一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极管芯片

摘要

本发明提供了一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极管芯片，反射电极层的接触层由第一接触层和覆盖第一接触层的第二接触层组成，第一接触层包括多个实体区和相邻实体区之间的截断区，使得反射电极层对应实体区的区域的导电性高于对应截断区的区域的导电性为高导电区，且反射电极层对应截断区的区域的反射率高于对应实体区的区域的反射率的为高反射区，进而在保证反射电极层兼顾光提取和电流扩散的能力的同时，进一步提高光提取和电流扩散的能力。

说明书

技术领域

本发明涉及发光二极管芯片技术领域，更为具体的说，涉及一种具有高 反射区和高导电区电极的发光二极管芯片。

背景技术

发光二极管由于其具有发光效率高、颜色范围广、耗电量少、寿命长、 单色发光、反应速度快、耐冲击、体积小等优点，而被广泛的应用于显示装 置、汽车内部指示灯、家电指示灯、交通信号灯、家用照明等领域内，如何 满足提高发光二极管的性能，成为本领域技术人员主要研究方向之一。现有 的发光二极管芯片在发光外延片上沉积透明导电层后，需要再沉积一电极层， 现有电极层已经发展为兼顾光提取和电流扩散的能力，通常被称之为反射电 极层，反射电极层由接触层、反射层、阻挡层和焊接层组成。反射电极层的 反射率高低主要由其接触层来决定，同时，接触层也影响电流扩散的性能， 故而，对接触层的设计成为本领域技术人员主要研究方向之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极 管芯片，反射电极层的接触层由第一接触层和覆盖第一接触层的第二接触层 组成，第一接触层包括多个实体区和相邻实体区之间的截断区，使得反射电 极层对应实体区的区域的导电性高于对应截断区的区域的导电性为高导电 区，且反射电极层对应截断区的区域的反射率高于对应实体区的区域的反射 率的为高反射区，进而在保证反射电极层兼顾光提取和电流扩散的能力的同 时，进一步提高光提取和电流扩散的能力。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极管芯片，包括：衬底；位 于所述衬底一侧表面的发光叠层结构，所述发光叠层结构包括发光外延层和 位于所述发光外延层背离所述衬底一侧的透明导电层，所述发光二极管芯片 还包括：

位于所述发光叠层结构背离所述衬底一侧的反射电极层；

其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构背离所述衬底一侧的 第一接触层，位于所述第一接触层背离所述衬底一侧、且覆盖所述第一接触 层的第二接触层，位于所述第二接触层背离所述衬底一侧的反射层，位于所 述反射层背离所述衬底一侧的阻挡层，及位于所述反射层背离所述衬底一侧 的焊接层，所述第一接触层包括多个实体区和相邻所述实体区之间的截断区， 以使所述反射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述截断区的 区域的导电性为高导电区，且所述反射电极层对应所述截断区的区域的反射 率高于对应所述实体区的区域的反射率的为高反射区。

可选的，所述发光外延层背离所述衬底一侧具有P型表面区和N型表面 区，所述透明导电层位于所述发光外延层背离所述衬底一侧、且覆盖所述P 型表面区；

及，所述反射电极层包括位于所述透明导电层背离所述衬底一侧、且设 置于所述P型表面区的P型电极，和位于所述发光外延层背离所述衬底一侧、 且设置于所述N型表面区的N型电极。

可选的，所述P型电极包括固定部及朝向所述N型电极延伸的至少一个 延伸部。

可选的，所述截断区位于所述延伸部对应区域。

可选的，所述第一接触层对应所述固定部处包括：

第一镂空区和环绕所述第一镂空区的第一环形实体区，其中，所述P型 电极对应所述第一环形实体区的区域的导电性高于对应所述第一镂空区的区 域的导电性为所述高导电区，且所述P型电极对应所述第一镂空区的区域的 反射率高于对应所述第一环形实体区的区域的反射率的为所述高反射区。

可选的，所述第一接触层对应所述N型电极处包括：

第二镂空区和环绕所述第二镂空区的第二环形实体区，其中，所述N型 电极对应所述第二环形实体区的区域的导电性高于对应所述第二镂空区的区 域的导电性为所述高导电区，且所述N型电极对应所述第二镂空区的区域的 反射率高于对应所述第二环形实体区的区域的反射率的为所述高反射区。

可选的，所述第一接触层的厚度大于所述第二接触层的厚度。

可选的，所述第二接触层的宽度不小于所述第一接触层的宽度。

可选的，所述第一接触层和所述第二接触层的材质为铬、钛、镍中任意 一种。

可选的，所述实体区的长度不大于截断区的长度

相较于现有技术，本发明提供的技术方案至少具有以下优点：

本发明提供了一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极管芯片，包 括：衬底；位于所述衬底一侧表面的发光叠层结构，所述发光叠层结构包括 发光外延层和位于所述发光外延层背离所述衬底一侧的透明导电层，所述发 光二极管芯片还包括：位于所述发光叠层结构背离所述衬底一侧的反射电极 层；其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构背离所述衬底一侧的 第一接触层，位于所述第一接触层背离所述衬底一侧、且覆盖所述第一接触 层的第二接触层，位于所述第二接触层背离所述衬底一侧的反射层，位于所述反射层背离所述衬底一侧的阻挡层，及位于所述反射层背离所述衬底一侧 的焊接层，所述第一接触层包括多个实体区和相邻所述实体区之间的截断区， 以使所述反射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述截断区的 区域的导电性为高导电区，且所述反射电极层对应所述截断区的区域的反射 率高于对应所述实体区的区域的反射率的为高反射区。

由上述内容可知，本发明提供的技术方案，反射电极层的接触层由第一 接触层和覆盖第一接触层的第二接触层组成，第一接触层包括多个实体区和 相邻实体区之间的截断区，使得反射电极层对应实体区的区域的导电性高于 对应截断区的区域的导电性为高导电区，且反射电极层对应截断区的区域的 反射率高于对应实体区的区域的反射率的为高反射区，进而在保证反射电极 层兼顾光提取和电流扩散的能力的同时，进一步提高光提取和电流扩散的能 力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不 付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种具有高反射区和高导电区电极的发光二 极管芯片的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种具有高反射区和高导电区电极的发光 二极管芯片的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种具有高反射区和高导电区电极的发光 二极管芯片的结构示意图；

图4a为本申请实施例提供的又一种具有高反射区和高导电区电极的发光 二极管芯片的结构示意图；

图4b为图4a中沿AA’方向的切面图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术所述，现有的发光二极管芯片在发光外延片上沉积透明导 电层后，需要再沉积一电极层，现有电极层已经发展为兼顾光提取和电流扩 散的能力，通常被称之为反射电极层，反射电极层由接触层、反射层、阻挡 层和焊接层组成。反射电极层的反射率高低主要由其接触层来决定，同时， 接触层也影响电流扩散的性能，故而，对接触层的设计成为本领域技术人员 主要研究方向之一。

基于此，本申请实施例提供了一种具有高反射区和高导电区电极的发光 二极管芯片，反射电极层的接触层由第一接触层和覆盖第一接触层的第二接 触层组成，第一接触层包括多个实体区和相邻实体区之间的截断区，使得反 射电极层对应实体区的区域的导电性高于对应截断区的区域的导电性为高导 电区，且反射电极层对应截断区的区域的反射率高于对应实体区的区域的反 射率的为高反射区，进而在保证反射电极层兼顾光提取和电流扩散的能力的 同时，进一步提高光提取和电流扩散的能力。为实现上述目的，本申请实施 例提供的技术方案如下，具体结合图1至图4b对本申请实施例提供的技术方案 进行详细的描述。

参考图1所示，为本申请实施例提供的一种具有高反射区和高导电区电 极的发光二极管芯片的结构示意图，其中，发光二极管芯片包括：

衬底100；

位于所述衬底100一侧表面的发光叠层结构200，所述发光叠层结构200 包括发光外延层和位于所述发光外延层背离所述衬底一侧的透明导电层，所 述发光二极管芯片还包括：

位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100一侧的反射电极层；

其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100 一侧的第一接触层310，位于所述第一接触层310背离所述衬底100一侧、且 覆盖所述第一接触层310的第二接触层320，位于所述第二接触层320背离所 述衬底100一侧的反射层330，位于所述反射层330背离所述衬底100一侧的 阻挡层340，及位于所述反射层340背离所述衬底一侧的焊接层350，所述第 一接触层310包括多个实体区和相邻所述实体区之间的截断区，以使所述反 射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述截断区的区域的导电性为高导电区301，且所述反射电极层对应所述截断区的区域的反射率高于对 应所述实体区的区域的反射率的为高反射区302。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，反射电极层的接触层 由第一接触层和覆盖第一接触层的第二接触层组成，第一接触层包括多个实 体区和相邻实体区之间的截断区，使得反射电极层对应实体区的区域的导电 性高于对应截断区的区域的导电性为高导电区，且反射电极层对应截断区的 区域的反射率高于对应实体区的区域的反射率的为高反射区，进而在保证反 射电极层兼顾光提取和电流扩散的能力的同时，进一步提高光提取和电流扩 散的能力。

在本申请一实施例中，本申请提供的发光外延层具有P型表面区和N型 表面区，且发光外延层的P型表面区和N型表面区均需要设置一电极，故而， 本申请实施例提供的反射电极层为两个子电极组成的，即反射电极层包括有P 型电极和N型电极，其中，P型电极和N型电极均可以采用上述结构形成具 有高导电区和高反射区的电极。具体结合图2所示，为本申请实施例提供的 另一种具有高导电区和高反射区电极的发光二极管芯片的结构示意图，其中， 发光二极管芯片包括：

衬底100；

位于所述衬底100一侧表面的发光叠层结构200，所述发光叠层结构200 包括发光外延层210和位于所述发光外延层210背离所述衬底100一侧的透 明导电层220，所述发光二极管芯片还包括：

位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100一侧的反射电极层；

其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100 一侧的第一接触层310，位于所述第一接触层310背离所述衬底100一侧、且 覆盖所述第一接触层310的第二接触层320，位于所述第二接触层320背离所 述衬底100一侧的反射层330，位于所述反射层330背离所述衬底100一侧的 阻挡层340，及位于所述反射层340背离所述衬底一侧的焊接层350，所述第 一接触层310包括多个实体区和相邻所述实体区之间的截断区，以使所述反 射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述截断区的区域的导电性为高导电区301，且所述反射电极层对应所述截断区的区域的反射率高于对 应所述实体区的区域的反射率的为高反射区302。

此外，本申请实施例提供的所述发光外延层210背离所述衬底100一侧 具有P型表面区201和N型表面区202，所述透明导电层220位于所述发光 外延层210背离所述衬底100一侧、且覆盖所述P型表面区201；

及，所述反射电极层包括位于所述透明导电层220背离所述衬底100一 侧、且设置于所述P型表面区201的P型电极2011，和位于所述发光外延层 210背离所述衬底100一侧、且设置于所述N型表面区202的N型电极2012。

在本申请一实施例中，本申请提供的发光外延层可以为最为基础的发光 外延层，即包括有N型半导体层、发光层和P型半导体层。参考图3所示， 为本申请实施例提供的又一种具有高导电区和高反射区电极的发光二极管芯 片的结构示意图，其中，发光二极管芯片包括：

衬底100；

位于所述衬底100一侧表面的发光叠层结构200，所述发光叠层结构200 包括发光外延层210和位于所述发光外延层210背离所述衬底100一侧的透 明导电层220，所述发光二极管芯片还包括：

位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100一侧的反射电极层；

其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100 一侧的第一接触层310，位于所述第一接触层310背离所述衬底100一侧、且 覆盖所述第一接触层310的第二接触层320，位于所述第二接触层320背离所 述衬底100一侧的反射层330，位于所述反射层330背离所述衬底100一侧的 阻挡层340，及位于所述反射层340背离所述衬底一侧的焊接层350，所述第 一接触层310包括多个实体区和相邻所述实体区之间的截断区，以使所述反 射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述截断区的区域的导电性为高导电区301，且所述反射电极层对应所述截断区的区域的反射率高于对 应所述实体区的区域的反射率的为高反射区302。

本申请实施例提供的所述发光外延层210背离所述衬底100一侧具有P 型表面区和N型表面区，所述透明导电层220位于所述发光外延层210背离 所述衬底100一侧、且覆盖所述P型表面区；

及，所述反射电极层包括位于所述透明导电层220背离所述衬底100一 侧、且设置于所述P型表面区的P型电极2011，和位于所述发光外延层210 背离所述衬底100一侧、且设置于所述N型表面区的N型电极2012。

其中，本申请实施例提供的所述发光外延层210包括：

位于所述衬底100一侧表面的N型半导体层211；

位于所述N型半导体层211背离所述衬底100一侧的发光层212；

位于所述发光层212背离所述衬底100一侧的P型半导体层213；

以及，位于所述P型半导体层213背离所述衬底一侧、且与所述P型半 导体层欧姆接触的透明导电层220，其中，所述P型半导体层213背离所述衬 底100一侧表面为所述P型表面区，且所述发光外延层210裸露至所述N型 半导体层211表面为所述N型表面区。

需要说明的是，为了提高倒装发光二极管芯片的性能，本申请实施例提 供的倒装发光二极管芯片还可以包括更多的优化结构层，对此本申请不做具 体限制，只需要满足反射电极层为上述任意一实施例提供的结构形状即可。

结合上述任意一实施例提供的发光二极管芯片的结构，其制作方法可以 包括：

S1、首先在衬底上形成发光叠层结构。其中，本申请实施例提供的衬底 可以包括有基板，及形成在基板上的缓冲层；本申请实施例提供的基板可以 为蓝宝石基板，对此本申请不做具体限制。

发光外延层在包括最基础结构层时，在基板上形成缓冲层后，在缓冲层 上依次形成N型半导体层、发光层和P型半导体层。而后对发光外延层进行 刻蚀窗口露出N型半导体层，以形成发光外延层的N型表面区和P型表面区， 其中，刻蚀工艺可以采用ICP干法刻蚀工艺。

而后发光外延层背离衬底一侧表面采用E-GUN或SPUTTER工艺沉积透 明导电膜，该透明导电膜可以为氧化铟锡膜；而后采用刻蚀工艺对透明导电 膜进行刻蚀形成位于P型表面区的透明导电层，而去除N型表面区和其他区 域的透明导电材料，对此可以采用湿法刻蚀工艺完成。

形成透明导电层后对其进行退火以降低透明导电层与P型半导体层的接 触电阻而形成欧姆接触。

S2、而后在发光叠层结构背离衬底一侧形成反射电极层，其中，反射电 极层包括有形成在P型表面区的P型电极和形成在N型表面区的N型电极。

反射电极层的制作过程首先在发光叠层结构背离衬底一侧形成第一接触 层，第一接触层位于P型电极的部分和位于N型电极的部分相互隔离；而后 对其进行截断处理，得到多个实体区和多个截断区，对于具体截断区域本申 请不做具体限制，需要根据实际应用进行具体设计。

而后在第一接触层背离衬底一侧形成第二接触层后，依次形成反射层、 阻挡层和焊接层。其中，第一接触层和第二接触层均可以采用E-GUN蒸镀形 成。

本申请对于反射电极层的图案形状不做具体限制，在本申请一实施例中， 本申请提供的P型电极可以为包括焊盘和扩展条状的结构。具体结合图4a和 图4b所示，图4a为本申请实施例提供的又一种具有高反射区和高导电区电 极的发光二极管芯片的结构示意图，图4b为图4a中沿AA’方向的切面图。 其中，本申请实施例提供的发光二极管芯片包括：

衬底100，其中，衬底100包括基板110和位于基板110朝向发光叠层结 构200一侧的缓冲层120；

位于所述衬底100一侧表面的发光叠层结构200，所述发光叠层结构200 包括发光外延层210和位于所述发光外延层210背离所述衬底100一侧的透 明导电层220，所述发光二极管芯片还包括：

位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100一侧的反射电极层；

其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构200背离所述衬底100 一侧的第一接触层310，位于所述第一接触层310背离所述衬底100一侧、且 覆盖所述第一接触层310的第二接触层320，位于所述第二接触层320背离所 述衬底100一侧的反射层330，位于所述反射层330背离所述衬底100一侧的 阻挡层340，及位于所述反射层340背离所述衬底一侧的焊接层350，所述第 一接触层310包括多个实体区和相邻所述实体区之间的截断区，以使所述反 射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述截断区的区域的导电性为高导电区301，且所述反射电极层对应所述截断区的区域的反射率高于对 应所述实体区的区域的反射率的为高反射区302。

本申请实施例提供的所述发光外延层210背离所述衬底100一侧具有P 型表面区和N型表面区，所述透明导电层220位于所述发光外延层210背离 所述衬底100一侧、且覆盖所述P型表面区；

及，所述反射电极层包括位于所述透明导电层220背离所述衬底100一 侧、且设置于所述P型表面区的P型电极2011，和位于所述发光外延层210 背离所述衬底100一侧、且设置于所述N型表面区的N型电极2012。

本申请实施例提供的所述发光外延层210包括：

位于所述衬底100一侧表面的N型半导体层211；

位于所述N型半导体层211背离所述衬底100一侧的发光层212；

位于所述发光层212背离所述衬底100一侧的P型半导体层213；

以及，位于所述P型半导体层213背离所述衬底一侧、且与所述P型半 导体层欧姆接触的透明导电层220，其中，所述P型半导体层213背离所述衬 底100一侧表面为所述P型表面区，且所述发光外延层210裸露至所述N型 半导体层211表面为所述N型表面区。

其中，本申请实施例提供的所述P型电极2011包括固定部2011a及朝向所 述N型电极2012延伸的至少一个延伸部2011b。在本申请一实施例中，本申请 提供的所述截断区可以均位于所述延伸部2011b对应区域。

以及，在本申请一实施例中，本申请提供的所述第一接触层310对应所 述固定部2011a处包括：

第一镂空区511和环绕所述第一镂空区511的第一环形实体区512，其中， 所述P型电极2011对应所述第一环形实体区512的区域的导电性高于对应所 述第一镂空区511的区域的导电性为所述高导电区，且所述P型电极对应所 述第一镂空区511的区域的反射率高于对应所述第一环形实体区512的区域 的反射率的为所述高反射区。

在本申请一实施例中，本申请提供的所述第一接触层310对应所述N型 电极2012处包括：

第二镂空区521和环绕所述第二镂空区521的第二环形实体区522，其中， 所述N型电极2012对应所述第二环形实体区522的区域的导电性高于对应所 述第二镂空区521的区域的导电性为所述高导电区，且所述N型电极2012对 应所述第二镂空区521的区域的反射率高于对应所述第二环形实体区522的 区域的反射率的为所述高反射区。

在本申请上述任意一实施例中，本申请提供的所述第一接触层的厚度大 于所述第二接触层的厚度。其中，由于各个膜层的厚度均匀，故而，本申请 实施例优选的，第一接触层和第二接触层形成的接触层中，位于高反射区的 部分厚度是位于高导电区的部分厚度的三分之二以下，包括端点值。

在本申请一实施例中，本申请实施例提供的所述第二接触层的宽度不小 于所述第一接触层的宽度。

在本申请上述任意一实施例中，本申请提供的所述第一接触层和所述第 二接触层的材质为铬、钛、镍中任意一种。其中，第一接触层和第二接触层 的材质可以相同，此外，第一接触层和第二接触层的材质还可以不同，对此 本申请不做具体限制。

以及，在本申请上述任意一实施例中，本申请提供的所述实体区的长度 不大于截断区的长度。

本申请实施例提供了一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极管芯 片，包括：衬底；位于所述衬底一侧表面的发光叠层结构，所述发光叠层结 构包括发光外延层和位于所述发光外延层背离所述衬底一侧的透明导电层， 所述发光二极管芯片还包括：位于所述发光叠层结构背离所述衬底一侧的反 射电极层；其中，所述反射电极层包括位于所述发光叠层结构背离所述衬底 一侧的第一接触层，位于所述第一接触层背离所述衬底一侧、且覆盖所述第 一接触层的第二接触层，位于所述第二接触层背离所述衬底一侧的反射层，位于所述反射层背离所述衬底一侧的阻挡层，及位于所述反射层背离所述衬 底一侧的焊接层，所述第一接触层包括多个实体区和相邻所述实体区之间的 截断区，以使所述反射电极层对应所述实体区的区域的导电性高于对应所述 截断区的区域的导电性为高导电区，且所述反射电极层对应所述截断区的区 域的反射率高于对应所述实体区的区域的反射率的为高反射区。

由上述内容可知，本申请实施例提供的技术方案，反射电极层的接触层 由第一接触层和覆盖第一接触层的第二接触层组成，第一接触层包括多个实 体区和相邻实体区之间的截断区，使得反射电极层对应实体区的区域的导电 性高于对应截断区的区域的导电性为高导电区，且反射电极层对应截断区的 区域的反射率高于对应实体区的区域的反射率的为高反射区，进而在保证反 射电极层兼顾光提取和电流扩散的能力的同时，进一步提高光提取和电流扩 散的能力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。