[发明专利]一种LED芯片及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于半导体领域，尤其涉及一种LED芯片及制备方法。

背景技术

发光二极管（LED）是一种能将电信号转换成光信号的结型电致发光半导体器件，氮化镓（GaN）基发光二极管作为固态光源一经出现便以其高效率、长寿命、节能环保、体积小等优点成为国际半导体和照明领域研发与产业关注的焦点。

目前蓝宝石（Al₂O₃）衬底是氮化镓进行异质外延生长最为常用的衬底之一。由于蓝宝石衬底和氮化镓外延层间存在很大的晶格常数失配和热膨胀系数差异，因此氮化镓外延层中存在很大的应力和较高密度的缺陷，这些缺陷包括刃位错、螺位错和混合位错，即便采用图形化的蓝宝石衬底，氮化镓外延层中的缺陷密度仍高达10⁸/cm²数量级，而缺陷往往成为非辐射复合中心和漏电通道，以热的形式消耗了电子和空穴，却对发光没有贡献，反而降低了LED性能，并且漏电中心的存在使芯片的ESD（静电释放）性能也大大降低。虽然目前有多种方法以提高LED芯片的抗ESD性能，包括采用新的生长技术以降低缺陷密度，从而减少漏电中心；或在生长MQW（多量子阱）前加入低掺杂的n型GaN的结构，通过n型GaN的高阻特性来提高电流分布的均匀性，从而提高ESD性能；或在生长MQW前和生长MQW过程中增加Si掺杂量，以增大LED芯片电容的方式，来提高芯片的ESD性能但这些方法多数集中于减小漏电中心，或减小电子从漏电中心通过的可能性来实现，并且工艺较复杂，成本较高。

发明内容

本发明为改善LED芯片的ESD性能，提供一种LED芯片及制备方法，可显著提高LED芯片的ESD性能，并且工艺简单，可操作性强，成本较低。

本发明提供一种LED芯片，包括衬底，衬底之上依次形成的缓冲层、n型氮化物层、发光层、p型氮化物层和导电层，所述p型氮化物层与导电层相接触的表面上分布有坑状结构，所述坑状结构位于p型氮化物层上，所述坑状结构内覆盖具有绝缘特性的阻挡层。

本发明还提供一种LED芯片的制备方法，包括以下步骤：

提供衬底；

在衬底上形成缓冲层；

在缓冲层上形成n型氮化物层；

在n型氮化物层上形成发光层；

在发光层上形成p型氮化物层；

对p型氮化物层表面进行化学腐蚀，形成坑状结构；

在所述坑状结构内形成具有绝缘特性的阻挡层；

在p型氮化物层具有坑状结构的表面上形成导电层。

本发明的有益效果：通过对LED芯片的p型氮化物层进行化学腐蚀，由于外延层有缺陷的地方腐蚀比较快，从而在p型氮化物层表面上形成坑状结构，每一个坑状结构都是一个潜在的漏电通道。然后通过在坑状结构内形成绝缘的阻挡层，可有效阻挡漏电中心对电子的输送作用，迫使电子和空穴以正常的方式进入发光层，从而提高LED芯片的ESD性能和发光效率。

本发明还具有工艺简单，可操作性强，成本较低的优点。

附图说明

图1为本发明实施例LED芯片的结构示意图；

图2为本发明另一实施例LED芯片的结构示意图；

图3为本发明实施例LED芯片具有坑状结构的p型氮化物层的结构示意图；

图4为本发明实施例LED芯片阻挡层的结构示意图；

图5为本发明实施例LED芯片经蚀刻后的阻挡层的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种LED芯片，包括衬底1，衬底之上依次形成的缓冲层2、n型氮化物层3、发光层4、p型氮化物层5和导电层6，所述p型氮化物层5与导电层6相接触的表面上分布有坑状结构53，所述坑状结构53位于p型氮化物层5上，所述坑状结构53内设有具有绝缘特性的阻挡层7。

本发明通过在p型氮化物层5表面上形成坑状结构，每一个坑状结构都是一个潜在的漏电通道，然后通过在坑状结构53内形成绝缘的阻挡层，可有效阻挡漏电中心对电子的输送作用，迫使电子和空穴以正常的方式进入发光层4，从而提高LED芯片的ESD性能和发光效率。

本发明还具有工艺简单，可操作性强，成本较低的优点。