[实用新型]LED发光器件

说明书

技术领域

本实用新型属于光电子发光器件制造领域，特别描述了一种电流扩展均匀的LED或OLED芯片，它无需传统的电流阻挡层就达到同样的效果。

背景技术

随着以GaN(氮化镓)材料P型掺杂的突破为起点的第三代半导体材料的兴起，伴随着以Ⅲ族氮化物为基础的高亮度发光二级管（Light Emitting Diode，LED）的技术突破，用于新一代绿色环保固体照明光源的氮化物LED正在成为新的研究热点。目前，LED应用的不断升级以及市场对于LED的需求，使得LED正朝着大功率和高亮度的方向发展。高亮度大功率LED芯片面临的主要问题是光效不如小功率，其主要原因是电流扩展不均匀。由于LED芯片的p型GaN电阻远高于n型GaN，当电流注入时，电流会集中在p型电极周围，电流不均匀会导致芯片光效降低，这点在大电流注入时尤为显著。

为解决电流拥挤的问题，现有的技术是在电极和透明导电层（如ITO）下方增加一层电流阻挡层（图1），其材料通常是SiO₂，厚度从数十纳米到数百纳米不等，由于电流阻挡层绝缘，注入电流不能直接向下，迫使其沿ITO横向扩展，达到增加电流扩展的目的。电流阻挡层只在p型电极下方使用，一般不使用于n型电极，故图1中只显示p型电极周围情况。现有的SiO₂电流阻挡层制作需要多道芯片工艺制程，包括PECVD生长SiO₂、光刻图形、BOE湿法腐蚀SiO₂、去光刻胶等步骤，增加了生产周期，提高了生产成本。

发明内容

本实用新型的目的是简化工艺、节约成本，不制作电流阻挡层，以更为简化的工艺完成LED发光器件的制备。

为了达到以上目的，本实用新型提供了一种LED发光器件，包括：半导体衬底，所述的衬底上依次形成有N型GaN层、外延发光层和P型GaN层，所述的P型GaN层的表面上的预定区域通过离子溅射或等离子轰击造成损伤，或者通过离子注入的方式改变表面掺杂，以使该预定区域内的p型GaN呈现接近绝缘的高接触电阻特性，所述的P型GaN层上形成有透明导电层以及P型电极，所述的P型电极与预定区域的位置相对应。

作为本实用新型进一步的改进，所述LED发光器件包括紫外外延片、蓝光外延片、绿光外延片、黄光外延片或红光外延片。

作为本实用新型进一步的改进，以上适用的化合物表面不光包括GaN,也包括GaAs表面，也包括有机OLED材料表面。

与现有技术相比，本实用新型使用粒子物理轰击的方法，在需要阻挡电流的图形部分造成p型GaN接触电阻显著上升，LED芯片工作时注入电流趋于横向扩展以避开该高电阻近绝缘区域，从而达到增加电流扩展，缓解p型电极周围电流拥挤的目的。相比传统的电流阻挡层工艺，本方案简化了工艺流程，节约了制作成本，以简单的工艺代替了复杂的电流阻挡层工艺，对于降低芯片成本，提高量产产能具有重要的意义。

附图说明

图1是现有电流阻挡层的芯片设计，其示意性描述p型电极周围；

图2至图5是本方案中无电流阻挡层的芯片工艺流程图；

图2描述了在芯片表面p型GaN层上通过光刻，做出需要阻挡电流的图形使之暴露，其余部分依旧由掩膜层（如光刻胶）覆盖，物理轰击暴露的p型GaN层；图3描述了去除掩膜层，轰击后的部分p型GaN呈现高电阻近绝缘特性；图4描述了在p型GaN层上制作透明导电层；图5描述了在透明导电层上制作p型电极，箭头所示为电流扩展效果；图中：1：p型GaN；2：电流阻挡层；3：透明导电层；4：呈现高阻状态的p型GaN层；5：p型电极；6：掩膜层；7：粒子轰击。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图5所示，其示意性描述本实施例中LED发光器件p型电极周围，其包括位于底部的半导体衬底，衬底上依次形成有N型GaN层、外延发光层和P型GaN层1，P型GaN层1的表面上的预定区域通过离子溅射或等离子轰击造成损伤，或者通过离子注入的方式改变表面掺杂，以使该预定区域内的p型GaN呈现接近绝缘的高接触电阻特性，最终形成一块呈现高阻状态的p型GaN层区域4，P型GaN层1上形成有透明导电层3以及P型电极5，P型电极5与呈现高阻状态的p型GaN层区域4的位置相对应，箭头所示为电流扩展效果与原理。