本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，尤其涉及一種LED芯片及其形成方法。

背景技術(shù)：

發(fā)光二極管(Light Emitting Diode，簡(jiǎn)稱LED)是一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。發(fā)光二極管具有耗能低、體積小、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好、響應(yīng)快和發(fā)光波長(zhǎng)穩(wěn)定等光電性能。目前，發(fā)光二極管在照明、家電、顯示屏、指示燈領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

LED芯片的結(jié)構(gòu)包括正裝結(jié)構(gòu)、倒裝結(jié)構(gòu)和垂直結(jié)構(gòu)。

正裝結(jié)構(gòu)LED的有源區(qū)發(fā)出的光經(jīng)由P型GaN層和透明電極出射。然而，正裝結(jié)構(gòu)LED有兩個(gè)明顯缺點(diǎn)：電流橫向流過N型GaN層，導(dǎo)致電流擁擠，局部發(fā)熱量高，限制了驅(qū)動(dòng)電流；正裝結(jié)構(gòu)LED采用藍(lán)寶石襯底，而藍(lán)寶石襯底的導(dǎo)熱性差，嚴(yán)重阻礙散熱。

倒裝結(jié)構(gòu)LED利用共晶焊接將大尺寸LED芯片與硅底板焊接在一起。倒裝結(jié)構(gòu)LED在散熱效果上有了很大的改善，但是通常的倒裝結(jié)構(gòu)LED的電流仍然是橫向流過N型GaN層，電流擁擠的現(xiàn)象仍然存在。

垂直結(jié)構(gòu)LED可以有效的解決正裝結(jié)構(gòu)LED的兩個(gè)缺點(diǎn)。具體的，垂直結(jié)構(gòu)LED采用高熱導(dǎo)襯底，如硅、鍺或Cu取代藍(lán)寶石襯底，在很大程度上提高了散熱能力；垂直結(jié)構(gòu)LED的兩個(gè)電極分別在LED芯片的兩側(cè)，通過N型電極，使得電流幾乎全部垂直流過LED芯片，橫向電流極少，因此有效的避免正裝結(jié)構(gòu)LED電流擁擠問題。

然而，現(xiàn)有技術(shù)形成的LED芯片提高了對(duì)LED芯片的板上芯片(COB)封裝的工藝復(fù)雜度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的問題是提供一種LED芯片及其形成方法，以利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種LED芯片的形成方法，包括：提供第一襯底，所述第一襯底上具有前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體層、位于第一半導(dǎo)體層上的有源層、以及位于有源層上的第二半導(dǎo)體層，所述前端結(jié)構(gòu)具有第一區(qū)和第二區(qū)；在第一區(qū)形成貫穿第二半導(dǎo)體層和有源層的凹槽；在凹槽周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面形成連接導(dǎo)電層；形成覆蓋連接導(dǎo)電層以及凹槽側(cè)壁的絕緣層，所述絕緣層暴露出凹槽底部的第一半導(dǎo)體層和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面；進(jìn)行所述鍵合處理，使絕緣層、凹槽底部的第一半導(dǎo)體層、以及第二區(qū)第二半導(dǎo)體層通過鍵合體和第二襯底結(jié)合，所述鍵合體填充滿凹槽且覆蓋絕緣層和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面；進(jìn)行鍵合處理后，去除第一襯底；去除第一襯底后，刻蝕部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分連接導(dǎo)電層，刻蝕第二區(qū)的前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分鍵合體；在暴露出的連接導(dǎo)電層表面和鍵合體表面分別形成電極層。

可選的，所述連接導(dǎo)電層包括一層或多層層疊的疊層組層，所述疊層組層包括第一材料層和位于第一材料層表面的第二材料層，所述第一材料層位于所述凹槽周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面。

可選的，所述第一材料層的材料為TiW；所述第二材料層的材料為Pt或Ti。

可選的，進(jìn)行所述鍵合處理的方法包括：在絕緣層表面、凹槽底部的第一半導(dǎo)體層表面、以及第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面形成第一鍵合層；提供第二襯底；在第二襯底表面形成第二鍵合層；將所述第一鍵合層和第二鍵合層進(jìn)行鍵合，使第一鍵合層和第二鍵合層形成所述鍵合體。

可選的，所述第二襯底為絕緣導(dǎo)熱襯底，所述絕緣導(dǎo)熱襯底的熱導(dǎo)率在45W/(m·K)以上；或者所述第二襯底為導(dǎo)電襯底；當(dāng)所述第二襯底為導(dǎo)電襯底時(shí)，所述LED芯片的形成方法還包括：在進(jìn)行所述鍵合處理的過程中，使所述鍵合體通過隔離層和第二襯底結(jié)合。

可選的，所述絕緣導(dǎo)熱襯底的材料為SiC或AlN。

可選的，還包括：在形成所述連接導(dǎo)電層之前，在所述凹槽周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層的部分頂部表面形成反射層；所述連接導(dǎo)電層覆蓋所述反射層和反射層周圍的第一區(qū)部分第二半導(dǎo)體層的頂部表面。

可選的，還包括：在形成所述反射層之前，在所述凹槽周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層的部分頂部表面形成歐姆接觸層，所述歐姆接觸層的電導(dǎo)率大于第二半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率且小于所述反射層的電導(dǎo)率；所述反射層覆蓋所述歐姆接觸層。

可選的，還包括：去除所述第一襯底后且在刻蝕第二區(qū)和部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)之前，對(duì)所述第一半導(dǎo)體層的表面進(jìn)行粗化處理；刻蝕第二區(qū)和部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)之后，在前端結(jié)構(gòu)表面、絕緣層表面以及部分暴露出的部分鍵合體表面形成鈍化層，且所述鈍化層暴露出部分連接導(dǎo)電層表面；形成所述鈍化層后，形成所述電極層。

本發(fā)明還提供一種LED芯片，包括：第二襯底；位于第二襯底上的鍵合體，所述鍵合體包括位于第二襯底表面的基體和位于基體表面的凸起；位于凸起側(cè)壁、以及部分基體表面的絕緣層；位于部分絕緣層表面的連接導(dǎo)電層，且所述連接導(dǎo)電層位于基體上；位于部分連接導(dǎo)電層上的第二半導(dǎo)體層和位于第二半導(dǎo)體層表面的有源層，所述凸起和凸起側(cè)壁的絕緣層貫穿所述第二半導(dǎo)體層和有源層；位于第二半導(dǎo)體層、有源層、凸起以及凸起側(cè)壁的絕緣層表面的第一半導(dǎo)體層；分別位于暴露出的連接導(dǎo)電層表面和鍵合體表面的電極層。

可選的，所述連接導(dǎo)電層包括一層或多層層疊的疊層組層，所述疊層組層包括第二材料層和位于第二材料層表面的第一材料層，所述第二材料層位于部分絕緣層表面，且所述第二材料層位于基體上。

可選的，所述第一材料層的材料為TiW；所述第二材料層的材料為Pt或Ti。

可選的，所述第二襯底為絕緣導(dǎo)熱襯底，所述絕緣導(dǎo)熱襯底的熱導(dǎo)率在45W/(m·K)以上；或者所述第二襯底為導(dǎo)電襯底；當(dāng)所述第二襯底為導(dǎo)電襯底時(shí)，所述LED芯片還包括：位于第二襯底和鍵合體之間的隔離層。

可選的，所述絕緣導(dǎo)熱襯底的材料為SiC或AlN。

可選的，還包括：位于第二半導(dǎo)體層和連接導(dǎo)電層之間的反射層。

可選的，還包括：位于反射層和第二半導(dǎo)體層之間的歐姆接觸層，所述歐姆接觸層的電導(dǎo)率大于第二半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率且小于所述反射層的電導(dǎo)率。

可選的，所述歐姆接觸層的材料為透明導(dǎo)電材料。

可選的，所述透明導(dǎo)電材料為氧化銦錫、摻氟氧化錫或摻鋁氧化鋅。

可選的，所述鍵合體的材料為Au、Cu、In、Ti、Pt、Cr、Ge、Ni中的任意一種或多種組合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明技術(shù)方案提供的LED芯片的形成方法中，形成覆蓋連接導(dǎo)電層以及凹槽側(cè)壁的絕緣層，所述絕緣層暴露出凹槽底部的第一半導(dǎo)體層和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面；去除第一襯底并刻蝕第二區(qū)和部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)后，分別對(duì)應(yīng)暴露出部分鍵合體和部分連接導(dǎo)電層；在暴露出的連接導(dǎo)電層表面和鍵合體表面分別形成電極層，所述電極層用于連接外部電壓源。連接導(dǎo)電層表面的電極層通過連接導(dǎo)電層電學(xué)連接第二半導(dǎo)體層，鍵合體表面的電極層通過鍵合體電學(xué)連接第一半導(dǎo)體層，而第一半導(dǎo)體層通過有源層和第二半導(dǎo)體層電學(xué)連接。因此LED芯片中的電流依次流經(jīng)連接導(dǎo)電層表面的電極層、連接導(dǎo)電層、第二半導(dǎo)體層、有源層、第一半導(dǎo)體層、鍵合體、鍵合體表面的電極層。由于外部電壓源無(wú)需通過第二襯底和鍵合體將電壓施加在第一半導(dǎo)體層上，因此LED芯片中的電流無(wú)需流經(jīng)第二襯底，第一半導(dǎo)體層無(wú)需通過鍵合體和第二襯底進(jìn)行電學(xué)連接。使得對(duì)第二襯底的材料要求不再限于導(dǎo)電材料，利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度。

本發(fā)明技術(shù)方案提供的LED芯片中，絕緣層位于凸起側(cè)壁、以及部分基體表面；連接導(dǎo)電層位于部分絕緣層表面，且所述連接導(dǎo)電層位于基體上，電極層分別位于暴露出的連接導(dǎo)電層表面和鍵合體表面，所述電極層用于連接外部電壓源。連接導(dǎo)電層表面的電極層通過連接導(dǎo)電層電學(xué)連接第二半導(dǎo)體層，鍵合體表面的電極層通過鍵合體電學(xué)連接第一半導(dǎo)體層，而第一半導(dǎo)體層通過有源層和第二半導(dǎo)體層電學(xué)連接。因此LED芯片中的電流依次流經(jīng)連接導(dǎo)電層表面的電極層、連接導(dǎo)電層、第二半導(dǎo)體層、有源層、第一半導(dǎo)體層、鍵合體、鍵合體表面的電極層。由于外部電壓源無(wú)需通過第二襯底和鍵合體將電壓施加在第一半導(dǎo)體層上，因此LED芯片中的電流無(wú)需流經(jīng)第二襯底，第一半導(dǎo)體層無(wú)需通過鍵合體和第二襯底進(jìn)行電學(xué)連接。使得對(duì)第二襯底的材料要求不再限于導(dǎo)電材料，利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度。

附圖說明

圖1是一種LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2至圖16是本發(fā)明一實(shí)施例中LED芯片形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

正如背景技術(shù)所述，現(xiàn)有技術(shù)形成的LED芯片的電學(xué)性能有待提高。

圖1是一種LED芯片的結(jié)構(gòu)示意圖，LED芯片包括：鍵合襯底100；位于鍵合襯底100上的鍵合層110；位于鍵合層110上的第一電極層120；位于第一電極層120側(cè)壁、以及鍵合層110上的絕緣層130；位于絕緣層130上的第一半導(dǎo)體層140、位于第一半導(dǎo)體層140上的有源層150，所述第一電極層120和第一電極層120側(cè)壁的絕緣層130貫穿所述第一半導(dǎo)體層140和有源層150；位于有源層150、絕緣層130和第一電極層120上的第二半導(dǎo)體層160；貫穿所述第二半導(dǎo)體層160、有源層150和第一電極層120的第二電極層170，第二電極層170和第一半導(dǎo)體層140電學(xué)連接。

然而，上述LED芯片的電學(xué)性能較差，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，原因在于：

第二電極層170和第一半導(dǎo)體層140電學(xué)連接，第一電極層120兩端分別與第二半導(dǎo)體層160和鍵合層110電學(xué)連接。因此LED芯片中的電流依次流經(jīng)第二電極層170、第一半導(dǎo)體層140、有源層150、第二半導(dǎo)體層160、第一電極層120和鍵合層110。LED芯片工作時(shí)需要將第一電極層120通過鍵合體110和鍵合襯底100進(jìn)行電學(xué)連接，使得第一電極層120能夠和施加在鍵合襯底100上的外部電壓源電學(xué)連接。故鍵合襯底100的材料需要為導(dǎo)電材料。因而導(dǎo)致提高了LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度，具體表現(xiàn)為：當(dāng)鍵合襯底100的材料需要為導(dǎo)電材料時(shí)，鍵合襯底100和封裝基板相接觸的區(qū)域中需要設(shè)置焊點(diǎn)，且所述焊點(diǎn)需要和封裝基板中的總線進(jìn)行電學(xué)連接，因此所述焊點(diǎn)和總線之間需要進(jìn)行電路布線。因而導(dǎo)致增加了對(duì)LED芯片板上芯片封裝的封裝基板的布線復(fù)雜度。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明提供一種LED芯片的形成方法，包括：提供第一襯底，所述第一襯底上具有前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體層、位于第一半導(dǎo)體層上的有源層、以及位于有源層上的第二半導(dǎo)體層，所述前端結(jié)構(gòu)具有第一區(qū)和第二區(qū)；在第一區(qū)形成貫穿第二半導(dǎo)體層和有源層的凹槽；在凹槽周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面形成連接導(dǎo)電層；形成覆蓋連接導(dǎo)電層以及凹槽側(cè)壁的絕緣層，所述絕緣層暴露出凹槽底部的第一半導(dǎo)體層和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面；進(jìn)行所述鍵合處理，使絕緣層、凹槽底部的第一半導(dǎo)體層、以及第二區(qū)第二半導(dǎo)體層通過鍵合體和第二襯底結(jié)合，所述鍵合體填充滿凹槽且覆蓋絕緣層和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面；進(jìn)行鍵合處理后，去除第一襯底；去除第一襯底后，刻蝕部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分連接導(dǎo)電層，刻蝕第二區(qū)的前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分鍵合體；在暴露出的連接導(dǎo)電層表面和鍵合體表面分別形成電極層。

所述方法中，形成覆蓋連接導(dǎo)電層以及凹槽側(cè)壁的絕緣層，所述絕緣層暴露出凹槽底部的第一半導(dǎo)體層和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層的頂部表面；去除第一襯底并刻蝕第二區(qū)和部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)后，分別對(duì)應(yīng)暴露出部分鍵合體和部分連接導(dǎo)電層；在暴露出的連接導(dǎo)電層表面和鍵合體表面分別形成電極層，所述電極層用于連接外部電壓源。連接導(dǎo)電層表面的電極層通過連接導(dǎo)電層電學(xué)連接第二半導(dǎo)體層，鍵合體表面的電極層通過鍵合體電學(xué)連接第一半導(dǎo)體層，而第一半導(dǎo)體層通過有源層和第二半導(dǎo)體層電學(xué)連接。因此LED芯片中的電流依次流經(jīng)連接導(dǎo)電層表面的電極層、連接導(dǎo)電層、第二半導(dǎo)體層、有源層、第一半導(dǎo)體層、鍵合體、鍵合體表面的電極層。由于外部電壓源無(wú)需通過第二襯底和鍵合體將電壓施加在第一半導(dǎo)體層上，因此LED芯片中的電流無(wú)需流經(jīng)第二襯底，第一半導(dǎo)體層無(wú)需通過鍵合體和第二襯底進(jìn)行電學(xué)連接。使得對(duì)第二襯底的材料要求不再限于導(dǎo)電材料，利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。

圖2至圖15是本發(fā)明一實(shí)施例中LED芯片形成過程的結(jié)構(gòu)示意圖。

參考圖2，提供第一襯底200，所述第一襯底200上具有前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)包括第一半導(dǎo)體層201、位于第一半導(dǎo)體層201上的有源層202、以及位于有源層202上的第二半導(dǎo)體層203，所述前端結(jié)構(gòu)具有第一區(qū)和第二區(qū)。

本實(shí)施例中，所述第一襯底200的材料為藍(lán)寶石。在其它實(shí)施例中，所述第一襯底的材料為氮化鎵、硅、或碳化硅。

所述第一半導(dǎo)體層201和導(dǎo)電類型和第二半導(dǎo)體層203的導(dǎo)電類型相反。

本實(shí)施例中，以所述第一半導(dǎo)體層201的導(dǎo)電類型為N型，第二半導(dǎo)體層203的導(dǎo)電類型為P型為示例進(jìn)行說明。

本實(shí)施例中，第一半導(dǎo)體層201的材料為N型GaN，第二半導(dǎo)體層203的材料為P型GaN。本實(shí)施例中，所述有源層202為量子阱層。所述量子阱層的作用包括：提高電子和空穴的復(fù)合效率，以提高LED芯片的發(fā)光效率。

所述量子阱層為多量子阱層或單量子阱層。

形成所述第一半導(dǎo)體層201、有源層202和第二半導(dǎo)體層203的工藝包括外延生長(zhǎng)工藝。

本實(shí)施例中，還在所述第一半導(dǎo)體層201和第一襯底200之間形成有緩沖層。所述緩沖層的材料包括未摻雜的GaN。所述緩沖層的作用包括：避免第一半導(dǎo)體層201的晶格產(chǎn)生較大的畸變。在其它實(shí)施例中，未形成緩沖層。

結(jié)合參考圖3和圖4，圖4為在圖3基礎(chǔ)上朝向第二半導(dǎo)體層203的俯視圖，圖3為沿圖4中切割線A-A1的剖面圖，在第一區(qū)形成貫穿第二半導(dǎo)體層203和有源層202的凹槽210。

形成所述凹槽210的方法包括：在所述第二半導(dǎo)體層203上形成圖形化的掩膜層，所述圖形化的掩膜層定義凹槽210的位置；以所述圖形化的掩膜層為掩膜，采用各向異性刻蝕工藝刻蝕第一區(qū)的第二半導(dǎo)體層203和有源層202直至暴露出第一半導(dǎo)體層201，從而在第一區(qū)形成貫穿第二半導(dǎo)體層203和有源層202的凹槽210。

所述凹槽210的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)。本實(shí)施例中，以所述凹槽210的數(shù)量為7個(gè)為示例進(jìn)行說明。

本實(shí)施例中，相鄰凹槽210之間的間距相等，優(yōu)點(diǎn)為：使LED芯片中電流擴(kuò)展更均勻。在其它實(shí)施例中，相鄰凹槽210之間的間距不等。

在實(shí)際工藝中，根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置凹槽210的具體排布。

接著，在凹槽210周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層203的頂部表面形成連接導(dǎo)電層。

本實(shí)施例中，在形成所述連接導(dǎo)電層之前，還包括：在所述凹槽210周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層203的部分頂部表面形成歐姆接觸層；在所述歐姆接觸層表面形成反射層，所述歐姆接觸層的電導(dǎo)率大于第二半導(dǎo)體層的電導(dǎo)率且小于所述反射層的電導(dǎo)率。形成所述連接導(dǎo)電層后，所述連接導(dǎo)電層覆蓋所述反射層和反射層周圍的第一區(qū)部分第二半導(dǎo)體層203的頂部表面。在其它實(shí)施例中，不形成歐姆接觸層和反射層。

下面參考圖5至圖8具體介紹歐姆接觸層、反射層和連接導(dǎo)電的形成方法。

結(jié)合參考圖5和圖6，圖5為在圖3基礎(chǔ)上的示意圖，圖6為在圖4基礎(chǔ)上的示意圖，在所述凹槽210周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層203的部分頂部表面形成歐姆接觸層220；在所述歐姆接觸層220表面形成反射層221，所述歐姆接觸層220的電導(dǎo)率大于第二半導(dǎo)體層203的電導(dǎo)率且小于所述反射層221的電導(dǎo)率。

所述反射層221的作用包括：反射從有源層202向第二半導(dǎo)體層203發(fā)射的光，反射后的光從第一半導(dǎo)體層201射出，提高LED芯片的出光率。

所述反射層221的材料為Ni、Ag、Al中任意一種或幾種組合。

形成所述反射層221的方法包括蒸鍍工藝或?yàn)R射工藝。

形成所述歐姆接觸層220的方法包括蒸鍍工藝或?yàn)R射工藝。

所述歐姆接觸層220的作用包括：

歐姆接觸層220作為反射層221和第二半導(dǎo)體層203的中間層，使得反射層221和第二半導(dǎo)體層203之間的結(jié)合力增強(qiáng)；

歐姆接觸層220的電導(dǎo)率大于第二半導(dǎo)體層203的電導(dǎo)率且小于所述反射層221的電導(dǎo)率，使得反射層221和第二半導(dǎo)體層203之間的接觸勢(shì)壘降低；

歐姆接觸層220的折射率小于第二半導(dǎo)體層203，歐姆接觸層220和第二半導(dǎo)體層203之間的界面構(gòu)成光的全反射界面；從有源層202射出的光進(jìn)入第二半導(dǎo)體層203后，較多的光在歐姆接觸層220和第二半導(dǎo)體層203之間的界面發(fā)生全反射，只有較少的光進(jìn)入歐姆接觸層220進(jìn)而到達(dá)反射層221。進(jìn)而降低反射層221對(duì)光線的吸收率，從而提高了歐姆接觸層220和反射層221對(duì)光線的總反射率。

本實(shí)施例中，所述歐姆接觸層220的材料為透明導(dǎo)電材料，所述透明導(dǎo)電材料為氧化銦錫、摻氟氧化錫或摻鋁氧化鋅。

本實(shí)施例中，所述歐姆接觸層220的厚度為1nm～500nm，反射層221的厚度為10nm～500nm。在其它實(shí)施例中，可以根據(jù)工藝需要設(shè)置歐姆接觸層和反射層的厚度。

結(jié)合參考圖7和圖8，圖7為在圖5基礎(chǔ)上的示意圖，圖8為在圖6基礎(chǔ)上的示意圖，在凹槽210周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層203的頂部表面形成連接導(dǎo)電層222。

本實(shí)施例中，由于形成了歐姆接觸層220和反射層221，因此所述連接導(dǎo)電層222覆蓋所述反射層221和反射層221周圍第一區(qū)的部分第二半導(dǎo)體層203的頂部表面。

形成所述連接導(dǎo)電層222的方法包括蒸鍍工藝或?yàn)R射工藝。

本實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)電層222的材料為金屬，所述連接導(dǎo)電層222電學(xué)連接后續(xù)形成的電極層和第二半導(dǎo)體層203。

本實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)電層222的作用包括：阻擋反射層221中金屬原子的擴(kuò)散，進(jìn)而避免LED芯片產(chǎn)生漏電，保障LED芯片的可靠性。

本實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)電層222為疊層結(jié)構(gòu)，所述連接導(dǎo)電層222包括一層或多層層疊的疊層組層，所述疊層組層包括第一材料層和位于第一材料層表面的第二材料層，所述第一材料層位于所述凹槽210周圍的第一區(qū)第二半導(dǎo)體層203的部分頂部表面。

具體的，第一材料層覆蓋所述反射層221和反射層221周圍第一區(qū)部分第二半導(dǎo)體層203的頂部表面。

本實(shí)施例中，所述第一材料層的材料為TiW；所述第二材料層的材料為Pt或Ti。

所述第一材料層的厚度為50nm～200nm；所述第二材料層的厚度為20nm～100nm。在實(shí)際工藝中，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇第一材料層和第二材料層的厚度。

當(dāng)所述連接導(dǎo)電層222為疊層結(jié)構(gòu)時(shí)，對(duì)反射層221中金屬原子擴(kuò)散的阻擋能力較好，且改善膜層應(yīng)力，從而改善連接導(dǎo)電層222和反射層221、以及連接導(dǎo)電層222和第二半導(dǎo)體層203的鍵合質(zhì)量。

所述疊層組層的層數(shù)為1～3層，使得形成疊層結(jié)構(gòu)的成本較少，且使得疊層結(jié)構(gòu)的性能較好。

在其它實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)電層為單層結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的，連接導(dǎo)電層的材料為TiW、Pt或Ti。

結(jié)合參考圖9和圖10，圖9為在圖7基礎(chǔ)上的示意圖，圖10為在圖8基礎(chǔ)上的示意圖，形成覆蓋連接導(dǎo)電層222以及凹槽210側(cè)壁的絕緣層230，所述絕緣層230暴露出凹槽210底部的第一半導(dǎo)體層201和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203的頂部表面。

所述絕緣層230的作用包括：電學(xué)隔離后續(xù)形成的鍵合體與第二半導(dǎo)體層203、鍵合體和有源層202、以及鍵合體和連接導(dǎo)電層222。

所述絕緣層230的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。

形成所述絕緣層230的方法包括：在所述連接導(dǎo)電層222、暴露出的第二半導(dǎo)體層203的表面、以及凹槽210的側(cè)壁和底部形成絕緣材料層；去除第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203表面、以及凹槽210底部的連接導(dǎo)電層222，形成絕緣層230。

形成所述絕緣材料層的工藝為沉積工藝，如等離子體化學(xué)氣相沉積工藝、原子層沉積工藝、亞大氣壓化學(xué)氣相沉積工藝或低壓化學(xué)氣相沉積工藝。

去除第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203表面、以及凹槽210底部的連接導(dǎo)電層222的工藝包括干刻工藝或濕刻蝕工藝。

結(jié)合參考圖11和圖12，圖11為在圖9基礎(chǔ)上的示意圖，圖12為在圖10基礎(chǔ)上的示意圖，進(jìn)行鍵合處理，使絕緣層230、凹槽210底部的第一半導(dǎo)體層201、以及第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203通過鍵合體240和第二襯底250結(jié)合，所述鍵合體240填充滿凹槽210(參考圖9和圖10)且覆蓋絕緣層230和第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203的頂部表面。

進(jìn)行所述鍵合處理的方法包括：在絕緣層230表面、凹槽210底部的第一半導(dǎo)體層201表面、以及第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203的頂部表面形成第一鍵合層(未圖示)；提供第二襯底250；在第二襯底250表面形成第二鍵合層(未圖示)；將所述第一鍵合層和第二鍵合層進(jìn)行鍵合，使第一鍵合層和第二鍵合層形成所述鍵合體240。

所述第一鍵合層和第二鍵合層的材料為金屬，如Au、Cu、In、Ti、Pt、Cr、Ge、Ni中的任意一種或多種組合。

將所述第一鍵合層和第二鍵合層進(jìn)行鍵合的工藝為低溫共晶鍵合或金屬擴(kuò)散(共熔晶)鍵合。

本實(shí)施例中，在將第一鍵合層和第二鍵合層進(jìn)行鍵合的過程中，第一鍵合層和第二鍵合層形成熔融態(tài)，所述熔融態(tài)的第一鍵合層和第二鍵合層填充滿凹槽210。將所述第一鍵合層和第二鍵合層進(jìn)行鍵合后，第一鍵合層和第二鍵合層形成鍵合體240。

相應(yīng)的，所述鍵合體240的材料為金屬，如Au、Cu、In、Ti、Pt、Cr、Ge、Ni中的任意一種或多種組合。

本實(shí)施例中，所述第二襯底250為絕緣導(dǎo)熱襯底，所述絕緣導(dǎo)熱襯底的熱導(dǎo)率在45W/(m·K)以上，如60W/(m·K)、80W/(m·K)、100W/(m·K)、300W/(m·K)或500W/(m·K)。所述絕緣導(dǎo)熱襯底的材料為SiC或AlN。

SiC或AlN的熱導(dǎo)率大于藍(lán)寶石的熱導(dǎo)率，當(dāng)所述絕緣導(dǎo)熱襯底的材料為SiC或AlN時(shí)，第二襯底250的熱導(dǎo)率較大，因此能夠提高LED芯片的散熱性能。

在其它實(shí)施例中，所述第二襯底250為導(dǎo)電襯底；當(dāng)所述第二襯底250為導(dǎo)電襯底時(shí)，所述LED芯片的形成方法還包括：在進(jìn)行鍵合處理的過程中，使所述鍵合體240通過隔離層和第二襯底250結(jié)合。

進(jìn)行所述鍵合處理的方法包括：在絕緣層230表面、凹槽210底部的第一半導(dǎo)體層201表面、以及第二區(qū)第二半導(dǎo)體層203的頂部表面形成第一鍵合層(未圖示)；提供第二襯底250；在第二襯底250表面形成隔離層；在所述隔離層表面形成第二鍵合層(未圖示)；將所述第一鍵合層和第二鍵合層進(jìn)行鍵合，使第一鍵合層和第二鍵合層形成所述鍵合體240。

本實(shí)施例中，第二襯底250的材料可以為導(dǎo)電襯底，也可以為絕緣導(dǎo)熱襯底，因此第二襯底250選擇范圍較大，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活選擇。

所述隔離層的作用為電學(xué)隔離第二襯底250和鍵合體240，使LED芯片中的電流不流經(jīng)第二襯底250。

所述隔離層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。

參考圖13，圖13為在圖11基礎(chǔ)上的示意圖，進(jìn)行所述鍵合處理后，去除第一襯底200(參考圖11和圖12)。

去除第一襯底200的工藝包括激光剝離工藝。

接著，刻蝕部分第一區(qū)前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分連接導(dǎo)電層，刻蝕第二區(qū)的前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分鍵合體。

本實(shí)施例中，還包括：在去除所述第一襯底200后且在刻蝕第二區(qū)和部分第一區(qū)的前端結(jié)構(gòu)之前，對(duì)所述第一半導(dǎo)體層201的表面進(jìn)行粗化處理。

參考圖14，對(duì)所述第一半導(dǎo)體層201的表面進(jìn)行粗化處理。

所述粗化處理的方法包括：采用粗化溶液對(duì)所述第一半導(dǎo)體層201的表面進(jìn)行腐蝕。

所述粗化溶液為氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。

所述粗化處理的作用包括：避免后續(xù)從有源層202射向第一半導(dǎo)體層201的光在第一半導(dǎo)體層201的表面發(fā)生全反射，從而提高出光率。

需要說明的是，本實(shí)施例中，形成了緩沖層，還包括：在進(jìn)行粗化處理之前，去除至少部分厚度的緩沖層；若去除全部的緩沖層，在對(duì)所述第一半導(dǎo)體層201的表面進(jìn)行粗化處理的過程中，也對(duì)所述緩沖層進(jìn)行粗化處理。

去除至少部分厚度的緩沖層的作用包括：將在去除第一襯底200過程中緩沖層受損的部分去除。

接著，參考圖15，刻蝕部分第一區(qū)前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分連接導(dǎo)電層260，刻蝕第二區(qū)的前端結(jié)構(gòu)，暴露出部分鍵合體240。

本實(shí)施例中，同時(shí)刻蝕第二區(qū)的前端結(jié)構(gòu)和部分第一區(qū)前端結(jié)構(gòu)。

刻蝕第二區(qū)的前端結(jié)構(gòu)和部分第一區(qū)前端結(jié)構(gòu)的方法包括各向異性干刻工藝。

接著，參考圖16，在前端結(jié)構(gòu)表面、絕緣層230表面、以及部分暴露出的部分鍵合體240表面形成鈍化層260，且所述鈍化層260暴露出部分連接導(dǎo)電層222表面；形成所述鈍化層260后，在暴露出的連接導(dǎo)電層222表面和鍵合體240表面分別形成電極層270。

所述鈍化層260的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。

形成所述鈍化層250的方法包括：在所述前端結(jié)構(gòu)表面、絕緣層230表面、以及暴露出的連接導(dǎo)電層222表面和鍵合體240表面形成鈍化材料層；圖形化所述鈍化材料層，形成所述鈍化層250。

所述電極層270用于連接外部電壓源。

所述電極層270的材料為金屬，如Cr、Pt、Au、Al、Ti中一種或任意幾種的組合。

所述電極層270為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

本實(shí)施例中，所述電極層270為平面狀。在其它實(shí)施例中，所述電極層270為導(dǎo)電插塞。

本實(shí)施例中，所述LED芯片中電流的擴(kuò)展不依賴于電極層270，因此電極層270的面積的設(shè)計(jì)無(wú)需考慮對(duì)LED芯片中電流的擴(kuò)展的影響。電極層270的面積選擇的范圍較大。

連接導(dǎo)電層222表面的電極層270通過連接導(dǎo)電層222電學(xué)連接第二半導(dǎo)體層203，鍵合體240表面的電極層270通過鍵合體240電學(xué)連接第一半導(dǎo)體層201，而第一半導(dǎo)體層201通過有源層202和第二半導(dǎo)體層203電學(xué)連接。因此LED芯片中的電流依次流經(jīng)連接導(dǎo)電層222的電極層270、連接導(dǎo)電層222、第二半導(dǎo)體層203、有源層202、第一半導(dǎo)體層201、鍵合體240、鍵合體240表面的電極層270。由于外部電壓源無(wú)需通過第二襯底250和鍵合體240將電壓施加在第一半導(dǎo)體層201上，因此LED芯片中的電流無(wú)需流經(jīng)第二襯底250，第一半導(dǎo)體層201無(wú)需通過鍵合體240和第二襯底250進(jìn)行電學(xué)連接。使得對(duì)第二襯底250的材料要求不再限于導(dǎo)電材料，利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度。

利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度表現(xiàn)為：當(dāng)?shù)诙r底250的材料能夠采用絕緣導(dǎo)熱材料，第二襯底250和封裝基板相接觸的區(qū)域中無(wú)需設(shè)置和封裝基板中的總線進(jìn)行電學(xué)連接的焊點(diǎn)，第二襯底250僅需要固定在和封裝基板相接觸的區(qū)域。不同的LED芯片通過電極層270進(jìn)行電學(xué)連接。這樣能夠降低了對(duì)LED芯片板上芯片封裝的封裝基板的布線復(fù)雜度。

相應(yīng)的，本實(shí)施例還提供一種采用上述方法形成的LED芯片，請(qǐng)繼續(xù)參考圖16，包括：第二襯底250；位于第二襯底250上的鍵合體240，所述鍵合體240包括位于第二襯底250表面的基體和位于基體表面的凸起；位于凸起側(cè)壁、以及部分基體表面的絕緣層230；位于部分絕緣230層表面的連接導(dǎo)電層222，且所述連接導(dǎo)電層222位于基體上；位于部分連接導(dǎo)電層222上的第二半導(dǎo)體層203和位于第二半導(dǎo)體層203表面的有源層202，所述凸起和凸起側(cè)壁的絕緣層230貫穿所述第二半導(dǎo)體層203和有源層202；位于第二半導(dǎo)體層203、有源層202、凸起以及凸起側(cè)壁的絕緣層230表面的第一半導(dǎo)體層201；分別位于暴露出的連接導(dǎo)電層222表面和鍵合體240表面的電極層270。

所述第二襯底250為絕緣導(dǎo)熱襯底，所述絕緣導(dǎo)熱襯底的熱導(dǎo)率在45W/(m·K)以上，如60W/(m·K)、80W/(m·K)、100W/(m·K)、300W/(m·K)或500W/(m·K)；或者所述第二襯底250為導(dǎo)電襯底；當(dāng)所述第二襯底250為導(dǎo)電襯底時(shí)，所述LED芯片還包括：位于第二襯底250和鍵合體240之間的隔離層(未圖示)。

所述隔離層的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。

所述絕緣導(dǎo)熱襯底的材料為SiC或AlN。

所述鍵合體240的材料為Au、Cu、In、Ti、Pt、Cr、Ge、Ni中的任意一種或多種組合。

所述絕緣層230的材料為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或氧化鋁。

所述絕緣層230用于電學(xué)隔離鍵合體240和第二半導(dǎo)體層203、鍵合體240和有源層202、以及鍵合體240和連接導(dǎo)電層222。

所述連接導(dǎo)電層222的材料為金屬，所述連接導(dǎo)電層222電學(xué)連接電極層270和第二半導(dǎo)體層203。

本實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)電層222為疊層結(jié)構(gòu)；所述連接導(dǎo)電層222包括一層或多層層疊的疊層組層，所述疊層組層包括第二材料層和位于第二材料層表面的第一材料層，所述第二材料層位于部分絕緣層230表面，且所述第二材料層位于基體上。

所述第一材料層的材料為TiW；所述第二材料層的材料為Pt或Ti。

所述第一材料層的厚度為50nm～200nm；所述第二材料層的厚度為20nm～100nm。在實(shí)際工藝中，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇第一材料層和第二材料層的厚度。

在其它實(shí)施例中，所述連接導(dǎo)電層為單層結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的，所述連接導(dǎo)電層材料為TiW、Pt或Ti。

所述LED芯片還包括：位于第二半導(dǎo)體層203和連接導(dǎo)電層222之間的反射層221；位于反射層221和第二半導(dǎo)體層203之間的歐姆接觸層220，所述歐姆接觸層220的電導(dǎo)率大于第二半導(dǎo)體層203的電導(dǎo)率且小于所述反射層221的電導(dǎo)率。

所述反射層221的材料為Ni、Ag、Al中任意一種或幾種組合。

本實(shí)施例中，所述歐姆接觸層220的材料為透明導(dǎo)電材料，所述透明導(dǎo)電材料為氧化銦錫、摻氟氧化錫或摻鋁氧化鋅。

所述第一半導(dǎo)體層201的材料為N型GaN；所述第二半導(dǎo)體層203的材料為P型GaN；所述有源層202為量子阱層。

所述電極層270的材料為金屬，如Cr、Pt、Au、Al、Ti中一種或任意幾種的組合。所述電極層270用于連接外部電壓源。

本實(shí)施例提供的LED芯片，連接導(dǎo)電層表面222的電極層270通過連接導(dǎo)電層222電學(xué)連接第二半導(dǎo)體層203，鍵合體240表面的電極層270通過鍵合體240電學(xué)連接第一半導(dǎo)體層201，而第一半導(dǎo)體層201通過有源層202和第二半導(dǎo)體層203電學(xué)連接。因此LED芯片中的電流依次流經(jīng)連接導(dǎo)電層222表面的電極層270、連接導(dǎo)電層222、第二半導(dǎo)體層203、有源層202、第一半導(dǎo)體層201、鍵合體240、鍵合體240表面的電極層270。由于外部電壓源無(wú)需通過第二襯底250和鍵合體240將電壓施加在第一半導(dǎo)體層201上，因此LED芯片中的電流無(wú)需流經(jīng)第二襯底250，第一半導(dǎo)體層201無(wú)需通過鍵合體240和第二襯底250進(jìn)行電學(xué)連接。使得對(duì)第二襯底250的材料要求不再限于導(dǎo)電材料，利于降低LED芯片板上芯片封裝的工藝復(fù)雜度。

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