鏡10的表面,以將所述P電極15自所述反射鏡10一側引出;所述透明襯底3鍵合于所述GaN基LED結構的P面。本發明的免封裝高亮度LED芯片結構由于剝離掉了生長襯底,可以釋放各外延層中的生長應力,大大降低了芯片結構的漏電率;GaN基LED結構與所述透明襯底3鍵合,節省了后續的封裝過程,降低了生產成本;同時,由于所述透明襯底3透過率很好,光線從所述GaN基LED結構的P面出光,大大提高了出光效率;本發明的免封裝高亮度LED芯片結構能夠像倒裝芯片一樣通大電流。
作為示例,所述GaN基LED結構還包括第一絕緣層19,所述第一絕緣層19位于所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10與所述P電極引出電極17之間,以將所述P電極引出電極17與所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10電隔離。
作為示例,所述透明襯底3可以經由但不僅限于粘合層4與所述GaN基LED結構的P面鍵合,即所述透明襯底3位于所述P型GaN層13、所述透明電極14、所述P電極、所述N電極及裸露的所述N型GaN層11之間。
作為示例,所述透明襯底3可以為但不僅限于玻璃襯底。
作為示例,所述N型GaN層11、所述發光層12、所述P型GaN層13、所述透明電極14、所述粘合層4及所述透明襯底3組成的堆疊鍵合結構的側面為傾斜面,所述反射鏡10還覆蓋于所述堆疊鍵合結構傾斜面的表面,如圖2所示。將所述N型GaN層11、所述發光層12、所述P型GaN層13、所述透明電極14、所述粘合層4及所述透明襯底3組成的堆疊鍵合結構的側面設置為傾斜面,并在所述傾斜面表面設置所述反射鏡10,可以提高所述免封裝高亮度LED芯片結構的出光效率。
作為示例,所述免封裝高亮度LED芯片結構還包括第二絕緣層22,所述第二絕緣層22位于所述堆疊鍵合結構傾斜面與所述反射鏡10之間。
實施例三
請參閱圖3,本發明還提供一種免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法,所述制作方法適于制備實施例一中的免封裝高亮度LED芯片結構,所述制作方法包括如下步驟:
1)提供生長襯底;
2)在所述生長襯底表面依次生長N型GaN層、發光層及P型GaN層;
3)去除部分所述P型GaN層及部分所述發光層,以裸露出所述N型GaN層;在裸露的所述N型GaN層表面形成N電極,并在所述P型GaN層表面形成P電極及透明電極,所述P電極上下貫穿所述透明電極;
4)提供透明襯底,將所述透明襯底與步驟3)得到的結構進行鍵合,步驟3)得到的結構中與所述生長襯底相對的一面為鍵合面;
5)去除所述生長襯底;
6)在所述N型GaN層遠離所述發光層的一側形成反射鏡;在對應于所述P電極的位置形成貫穿所述反射鏡、所述N型GaN層、所述發光層及所述P型GaN層的第一刻蝕孔;并在對應于所述N電極的位置形成貫穿所述反射鏡及所述N型GaN層的第二刻蝕孔;
7)在所述第一刻蝕孔內及所述第一刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成P電極引出電極,并在所述第二刻蝕孔內及所述第二刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成N電極引出電極。
在步驟1)中,請參閱圖3中的S1步驟及圖4,提供生長襯底5。
作為示例,所述生長襯底5的材料可以為Al2O3、SiC、Si、ZnO或GaN。
在步驟2)中,請參閱圖3中的S2步驟及圖5,在所述生長襯底5表面依次生長N型GaN層11、發光層12及P型GaN層13。
作為示例,通過外延工藝在所述生長襯底5表面依次生長所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13。具體的外延方法為本領域人員所熟知,此處不再累述。
在步驟3)中,請參閱圖3中的S3步驟及圖6,去除部分所述P型GaN層13及部分所述發光層12,以裸露出所述N型GaN層11;在裸露的所述N型GaN層11表面形成N電極16,并在所述P型GaN層13表面形成P電極15及透明電極14,所述P電極15上下貫穿所述透明電極14。
在一示例中,首先,通過光刻刻蝕工藝去除部分所述P型GaN層13及部分所述發光層12,以裸露出所述N型GaN層11;其次,在裸露的所述N型GaN層11表面形成所述N電極16,并同時在所述P型GaN層13表面形成所述P電極15;最后,在所述P型GaN層13表面形成所述透明電極14。
在另一示例中,首先,通過光刻刻蝕工藝去除部分所述P型GaN層13及部分所述發光層12,以裸露出所述N型GaN層11;其次,在所述P型GaN層13表面形成所述透明電極14,并在所述透明電極14對應于后續要形成所述P電極的位置形成貫穿所述透明電極14的通孔;最后,在裸露的所述N型GaN層11表面形成所述N電極16,并同時在所述通孔內的所述P型GaN層13表面形成所述P電極15。
在又一示例中,首先,在所述P型GaN層13表面形成所述透明電極14,并在所述透明電極14對應于后續要形成所述P電極的位置形成貫穿所述透明電極14的通孔;其次,通過光刻刻蝕工藝去除部分所述透明電極14、部分所述P型GaN層13及部分所述發光層12,以裸露出所述N型GaN層11;最后,在裸露的所述N型GaN層11表面形成所述N電極16,并同時在所述通孔內的所述P型GaN層13表面形成所述P電極15。
在步驟4)中,請參閱圖3中的S4步驟及圖7,提供透明襯底3,將所述透明襯底3與步驟3)得到的結構進行鍵合,步驟3)得到的結構中與所述生長襯底3相對的一面為鍵合面。
作為示例,所述透明襯底3可以為但不僅限于玻璃襯底。
作為示例,所述透明襯底3可以經由但不僅限于粘合層4與步驟3)得到的結構進行鍵合。
在步驟5)中,請參閱圖3中的S5步驟及圖8,去除所述生長襯底5。
作為示例,可以采用激光玻璃工藝或化學剝離工藝去除所述生長襯底5。
作為示例,如圖9所示,步驟5)之后還包括將步驟5)得到的結構的側面刻蝕為傾斜面,以及在所述傾斜面表面形成第二絕緣層22的步驟。作為示例,可以采用刻蝕工藝刻蝕所述步驟5)得到的結構,以得到所述傾斜面。刻蝕后得到的結構為倒梯形結構。
在步驟6)中,請參閱圖3中的S6步驟及圖10,在所述N型GaN層11遠離所述發光層12的一側及所述第二絕緣層22表面形成反射鏡10;在對應于所述P電極15的位置形成貫穿所述反射鏡10、所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13的第一刻蝕孔20;并在對應于所述N電極16的位置形成貫穿所述反射鏡10及所述N型GaN層11的第二刻蝕孔21。
在一示例中,首先,通過蒸鍍工藝在所述N型GaN層11遠離所述發光層12的一側形成反射鏡10;其次,通過刻蝕工藝在對應于所述P電極15的位置形成貫穿所述反射鏡10、所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13的第一刻蝕孔20,并同時在對應于所述N電極16的位置形成貫穿所述反射鏡10及所述N型GaN層11的第二刻蝕孔21。
在另一示例中,首先,通過刻蝕工藝在對應于所述P電極15的位置形成貫穿所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13的第一刻蝕孔20,并同時在對應于所述N電極16的位置形成貫穿所述N型GaN層11的第二刻蝕孔21;其次,通過蒸鍍工藝在所述N型GaN層11遠離所述發光層12的一側形成反射鏡10。
作為示例,如圖11所示,步驟6)之后還包括在所述第一刻蝕孔20內及所述第一刻蝕孔20外圍的所述反射鏡10的表面形成第一絕緣層19的步驟,所述第一絕緣層19適于將所述P電極引出電極17與所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10絕緣隔離。
作為示例,所述第一絕緣層19的材料可以為SiO2、Si3N4或SiONx。
在步驟7)中,請參閱圖3中的S7步驟及圖12,在所述第一絕緣層19的表面形成所述P電極引出電極17,并在所述第二刻蝕孔21內及所述第二刻蝕孔21外圍的所述反射鏡10的表面形成N電極引出電極18。
作為示例,通過蒸鍍工藝形成所述P電極引出電極17及所述N電極引出電極18,所述P電極引出電極17填滿所述第一絕緣層19內側的所述第一刻蝕孔20,并在所述反射鏡10表面形成焊盤,所述N電極引出電極18填滿所述第二刻蝕孔21,并在所述反射鏡10表面形成焊盤。
本實施例中的制作方法能夠制作出如實施例一中所述的高品質高效率的免封裝高亮度LED芯片結構,且制作工藝簡單。
實施例四
請參閱圖13,本發明還提供一種免封裝高亮度LED芯片結構的制作方法,所述制作方法適于制作實施例二中所述的免封裝高亮度LED芯片結構,所述制作方法包括如下步驟:
1)提供生長襯底;
2)在所述生長襯底表面依次生長N型GaN層、發光層及P型GaN層;
3)在所述P型GaN層表面形成P電極及透明電極,所述P電極上下貫穿所述透明電極;
4)提供透明襯底,將所述透明襯底與步驟3)得到的結構進行鍵合,步驟3)得到的結構中與所述生長襯底相對的一面為鍵合面;
5)去除所述生長襯底;
6)在所述N型GaN層遠離所述發光層的一側形成反射鏡;并在對應于所述P電極的位置形成貫穿所述反射鏡、所述N型GaN層、所述發光層及所述P型GaN層的第一刻蝕孔;
7)在所述第一刻蝕孔內及所述第一刻蝕孔外圍的所述反射鏡的表面形成P電極引出電極,并在所述反射鏡遠離所述N型GaN層的表面形成N電極。
在步驟1)中,請參閱圖12中的S1步驟及圖14,提供生長襯底5。
作為示例,所述生長襯底5的材料可以為Al2O3、SiC、Si、ZnO或GaN。
在步驟2)中,請參閱圖12中的S2步驟及圖15,在所述生長襯底5表面依次生長N型GaN層11、發光層12及P型GaN層13。
作為示例,通過外延工藝在所述生長襯底5表面依次生長所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13。具體的外延方法為本領域人員所熟知,此處不再累述。
在步驟3)中,請參閱圖12中的S3步驟及圖16,在所述P型GaN層13表面形成P電極15及透明電極14,所述P電極15上下貫穿所述透明電極14。
在一示例中,首先,在所述P型GaN層13表面形成所述P電極15;然后,再在所述P型GaN層13表面形成所述透明電極14。
在另一示例中,首先,在所述P型GaN層13表面形成所述透明電極14;然后,在對應于后續要形成所述P電極15的位置形成通孔,所述通孔暴露出所述P型GaN層13;最后,在所述通孔內形成所述P電極15。
在步驟4)中,請參閱圖12中的S4步驟及圖17,提供透明襯底3,將所述透明襯底3與步驟3)得到的結構進行鍵合,步驟3)得到的結構中與所述生長襯底3相對的一面為鍵合面。
作為示例,所述透明襯底3可以為但不僅限于玻璃襯底。
作為示例,所述透明襯底3可以經由但不僅限于粘合層4與步驟3)得到的結構進行鍵合。
在步驟5)中,請參閱圖12中的S5步驟及圖18,去除所述生長襯底5。
作為示例,可以采用激光玻璃工藝或化學剝離工藝去除所述生長襯底5。
作為示例,如圖19所示,步驟5)之后還包括將步驟5)得到的結構的側面刻蝕為傾斜面,以及在所述傾斜面表面形成第二絕緣層22的步驟。作為示例,可以采用刻蝕工藝刻蝕所述步驟5)得到的結構,以得到所述傾斜面。刻蝕后得到的結構為倒梯形結構。
在步驟6)中,請參閱圖12中的S6步驟及圖20,在所述N型GaN層11遠離所述發光層12的一側及所述第二絕緣層22表面形成反射鏡10;并在對應于所述P電極15的位置形成貫穿所述反射鏡10、所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13的第一刻蝕孔20。
在一示例中,首先,通過蒸鍍工藝在所述N型GaN層11遠離所述發光層12的一側形成反射鏡10;其次,通過刻蝕工藝在對應于所述P電極15的位置形成貫穿所述反射鏡10、所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13的第一刻蝕孔20。
在另一示例中,首先,通過刻蝕工藝在對應于所述P電極15的位置形成貫穿所述N型GaN層11、所述發光層12及所述P型GaN層13的第一刻蝕孔20;其次,通過蒸鍍工藝在所述N型GaN層11遠離所述發光層12的一側形成反射鏡10。
作為示例,如圖21所示,步驟6)之后還包括在所述第一刻蝕孔20內及所述第一刻蝕孔20外圍的所述反射鏡10的表面形成第一絕緣層19的步驟,所述第一絕緣層19適于將所述P電極引出電極17與所述P型GaN層13、所述發光層12、所述N型GaN層11及所述反射鏡10絕緣隔離。
作為示例,所述第一絕緣層19的材料可以為SiO2、Si3N4或SiONx。
在步驟7)中,請參閱圖12中的S7步驟及圖22,在所述第一刻蝕孔20內及所述第一刻蝕孔20外圍的所述反射鏡10的表面形成P電極引出電極17,并在所述反射鏡10遠離所述N型GaN層11的表面形成N電極16。
作為示例,通過蒸鍍工藝形成所述P電極引出電極17,所述P電極引出電極17填滿所述第一絕緣層19內側的所述第一刻蝕孔20,并在所述反射鏡10表面形成焊盤。
本實施例中的制作方法能夠制作出如實施例二中所述的高品質高效率的免封裝高亮度LED芯片結構,且制作工藝簡單。
綜上所述,本發明提供一種免封裝高亮度LED芯片結構及其制作方法,所述免封裝高亮度LED芯片結構包括:GaN基LED結構及透明襯底;所述GaN基LED結構包括反射鏡、N型GaN層、發光層、P型GaN層、透明電極、P電極、N電極及P電極引出電極;所述反射鏡、所述N型GaN層、所述發光層、所述P型GaN層及所述透明電極由下至上依次疊置;所述GaN基LED結構遠離所述反射鏡的一面為P面;所述P電極貫穿所述透明電極且與所述P型GaN層接觸連接;所述N電極位于所述N型GaN層表面或位于所述反射鏡表面;所述P電極引出電極一端與所述P電極相連接,另一端貫穿所述P型GaN層、所述發光層、所述N型GaN層及所述反射鏡并延伸至所述反射鏡的表面,以將所述P電極自所述反射鏡一側引出;所述透明襯底鍵合于所述GaN基LED結構的P面。本發明的免封裝高亮度LED芯片結構由于剝離掉了生長襯底,釋放了各外延層中的生長應力,大大降低了芯片結構的漏電率;GaN基LED結構鍵合于透明襯底上,節省了后續的封裝過程,降低了生產成本;同時,透明襯底透過率很好,光線從P面出光,大大提高了出光效率;能夠像倒裝芯片一樣通大電流。本發明的制作方法能夠制作出高品質高效率的LED芯片結構,且制作工藝簡單。
上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效,而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下,對上述實施例進行修飾或改變。因此,舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變,仍應由本發明的權利要求所涵蓋。